对轨道交通无人驾驶技术和未来发展的研究

何梦琦

摘 要：在城市化建设进程不断加快的时代背景下，轨道交通作为基础设施也在快速发展，同时也对轨道交通技术提出了更高的要求。近年来城市客流量不断增长，为了能够有效满足现实需求，加强轨道交通线路建设以及提高技术水平势在必行。由于发车频率增加，因此列车司机和乘务人员也需进行相应地调整，这给轨道交通事业的发展造成了一定的影响，尤其是运营成本会增加。该文主要对轨道交通无人驾驶技术未来的发展进行分析，以期能够节约成本，提高交通运行效率。

关键词：轨道交通；无人驾驶技术；自动化技术

中图分类号：U26 文献标志码：A

无人驾驶技术是城市轨道交通运输工程的一部分，其研究目的在于解决我国城市超大客流问题。目前无人驾驶技术已经成功研发，而且实现了运行全过程的自动化控制，运维管理一体化。此次研究的无人驾驶安全运控平台，能够实现运行控制和服务管理等功能，并且在此基础上可以实现差错控制，不仅提高了系统查错、纠错和容错能力，而且显著增加无故障间隔时间。

1 无人驾驶车辆技术分析

相对于有人驾驶技术来说，无人驾驶技术的各项新增功能都是针对司机职能进行创新发展的，其主要包括自动化技术以及故障问题自动诊断、冗余涉及和感知能力等技术。

1.1 自动化技术

无人驾驶技术是利用系统来自动完成各项功能，在无人驾驶的情况下能够实现自动化检查、开关门、停站、睡眠以及回库等。按照每天所接收到的运营计划表，在正式运行之前，列车可以自行唤醒并且进入自检状态，到点准时发车运营。按照线路进行自动停站，从而实现自动开关门和到站停靠，在到站之后清客自动返回。在完成当天运行任务之后，按照预设计划返回库内检修或者洗车，上传车载数据。图1为无人驾驶列车自动化作业流程。

1.2 高度冗余设计

无人驾驶模式利用高冗余率，可以有效降低无人驾驶应急处理难度，并且使用多支路并联和远程旁路等措施进行冗余处理。通过多点检测方式对回路的运行情况进行全面检测，以免其功能丧失后出现故障问题。列车控制与管理系统输入输出模块冗余配置，若单个输入输出信号出现故障，系统能够实现无缝切换，提升故障问题出现后的处理能力。

1.3 感知能力

在有人驾驶模式下，主要是驾驶员感知外界环境信息，从而对列车进行控制。無人驾驶模式主要是依靠子系统或者传感器感知信息，通过激光扫描、立体摄像机、雷达等方式进行探测，根据探测结果干预列车运行状态。无人驾驶列车利用摄像头作为“驾驶员视野”，在经过无线传输之后能够实时将车内外信息传输至地面。无人驾驶列车不仅能够对电气柜和车辆客室进行烟雾探测，还能够将测点布设在车下设备中，对其交轨列车进行全方位监控。

2 无人驾驶技术未来发展趋势

2.1 技术应用趋势分析

近年来，我国劳动力数量呈现逐年下降趋势，应用无人驾驶技术能够有效缓解劳动力不足的问题。我国目前已经有将近30个城市开拓轨道交通线路，每条线路的列车配置数量设置在28列，列车驾驶员数量为5名/列，列车的年成本以15万元计，如果有1/2的列车应用无人驾驶技术，则每年至少能够节约13亿元，从经济效益来说无人驾驶技术的优势更为显著。

2.2 技术发展趋势问题

无人化技术的发展趋势主要历经以下4个方面：

第一，全面无人化发展。从当前发展现状来看，国内城市轨道交通事业建设和发展的过程中，交轨车辆已达到GOA2级，在该标准下可实现区间范围自动运行，这显著提升了无人技术的自动化程度。由于该项技术在我国的发展起步比较晚，加之我国客流量比较大，发车间隔时间比较短，因此应用无人驾驶技术的列车均保留了工作人员。从实践来看，虽然上述交轨列车运营过程中实现了全程无人化自动控制，但是依然会设置驾驶室隔间，而且配备值乘司机。随着当前城市交轨发展数量的不断增加，基于对经济和技术的综合考虑，无人驾驶技术的应用势在必行，相信在未来发展的过程中会真正实现无人化运行管理。

第二，智能化发展。无人列车运行管理系统中充分挖掘和应用大数据技术，并且研发出较多智能化功能模块，使得智能化列车不再被动应答，而是能够积极主动地为司乘人员提供相应的服务和信息数据。交轨列车在途监测预警是无人化技术的应用体现，无人列车通过采集和传输数据信息，在地面服务器上建立数据库，通过筛选和分析数据并联合历史数据，实时诊断以及预判列车运行过程中的故障问题。同时，对列车的健康和安全状态进行实时监控，及时发现问题并进行妥善处理。

第三，一体化发展。列车轨旁设备、综合监控、维保以及车辆厂等均属于同一个整体，而且采用物联网将其连接在一起，优化配置资源。列车和零部件状态维修、主体信息推送以及库存报警等功能，在未来发展的过程中均可以实现。

第四，智能化的疏散平台。相比于有人驾驶模式来说，如果城市交轨列车在隧道内遇到了险情，无人驾驶模式具备较高的处理能力。由于列车上无司乘人员，当在监控中心发现问题并赶到列车位置时会花费大量时间。如果区间隧道内具备疏散平台，在列车出现故障并停运期间，可利用疏散平台快速处理故障问题。同时，当列车行驶期间发生火灾或者爆炸等危险事故时，也可以通过该疏散平台进行人员转移。

2.3 无人驾驶技术在未来发展中的问题和策略分析

虽然无人驾驶技术有其应用优势，而且在部分城市得到推广应用，但是在运营管理和检修维护上还存在较多问题。在未来发展过程中，应当学习和借鉴国外先进的技术经验，结合国内城市轨道交通现状建立切实可行的无人驾驶城市交轨运行管理系统。在轨道交通无人驾驶技术理论体系中，必须建立高效安全的评估手段和检测手段，同时还要加强检测，保证整个评估过程的真实性和完整性。

3 结语

综上所述，城市交通事业发展过程应当全面跟随时代发展脚步，并且引入新型发展理念，为实现智能化和自动化发展做出更大贡献。在现代轨道交通事业发展中，无人驾驶技术已经开始得到推广应用，并将成为未来的主流发展趋势。

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