全自动运行系统初期运营条件偏差分析

郭华军

摘 要：随着城市轨道交通建设的快速发展，全自动运行线路逐渐成为轨道交通建设的发展趋势，文章分析了城市轨道交通全自动运行系统运营过程中的全自动驾驶系统的主要技术原则，提出了全自动运行系统和CBTC系统的主要区别，以期提高城市轨道交通列车自动化水平，推动轨道交通产业的跨越式发展。

关键词：全自动运行;初期运营;条件;偏差

中图分类号：U284.48 文献标识码：A

1 全自动驾驶系统的主要技术原则

1.1 全自动运行系统---信号新增功能

正线信号系统具备全自动运行功能，具备休眠、唤醒、自动进出段/场、自动进站停车、自动开关门，自动发车，自动折返等自动控制功能。ATS具有调度自动化功能，ATS能根据预定的故障运行模式，自动推送多种变通进路或运行交路，经人工确认自动控制列车自动运行。此外，还能实现列车到站过冲或欠标下的自动对位调整功能。在车辆网络出现故障，或车辆与车载信号设备通信故障时，增加蠕动驾驶（CAM）模式应急运行。

车场信号系统采用与正线一致的基于无线通信的移动闭塞ATC系统，支持车场自动化区内GOA4自动化等级下的列车全自动运行，实现自动调车、自动洗车等功能。

1.2 全自动运行系统---车辆新增功能

全自动运行系统将驾驶模式由STO升级为FAO，原本司机做的事情全部转移到OCC运营控制中心来进行，因此针对全自动驾驶模式，考虑在车辆设备故障后能够远程控制或自动降级。车辆可实现自动唤醒、自检、自动休眠等功能，列车将相关状态、故障等信息实时传输给OCC，以使OCC了解列车信息，为列车排查故障及应急反应提供依据。列车前端和末尾配有机械障碍物探测装置，这种压力敏感装置可探测列车两端的障碍物。一但探测到障碍物，会立即触发紧急制动，同时将信息通过TCMS发送至OCC。

1.3 全自动运行系统---车辆段新增配置

全自动无人驾驶地铁车辆段分为有人驾驶区和无人驾驶区。其中，无人驾驶区包括运用库及出入段线和咽喉区、转换轨、牵出线试车线、洗车线等相关区域;有人驾驶区包括大架修线、定/临修线做轮线、吹扫线、静调线、内燃机车线、特种车辆存放线，平板车停放线、材料线、检修牵出线、存车线等。在人工驾驶区城设置有人/无人转换牵出线，进而减少调车作业干扰，提高车辆的运行效率，整个车辆段纳入中央ATS系统监控，车辆段内设车站级ATS工作站。正常情况下，全自动运行区域由控制中心“车场调度/计划员”工作站控制，非自动运行区城由停车场控制室ATS终端控制。

无人驾驶区可以完成列车自动出入车辆段/停车场，及休眠，唤程和自动洗车等功能。为了保证检修安全，严格控制人员进入停车列检区。因此，停车列检区域需要划分成多个防护分区，通常按2-4股道设置为1个防护分区，各防护分区入口設置门禁，当门禁被激活时，该区域被封锁，禁止分区的列车移动，该分区也不能接、发车或调车。

2 全自动运行系统和CBTC系统的主要区别

2.1 运营目标

相比于常规CBTC系统，全自动运行系统节省时间，可以有效缩短行车间隔，提高旅行速度，加速车辆周转。提高运营效率，且全自动运行系统通过岗位综合减少定员，有效降低运营成本。

2.2 全自动运行与CBTC信号系统差异

（1）对比类型：系统架构。

（2）对比项：中心设备配置，车站设备配置，车辆段、停车场设备配置，车载设备配置。

（3）CBTC系统：a.冗余的 ATS 实时服务器及对外接口设备;行调工作站。b.配置联锁、ATS、地面 ATP/ATO、DCS、轨道检测、电源等设备。c.配置联锁、ATS、DCS、轨道检测、电源等设备。d.配置联锁、ATS、DCS、轨道检测、电源等设备。

（4）全自动运行系统：a.宜设置备用控制中心，主备中心服务器及接口设备应热备冗余;宜增设车辆监控工作站。b.宜增设车站专用 FEP，与站台门通信; 设置站台开门/关门按钮、清客确认按钮及SPKS（含旁路开关）;正线待避线增设休眠唤醒应答器。c.增设地面 ATP/ATO 设备;设置SPKS（含旁路开关）;停车列检库内增设休眠唤醒应答器，车辆段、停车场内增设无源应答器;宜增设车辆网关。d.增设休眠唤醒单元;测速及定位系统头尾冗余;宜增设 PWM 输出，直接控制车辆牵引制动。

