非运营时段地铁车站施工安全管控及行车组织研究

一、引言

地铁系统进入运营期后，基础设施维护与提升需依赖非运营时段进行施工。尤其在夜间施工时，如何在确保准点发车的同时保障施工安全，成为调度、安全和建设三方需协调解决的核心问题。长沙地铁1 号线作为典型案例，具有较高的研究价值，能为提升轨道系统维护效率与运营可靠性提供技术支持。

二、非运营时段地铁施工特点及安全风险识别

（一）非运营时段施工的定义与分类

非运营时段施工是在地铁暂停运营后，利用夜间窗口进行的基础设施维护或建设作业，涉及土建、机电、通信、信号等领域。施工可分为限时点作业（如电缆敷设、设备更换）和长周期节点作业（如结构加固、站台扩建）。两类作业在施工组织、人员调配及安全管理方面差异明显，需要更高的风险识别和调度干扰评估。

（二）施工对地铁系统运行安全的潜在影响

施工对轨道系统安全构成威胁，表现为设备不稳定、系统功能受损、轨行区结构扰动。频繁拆装设备、电源隔离和信号中断可能导致软故障，影响次日启动效率。若干预道岔区等关键区域，可能导致调度失败或设备无法复位，增加系统故障风险。

（三）长沙地铁1 号线施工风险识别与分析

长沙地铁1 号线全长33.4 公里，设25 座车站，夜间施工区域集中在主变电所、折返线和通信机房等高技术密集区。施工风险主要包括渗漏、轨枕破损、信号设备故障等。通过风险矩阵评估，信号设备故障、人员误入限界区等事件被认定为重大风险，需专人监护和实时隔离。

（四）风险等级评估与安全控制要点

基于长沙地铁 1 号线实测数据与既有 采用层次分析法（AHP）与故障树分析（FTA）对非运营施工场景下的风险等级进行 域属性、作业类型复杂度、设备介入强度、人员密度及作业时间占比五 被划入四级风险等级体系（极高、高、中、低）。针对高风险作业， 机械隔离配合电子限位[2]。对中等风险任务，建议配置安全巡视无 可回溯。控制要点需围绕“施工审批准入、作业过程协同、安全状态核验、作业后 形成全周期闭环安全控制模式。

三、安全管控体系构建与关键技术应用

（一）非运营施工安全管理体系构建

非运营施工需构建以风险闭环控制为核心的多维度安全管理体系，采用施工许可审核、作业安全状态确认、风险动态跟踪、作业完成验收四阶段流程。管理体系通过集成作业计划审批系统（WPA）、轨行区准入识别系统（ZICS）、施工现场行为识别系统（CBAI）实现工程技术与制度机制双重约束。管理流程明确界定运营方、施工单位、监理及调度中心职责边界，并通过标准化操作指 trianglelefteq （SOI）与应急干预预设指 trianglelefteq （EPI）保证各环节响应效率与处置闭环。

（二）技术手段支撑

施工期间部署多种感知与控制类技术，形成基于“人-物-环境”多维动态监测体系。采用毫米波雷达融合红外成像技术实现人员非法进入限界区域检测，轨旁布设动态轨面状态传感器监测轨道结构扰动，接入地铁综合监控系统（ISCS）与列控系统（CBTC）信号冗余通道，保障信号完整性。实施工区封锁管理平台（SBLM）与作业车辆RFID 限速联动机制，有效降低车辆误侵风险。调度平台实现基于BIM 模型的施工区域三维态势可视化管理，提升作业调度效率与风险预警精准性。

（三）应急预案与响应机制优化

非运营时段施工应急管理强调“快速识别-分级响应-专业处置-恢复验证”四级响应逻辑。依据风险源特征构建特情响应场景库（CESC），匹配相应应急作业标准流程（EOP），提升处置效率。构建调度-施工-安监三方联动协同机制，预设应急广播推送触发条件，接入时空关联数据库，实现事故区域动态定位。配备便携式通信回路与紧急电源隔离模块，确保应急通信不中断。通过虚拟仿真平台定期开展基于多场景耦合的桌面推演和实地联动演练，提高人员临场应变能力与指令执行规范度。

四、非运营施工下的行车组织策略与优化（一）施工对行车组织的主要干扰要素

非运营施工对行车组织构成结构性干扰，主要体现在行车图刚性减少、作业窗口收缩与车底清退延迟。作业施工区若涉及折返线或主正线，将迫使列车调度临时调整运行区段，降低运行图可执行性。关键节点道岔切换、信号区段闭塞状态重构过程时间不可控性高，易形成调度滞后。同时，机电维护施工设备占道与作业材料堆放可能形成限速区段，进一步降低系统运行裕度。以上因素构成非运营施工对行车系统高频扰动源。

（二）长沙地铁 1 号线既有行车组织策略

长沙地铁 1 号线在非运营施工期间实施“窗口化+计划性”行车组织管理模式。采用日调度例会提前审定施工窗口时段与列车退出轨行区计划，形成标准运行图与施工图解并轨执行机制[3]。设定施工结束提前解锁时间阈值，确保信号与供电系统完整性检验后可恢复运行。调度指挥中心对接信号联锁状态同步确认平台与车辆清退状态监测系统，保证首班车调度指 trianglelefteq 下达的实效性。当前策略在保障运行连续性方面具备可控性，但仍存在运行弹性不足的问题。

（三）施工期间行车组织优化方案设计

针对非运营施工情形，优化策略应基于“最小干预、最大安全裕度”原则，制定可切换运行图集。设置备用时刻表（STS）与快速变更指令模板（RCI），实现施工干扰下运行图动态切换。设计双向交替折返运行结构，减少对单一折返段依赖，提升调度柔性。利用自动化调度辅助系统（ATOS）与数据驱动列车路径预判模型（TPPM），实时分析可行车窗口并生成推荐调度指令，缩短人工干预周期。优化列车夜间回库路径，避开施工热点区域，增强系统整体运行稳定性。

（四）模拟仿真与评估分析

基于长沙地铁 1 号线运营模型，构建非运营施工影响下的列车运行仿真平台，采用AnyLogic 平台与RailSys软件联合仿真，设定典型施工扰动场景进行模拟评 标包含运行图执行偏移度、车辆折返成功率、行车延误传播路径与系统稳定性指标（SIS）。模拟结果 运行图集与动态折返机制下，线路运行恢复时间平均缩短 23% ，行车图稳定性提升 17% 。优化方案具备良好的实用推广价值与系统鲁棒性。

五、结论

非运营时段地铁施工是城市轨道交通系统维护与更新的重要组成，其安全风险管理与行车组织协调成为核心技术难题。研究通过对长沙地铁1 号线实际运维数据、施工案例及调度机制的深入剖析，提出了一套基于风险动态识别、技术辅助感知、应急联动优化的安全管理体系，并构建了多情景下的行车组织优化策略模型。研究成果对提升地铁非运营施工阶段的系统韧性与安全运行能力具有现实意义，可为其他城市轨道线路施工与运营协调提供参考路径。未来可进一步结合 AI 调度辅助、施工BIM 深度集成等方向，拓展研究深度。

参考文献

[1] 张志勇. 探讨徐州某地铁车站主体结构模板支架专项施工及安全管理措施[J].流体测量与控制，2024，5（05）：109-112.

[2] 张龙斌.城市轨道交通工程施工组织管理研究[C]//中国电力企业管理创新实践（2022 年）.中国水利水电第十工程局有限公司;，2024：527-530.

[3] 黄强，胡俊杰，胡传伟，等.地铁车站土建施工安全管控研究[J].安徽建筑，2022，29（05）：191-192.