地铁车辆全自动驾驶系统发展分析

(山东职业学院 山东 济南 250104)

一、引言

我国地铁建设进入高速爆发阶段，各城市新建地铁线路逐步投入使用，随着信号系统技术的发展，地铁驾驶自动化程度不断提高，全国多条全自动驾驶线路将陆续开通，例如：上海地铁14号线、15号线和18号线；青岛地铁8号线；北京地铁燕房线；成都地铁9号线等[1-2]。

二、地铁全自动驾驶发展

我国地铁驾驶模式主要分为了三个阶段：

(一)完全手动驾驶模式

地铁发展初期，信号系统发展不完备，地铁的驾驶主要依靠驾驶员依据信号系统进行完全手动驾驶。

(二)手动驾驶的自动化运行模式

随着地铁信号系统的发展，使地铁车辆联合信号设备进行实时通讯，地铁车辆得以在人工监控下实现行驶过程和进站对标停车的自动化运行，但是开关车门操作和列车启动操作还是需要司机进行控制。

(三)全自动驾驶模式

计算机技术和网络技术的飞速发展，地铁驾驶运行模式也迎来了革命性的变革，无人干预且自动运行的全新地铁信号和车辆系统已经在地铁行业进行运用，其主要的优势在于地铁列车在运行过程中的各个环节均实现自动化运行，无需人工干预。

(四)全自动驾驶等级分类

依据国际公共交通协会(UITP)将列车运行的自动化水平(自动化等级,简称GoA)划分为5个等级：

表1 UITP列车自动化水平等级分类表

三、地铁全自动驾驶系统与传统驾驶控制系统差别

地铁全自动驾驶系统相较于传统的驾驶控制系统的最主要区别在于运营管理方式和系统构成不同。

(一)运营管理方式的差异

地铁全自动驾驶系统的运行监控模式完全基于OCC(地铁运行控制中心)统一控制，地铁车站没有控制车辆运行的权限；乘客的乘降和组织完全依赖控制中心；车辆的行车组织完全基于计算机程序进行的最优化计算，运行的原则完全基于“故障-安全模式”，发生紧急状况才能进行人工介入，使系统降级运行。为了保证乘客的安全及列车的稳定运行，控制中心需要设置备用设备，一旦发生故障，备用设备要立即投入使用，以提高控制中心运行的稳定性[5]。

(二)地铁全自动驾驶系统组成

全自动驾驶系统的的基本组成主要有以下部分：

1.全自动运行系统的车辆系统

全自动运行的地铁车辆内没有司机值乘，但驾驶室内依然需要设置简易驾驶台，一旦车辆发生紧急故障，需要客室内工作人员进入驾驶室紧急接管列车；同时，车辆内系统采用冗余设计，提高设备运行稳定性；驾驶室内设置相应传感器(例如：摄像头和烟雾传感器等)，实时将车辆信息传输到控制中心，同时接收到控制中心传来的列车运行指令。

2.全自动运行系统的信号系统

全自动驾驶系统的安全运营对于信号系统提出了更高的要求，因此，信号系统的设计需要更高的可靠性、安全性、冗余性、高定位精度和大传输带宽，同时运行模式需要采用移动闭塞方式。

3.地铁运行控制中心(OCC)

全自动运行的驾驶模式对于控制中心提出了更高的要求，控制中心采用一级完全控制模式，地铁的行车控制，车站设备控制、电力调度控制和防灾控制均在控制中心内进行，其功能已经远远超过传统地铁OCC的功能[4]。

四、结论

本文主要主要介绍了我国及国际上全自动驾驶系统的主要类别，并对地铁全自动驾驶系统和传统的驾驶系统进行对比，得出全自动驾驶系统相较于传统驾驶系统其系统组成更为复杂，信息化程度和集成度更高，但其安全性、稳定性及冗余性完全满足运营需要。