郑晶敏
無人驾驶汽车虽然距离正式上路运行还有相当长一段时间,但我们已经收获了这项技术带来的便利,它被应用到其他公共交通工具上了,比如地铁。
尽管目前国内的地铁都设有驾驶室,但一些地铁实际上是按照全自动驾驶等级建设的。比如2008年7月开通的国内首条自动驾驶地铁线—北京机场线和2010年4月开通的上海10号线。深圳、天津、广州、宁波等城市也计划将无人驾驶应用到地铁线路中。
无人驾驶地铁目前有两个等级—无司机有人值守(简称GOA3)和无司机无人值守(简称GOA4)下的列车自动运行。前述已开通的无人驾驶地铁线路,都属于GOA3级别,而去年年底开通的香港南港岛线的一条封闭线路则是中国首条达到GOA4级别的地铁线。
“全球所有城市都需要更加可靠安全的公共交通方式,无人驾驶地铁会是一个有效的解决方案。”阿尔斯通中国和东亚区总裁方玲对《第一财经周刊》说。作为最早在中国开展业务的法国企业之一,阿尔斯通从1958年起就在中国参与了一系列轨道交通项目。
据联合国预计,到2050年,全球人口将增加至94亿,城镇化水平达到66%。到那时,空气污染、交通拥堵或许会成为更加普遍的“城市病”。与普通地铁相比,无人驾驶地铁的一大优势就是能提升运力,缓解城市公共交通压力。据方玲介绍,根据阿尔斯通目前的技术,在无人驾驶系统控制下,列车行车间隔可实现的最短行车间隔为60秒。
全自动驾驶地铁的另一个优势是更灵活—根据客流量的变化,自动驾驶系统会自动减少或增加运营列车数量。这让其在应对突发的客流量增加的情况时能以最快的速度响应。
控制中心是自动驾驶地铁的“大脑”,它把所有跟地铁运行的利益相关方的沟通放在了一个平台上。阿尔斯通城市交通平台全球总监Damien Convert告诉《第一财经周刊》:“控制中心能够看到所有车辆及站台的的运行情况,也可以和地铁站内的工作人员直接建立联系。”这样一来,如果有地铁车辆需要维护,控制中心能第一时间接收到消息并直接告知维修人员。更重要的是,当地铁运行发生意外的时候,控制中心可以立即收到警告,并控制运行中的车辆立即停驶。同时,控制中心会通知消防人员来即时采取措施。
为了保证无人驾驶系统在任何情况下都能使用,其所有设备和系统都要有“备份”—专业术语称之为“冗余”。“最高级别的无人驾驶通常都要有一个备用的控制中心,当主控制中心因某些原因不能启用时,备用中心就能马上接替使用。”方玲说。
因此,自动驾驶地铁对通信技术有很高需求。阿尔斯通的办法是在地铁上安装4G无线电传送设备。4G无线电传送技术不仅增强了信息收集的能力,还能及时收取并反馈乘客的信息。为了保证所获取信息的完整性,所有的自动驾驶线路的车辆和站头都需要安装用于传输信号的摄像头。有需要的乘客可以直接通过通讯设备和控制中心的工作人员取得联系。
应用在无人驾驶地铁上的通信技术现阶段可以实现车辆与其他车辆、控制中心和工作人员的及时沟通,阿尔斯通还在设法加强沟通效果,比如为不同状态的车辆设计不同的车身颜色,当车辆运行状态改变时,车身颜色也会随之变化—比如红色表示满载,绿色表示较空,以此来引导乘客乘坐人少的列车。
而地铁通信的对象其实也不仅限于地铁。“不久的将来,地铁可以完全做到跟公交车、高铁甚至私家车联系,并实现交通系统的整合协调。”Damien Convert说—也就是说,未来你可能正开着私家车,车载系统会突然告诉你:前方道路拥堵,可在某站换乘地铁,它甚至知道,几点几分进站的列车仍有空座。
但全自动无人驾驶地铁并不意味着不需要人力控制。GOA3级别的无人驾驶地铁,其驾驶室依然有人值守。即便技术级别达到GOA4,系统可以在无人值守的情况下运行,人力的作用也是不可忽视的。“司机可以换岗到更有意思的岗位,也能从另一个方面提升员工的技能。”方玲说。
对地铁运营方来说,一个挑战是要提前培训相关工作人员。比如在全自动无人驾驶线路里,一条线路只有一个“司机”,而这名“司机”还要同时控制数辆车。因此,这名工作在控制中心的员工不仅要懂基本的车辆驾驶技术,还要具备较强的沟通能力和心理疏导能力,以实现车辆的及时调度和意外风险的把控。
理论上,全自动无人驾驶技术的安全性高于人力驾驶—启动、停靠、加速、减速都由系统控制,比人为操作精度更高。但在推广该技术时,安全问题往往是最大的阻碍—正如无人驾驶汽车。
为了消除运营商和乘客的顾虑,在列车运行系统之外,全自动无人驾驶还有一套检测系统,包括障碍物检测、屏蔽门夹人探测和烟火探测等。“通信设备让两辆车得以通话,使它们永远不会相撞,”方玲说,“一旦系统有任何失误,就会立即停止。”
而在乘客层面,为了使他们能更直观地感受到全自动无人驾驶地铁的安全性,一个常见的做法是在站台上设置屏蔽门。一些无人驾驶地铁线路在设计时会保留驾驶室,但Damien Convert认为,对于GOA4级别的技术来说,驾驶室其实是多余的。“乘客看到驾驶室里没人,会加深对无人驾驶技术的恐慌,打消担忧的方法是直接在设计车辆的时候就取消驾驶室。”他说。
不过,全自动无人驾驶提供的乘车体验目前还不够完美。比如我们在乘地铁时经常会发现地铁车门会和屏蔽门有偏差,无人驾驶地铁能减小这个偏差,但不能保证每一次都完全对准。目前的技术水准只能达到校正,即在出现偏差之后由系统控制列车微调与屏蔽门之间的距离。虽然研发成本相对较高,但从长远来看,全自动无人驾驶地铁会更加“合算”。人力需求的减少,可降低地铁运营商的用人成本,而随着全自动无人驾驶地铁运量增加,在客流量相同的情况下,运营商需要的地铁数量也相应减少了。