全自动无人驾驶技术在城市轨道建设中的应用

◎刘林发

全自动无人驾驶技术在城市轨道建设中的应用

◎刘林发

全自动无人驾驶系统具有提升城市轨道交通可靠性、可用性、可维护性、安全性等优点。目前国内许多城市已考虑或正在规划全自动无人驾驶线路。本文从全自动无人驾驶系统较国内广泛应用的CBTC系统主要变化及差异着手，对全自动无人驾驶系统在建设过程中如何更好的实施进行探讨，并提供了相关建议。

城市轨道交通全自动驾驶系统是利用现代信息、计算机、自动控制、通信技术全面提升轨道交通的可靠性、可维护性、可用性、安全性，提高运行效率及整体自动化水平，实现最佳化运行的轨道交通控制系统，代表了未来轨道交通技术发展方向。全自动驾驶系统在国内应用较少，属于新技术，但目前国内许多城市已考虑或是正在规划全自动无人驾驶线路。

较目前广泛应用的CBTC系统STO（Semi-automatic Train Operation）-有司机监督下的ATO驾驶，全自动无人驾驶（FAO）分为两个等级：DTO（Driverless Train Operation）和UTO（Unattended Train Operation）。在正常运营情况下，由自动化设备取代司机自动驾驶列车在全线运行。其中，DTO为无人驾驶有人跟车的自动运行方式（自动化等级为GOA3）；UTO为无乘务员跟车的列车运行方式（自动化等级为GOA4）。动功能、对作业人员的防护功能、实现信号与站台名系统的故障对位隔离等功能。

车辆系统主要变化包括：设置自动车钩、增加障碍物脱轨监测控制、客室门对位切除、远程断路器复位、远程隔离等功能，同时需要对司机室整体优化设计以及牵引、制动、车门安全等级要求等。

洗车机：与信号系统增加更多的接口，以实现双方信息交互，实现自动化洗车功能。

综合监控系统：列车上新增对讲电话、视频调用、广播等综合集成人机界面制作；高效、集成、综合信息系统；乘客调度工作站。

通信系统主要增加的功能：车载视频调用功能；提供车载广播、对讲语音、不涉及行车安全信息数据等的传输通道；地下区间广播、视频等功能。

城市轨道交通采用全自动无人驾驶系统的相关建议

全自动无人驾驶系统主要变化及差异

全自动无人驾驶系统与有人驾驶在本质上的区别在于不需要列车司机，各核心机电系统通过高度集成、信息共享，协调配合有机结合在一起，由控制中心调度人员远程指挥列车完成行车相关的控制、服务以及车辆设备状态的监控等功能。

全自动无人驾驶系统较以往系统相比，地面主要新增设备部分及车辆专家和乘客调度；车载新增全自动驾驶车载设备、障碍物探测器、车头CCTV、唤醒系统等；同时对于系统原有的行车调度及综合监控系统、车站站台门控制系统、通信系统、CCTV等设备的功能进行增强。

其中，信号系统主要变化包括：增加清客确认开关、选择性开关门PSL、SPKS作业封锁开关、车辆专家工作站、列车唤醒模块、智能化车辆段ATC等硬件设备；另外，电源UPS、车载ATO设备均按冗余方式配置。用以实现列车自动洗车、休眠唤醒、蠕

考虑到全自动无人驾驶系统较常规CBTC系统在功能定位、主要技术指标、客运服务等均有较大变化，在城市轨道交通建设过程中，为顺利推进全自动无人驾驶项目的实施，建议在初步设计、招标文件阶段对方案的选择，需求的拟定进行详细的研究及落实。在项目实施阶段要充分深化设计，建立合理可行的项目管理计划，制定合理的项目实施目标，并按计划实施。运营及维保部门要提前介入，尽早建立完善的规章制度，健全的维保体系和与之匹配的运营岗位。

初步设计对土建及系统综合考虑整体设计。建议细化研究运营场景，从运营场景入手，研究所有自动化运营、维护等场景，分析不同场景下相关系统接口和功能分配；提取出与土建等设计有关的因素（如运用库长度、运营库型式、区间风井设置、牵引供电分区划分、自动化与非自动化区域设置、弱电设备安装等）作为边界条件；同时，基于确定的功能要求，结合运营需求、线路条件、主流技术指标、车辆条件等因素提出相关的性能指标及可靠性指标，完成项目的前期规划与设计。

建议成立专门的核心工作组并尽早确立运营管理团队。建议专门成立一个核心工作组负责全生命周期的管理、设计与建设直至运营初期。主要包括的专业有车辆、信号、站台门、通信、综合监控、车辆段/停车场、运营维修和系统集成。该团队的工作包括梳理运营概念与原则，密切管理招评标、授标后的设计、建设、生产、协调工作，包括主持异地调试、系统集成、总联调等，严格管理测试过程，有效落实设计、建设、运营的一致性与连贯性，确保最终交付的系统能满足相应要求，这将对项目的顺利如期完成起到至关重要的作用。同时，尽早设立独立的集中高效的运营部门，将控制中心、车站、各维修专业相互协调配合进行管理，减少内部沟通环节，提高运作效率；同时，需根据全自动无人驾驶的特点，并根据我国城市轨道交通客流大、乘客习惯等特点研究应急场景，提出合理的应急疏散及救援方式，并建立全新的组织架构与之适应。

制定异地调试方案。将车辆、信号、综合监控、通信、屏蔽门等专业提前在异地进行接口及全自动无人驾驶相关功能验证与测试，提前发现问题并进行整改，以弥补目前国内普遍存在的正线调试时间严重不足的窘况。

制定专用的规章制度。因组织架构调整及新功能使用，规章制度要根据全自动驾驶进行相应的更新和调整。涉及到行车、维保、客运组织等几乎目前所有线路相关的制度。制度的建立需要与运营场景密切相关，在无人驾驶参考线路较少的情况下，需要深入研究，深挖细节，确保制定专用的规章制度能够适应无人驾驶技术。

城市轨道交通应用全自动无人驾驶技术在我国尚属于探索实施阶段，全自动无人驾驶作为地铁的最先进技术，是地铁运营的发展目标之一，但由于无人驾驶是一系统工程，其涉及信号、车辆、站台门、行车组织、车辆基地配置等多种因素，较目前普遍采用的CBTC系统对设备的安全性、可靠性、可用性要求更高，而且在不同的城市工程实施过程中会遇到各种不同的未知问题，建议地铁建设中应结合各城市自身特点成立专门的团队有针对性的进行研究，指导新线全自动无人驾驶项目的建设工作，本文仅对全自动无人驾驶系统在地铁建设应用提出了粗浅的建议。

（作者单位：成都地铁运营有限公司）