将安全可靠进行到底

——北京地铁四号线的标杆梦想

文/记者 秦海霞

    北京地铁四号线将于2009年9月28日正式投入运营。作为北京首条有香港地铁公司参与建设和管理的地铁线，四号线在可靠性方面状况如何？四号线的建设和运营单位的技术专家向记者详细解说了四号线在这方面采用的新技术、新理念

    在北京市的公司职员陈娜眼中，地铁是最可靠的交通工具：与公交车相比，地铁速度快，在时间上有保障。所以，她宁愿舍弃只需一次换乘的公交，而不厌其烦地在地铁中两次换乘：先乘坐二号线，在建国门转乘一号线，在四惠转乘八通线，回到通州的家中。

    但是多年乘坐的经验也告诉她，地铁的故障率并不低。她在今年5月19日就遇到一次，四惠东站不知出了什么故障，无法在该站上车，她不得已急招出租车去四惠站乘车。

    打开网络搜索，输入“北京地铁故障”，出现的结果可能让你感到吃惊：故障记录连篇累牍，最近的一次是6月10日上午，北京地铁二号线内环线列车暂时停运，导致上百乘客被困车中一小时，据称是信号系统故障。

    陈娜感叹：地铁就不能零故障吗？

    “零故障是我们的目标”

    细心的人会发现，北京地铁故障率比较高的路线是一号线和二号线。北京市轨道交通建设管理有限公司设备管理中心副主任韩志伟向记者解释了其中原因：

    一号线的复兴门至苹果园段、二号线（环线）是改革开放前建设的，当时建设初期的指导思想是以战备疏散为主，兼顾城市交通，指导思想已经注定了工程建设整体水平和质量标准较低，产品技术水平低、可靠性差。

    2007年，韩国大邱地铁火灾事故后，北京地铁安全空前受到重视，但因为一、二号线最初设计具有很大的局限性，改造工作困难很大。

    北京市轨道交通建设管理有限公司负责四号线的建设管理任务，作为四号线机电项目部总经理，韩志伟对四号线的设计和技术信心满满：“安全可靠，最主要的是靠设计。设计不周、先天不足，即使后来能有所补救，但治标不治本。因此，我们以零故障率为目标，我们的任务就是将一些可能出现的故障消灭在设计阶段。”

    2009年3月，如果当时你刚好经过正在建设中的北京地铁四号线西苑站，你会惊奇地发现尚未落顶的站台上缓慢驶来一辆地铁列车，这台列车穿过旁边仍然堆着不少建筑垃圾的轨道，穿越各个脚手架包围的工地，就这样缓缓驶来。

    “这个我们称之为动车调试。”韩志伟对记者说，轨道和相关系统已经铺装后，需要将列车开一个全程，对轨道和各种系统进行验证。

    至今，这一次的动车调试依旧在四号线项目部中被津津乐道。“因为这台机车不能靠电力供应行驶，我们使用的是两台内燃机车做牵引，一路护送，终于将这台机车从最南端的公益西桥站运到了颐和园北边的安河桥北站。”

    他们的这一举动也让四号线投资方之一的香港铁路有限公司的人员大为惊奇。港方认为这风险太大了，如果路上稍有不慎，一台机车就报废了。他们通常的做法是，至少做半年的数据验证，即通过汇总各种数据来验证机车畅通的可能性。

    但韩志伟他们就这样走过来了，他们需要的不仅仅是数据验证，而且需要一个真正的通车环境，这样才能保证列车未来能稳定而可靠地行驶。

    迈过4分钟大坎儿

    在等待八通线列车过程中，陈娜总是死死盯着车站的钟表，一秒一秒地倒数列车将要开过来的时间，并且还在心里不断抱怨：“既然在下班高峰期将发车间隔缩短到两分半，为什么不能再短些？”

    她所不知道的是，地铁列车发车间隔每缩短一秒，就需要地铁在技术和设备上的无数更新，需要地铁设计和工作人员加倍的努力。

    韩志伟向记者总结了地铁缩短时间间隔所需要的条件：车辆数量、信号系统、电力系统。五号线开通时，时间间隔定在4分钟。韩志伟认为，这是具有划时代意义的。因为在国内地铁运营史上，4分钟是个很大的坎儿。“只有一切到位，我们才敢跑这个4分钟。有一项有瑕疵，4分钟就不可实现。”

    在五号线之后开通的十号线，一开通发车间隔就是3.5分钟，“别看只是提高了30秒，这需要相当高质量的设施和措施来保证。”韩志伟说。

    据介绍，9月28日开通的四号线最短发车间隔将达到3分钟。韩志伟对记者介绍说：从“可靠性”上来说，北京地铁经历了一个不断提高的过程。四号线的发车间隔能缩短到3分钟，靠的是卓越的技术和稳定的设施。

    北京地铁四号线与五号线、十号线、机场线属于同期建设的轨道交通项目，设备系统处于同一个水平线上，但与以上线路相比，四号线的设备系统还有一些新特点，正是这些新特点让四号线更加安全可靠。

    韩志伟首先提到了“蓄电池牵引自救援技术”，这是北京地铁首次使用。地铁在没有正常牵引供电的情况下可自行运行1.5公里，减少因断电而导致列车停留在隧道中的情况，从而缩短事故处理时间并减轻乘客的恐慌感。

    记者本人也曾经在八通线经历过一次短暂断电，当时的第一感觉是，如果是在地下隧道中，不知会有多少人“惊声尖叫”。

    韩志伟引以为傲的还有“整合的不间断电源系统（UPS）”。四号线首次将多专业的不间断电源系统进行整合，采用集中UPS为各专业提供不间断电源，在降低成本的同时也提高了电源的稳定性、可靠性及电源质量。但是他也提到，信号系统仍采用独立电源系统，这是由信号系统在地铁的特殊地位所决定的。

    四号线还首次采用了列车动力单元之间无高压重联的系统，在列车进入断电区时，主逆变器处于微再生制动状态，向辅助逆变器提供电源，从而保证列车的辅助供电不间断，这将大大减少车厢断电的发生率。

    第四项让四号线领先的技术是“火灾报警系统（FAS）和设备监控系统（BAS）的联动”：在火灾情况下，采用FAS系统发出指令、BAS系统执行的联动模式，减少了运行环节，大大提高了救灾效率。

    韩志伟所提供的一份文件中描述了四号线所采用的其他新技术：基于无线通信的移动闭塞信号系统，列车自动监控技术、自动保护技术和自动驾驶技术等。

    韩志伟表示：此后的六号线等地铁建设大都采纳了四号线的技术经验。也就是说，四号线为北京地铁的建设竖起了一根安全可靠的标杆。

    看得见的可靠

    在地铁中乘客看不见的安全与可靠性，体现在设计和施工阶段，而看得见的，则体现在运营阶段。北京市轨道交通建设管理有限公司完成系统调试之后，四号线就要交付运营了。北京地铁四号线的运营管理采取了一种新方式：由京港地铁负责新线运营和管理工作。

    北京京港地铁有限公司是由香港铁路有限公司、北京市基础设施投资有限公司、北京首都创业集团有限公司合作成立的新公司，它拥有北京地铁四号线30年的特许经营权。京港地铁的相关负责人解释了他们为提高四号线运营管理的安全可靠性而推出的措施。

    香港地铁公司是轨道交通行业内最早应用“系统保证”理念的公司之一。因此，北京地铁四号线从建设之初就将这一理念应用到机电工程上，从设计、建造、安装及运营各个阶段，对各系统可能存在的危害，通过危害辨识、风险评估、危害登记、实施危害减轻措施，把风险降到最低水平。

    京港地铁还十分注重对列车服务关键系统进行故障分析：在设计期间，对某系统的单点故障，备份等进行可靠度分析，以提供合理可靠的设计。在测试阶段，各系统会进行不间断运转以验证系统的可靠性。在试运行期间，全面验证设备系统的安全及功能的可靠性和稳定性；运营人员模拟真实运营环境进行111个应急预案的演练，充分锻炼运营人员应对紧急突发事件的能力。

    京港地铁强调，他们在运营期将规划好定期和对关键部件的维护计划，再搜集故障数据，对照分析，找出根源以提高设备的可靠性。

    有一句话叫“将人武装到牙齿”，四号线则是“将安全可靠进行到底”，一些措施可能是乘客每天都用到的，但却无法察觉其存在：隐藏在车厢内的一些措施也在为提高安全可靠做着贡献。例如车辆内饰材料的防火要求符合英国标准BS6853：1999，防火要求更加严格；地板结构通过BS476耐火测试，达到20分钟内保持完整和绝缘。甚至连地铁员工的制服都加入了安全可靠的设计思路：制服面料中加入了防静电导电纤维。

    可靠性的遗憾

    尽管有周全的设计、精妙的施工，但是，对于整个四号线工程，韩志伟仍然不敢说能够保证零缺陷、运行起来零故障。

    他解释了两个原因。第一是众所周知的浴盆曲线规律。在机电设备中，存在着这么一个规律：在设备调试初期，故障率会高一些；随着设备越来越平稳运行，故障率逐步降低，达到一个最低点，并且能够维持比较长的时期，但是，即使在最低点，故障率也不是零；经过一段时间的运行，随着设备的老化，故障率又越来越高。这样，故障率随时间变化的函数将形成一个类似浴盆的曲线。

    2005年，二号线地铁曾经出现过车顶冒着火穿过地铁站的事情，韩认为：“这就是设备已经严重老化了，这样的设备你能指望它可靠吗？”

    第二个原因则是让他甚为恼火又甚为无奈的：部分设备供应商在质量上的敷衍了事。“我们也提出几个指导思想：安全性、可靠性、可维护性、可操作性”，但是有些设备还是在可维护性上出了问题。

    他讲了这样一件事：英国西屋是国内多个地铁线信号系统的供应商，北京的一号线、十三号线、八通线和五号线都使用它的信号系统。“我们所追求的可维护性指的是即使出故障也应在多少小时内修好。但是西屋做的一个线路板，故障率非常高，返修时间还极长，因为说是在西班牙做的，要返回西班牙维修。从西班牙回来，小半年都过去了。约人家总裁过来谈，最后甩下的一句话是‘我们将退出中国市场’。”

    他在四号线也遇到这样的事情：在某一站调试扶梯之后，发现所安装的扶梯接连出故障，经过多次投诉交涉，供应商才将设备修好。

    遇到这样的设备供应商该撤销合同吗？韩志伟相当地无奈：“投鼠忌器啊，几乎每一件（合同）标的都相当大，如果撕毁一件合同，与之相关一系列的设备的安装调试可能都只能干等着，工期怎么办？”他们选择的方法只能是在“晓以大义”的基础上“威逼利诱”。韩志伟说：“一般来说，经过一系列改善之后，产品质量还是基本能符合要求的。”

    最美的设计遇到拙劣的画工，还是无法获得一个完美的花瓶，这是韩志伟的无奈，也是中国地铁事业的无奈。

    韩志伟说：“我们追求零故障，但是因为这样那样的原因，故障是无法完全避免的，我们能做到的是尽量将每次的故障都在乘客发现之前加以清除。这也是提高地铁运营可靠性的一种努力。”