2.3 全自动运行与CBTC系统车辆差异

（1）对比类型：系统架构。

（2）对比项：a.障碍物和脱轨检测系统。b.走行部在线检测系统。c.受电弓检测系统。d.蓄电池管理系统。e.照明系统。f.司机室内装设备。g.司机台防护盖。h.电气柜柜门。i.司机室侧门。j.客室紧急操作装置。

（3）CBTC系统：a.转向架前端可设置排障器;人工瞭望并负责应急处理。b.可设置走行部在线检测系统;走行部在线检测系统自成体系，状态、故障不上传。c.可设置受电弓检测系统;受电弓检测系统自成体系，状态、故障不上传。d.充电机进行监控蓄电池;蓄电池容量满足应急用电 45 分钟需求。e.照明设备由司机手动控制;可设客室照明亮度自适应调节的智能照明系统;前照灯由司机手动控制。f.配置司机座椅;配置司机室后端墙系统;司机室设有全高结构电气柜;司机台器件操作区不封闭;司机室外露电气件，如左右侧屏等。g.不设置司机台防护盖。h.电气柜柜门可设有打开报警提示。i.配置司机室侧门，便于司机上下车;司机室侧门配置手动开关门操作。j.不配置客室紧急操作装置。

2.4 全自动运行与CBTC综合监控系统差异

2.4.1 对比类型

（1）系统架构。

（2）系统功能。

2.4.2 对比项

（1）中心配置。

（2）联动功能。

2.4.3 CBTC系统

（1）只有主控中心，无备用中心;无乘客服务的工作站。

（2）停、送电没有自动申请;无站台门故障后与 IMS 的联动;车站火灾联动。

2.4.4 全自动运行系统

（1）宜增置备用控制中心，主备中心服务器及接口设备热备冗余;宜设置乘客服务工作站。

（2）自动接收停电、送电申请;站台门故障后，自动联动 IMS 与 PA 系统;增加车站火灾多系统联动。

2.5 全自动运行与CBTC通信系统差异

（1）专用电话系统：CBTC系统：中心设置行车调度、环境调度、防灾等席位。增加车辆监控、乘客服务设备。

（2）无线通信系统：CBTC系统：中心设置行车调度、环境调度、防灾等席位。增加车辆监控、乘客服务设备。

（3）视频监视系统：CBTC系统：中心设置行车调度、环境调度、防灾等席位。增加车辆监控、乘客服务设备。

（4）广播系统：CBTC系统：中心设置行车调度、环境调度、防灾等席位。增设乘客服务设备。

2.6 全自動运行与CBTC站台门系统差异

2.6.1 系统架构

车门、站台门间隙探测设备;CBTC系统：无;全自动运行系统：增设车门与站台门间隙探测设备。

2.6.2 系统功能

信号系统对站台门的控制;CBTC系统：对站台门的整侧滑动门单元的开、关门控制。全自动运行系统：对站台门的整侧滑动门单元的开、关门控制。有故障列车门和站台门的对位隔离功能;有故障站台门和列车门的对位隔离功能。

2.7 运营组织差别

CBTC系统控制下，行车调度员负责监视列车运行状态，保证按图行车，在故障情况下，通过调度命令指挥司机及相关专业人员处理。而全自动驾驶模式下控制中心调度员可以直接远程控制列车运行，通过远程传输与列车内乘客直接对话。因此，在全自动运行模式下，控制中心的调度功能增强了，车控室的功能削弱了。运营管理人员岗位设置和定员数量也与传统轨道交通有区别。

第一，在运营控制中心设主控制中心，在车辆段调度中心设后备控制中心，互为冗余。控制中心增加车辆检修调度和客运调度员。其中车辆检修调度员负责车辆检修计划安排和调度工作。客运调度员主要负责车站内和列车内乘客联系，站内或车内信息广播等工作。

第二，取消正线运营司机，保留车辆段试车司机和轨道车司机。

以上参与行车运营人员上人员应经过全自动运行系统岗位培训，应进行车辆故障、火灾、停电和脱轨等险情的模拟操作，应进行全自动运行各场景的模拟操作，考核合格后持证上岗。

综上所述，初期运营基本条件评估除应按照交通运输部办公厅关于印发《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1部分：地铁和轻轨》（交办运[2019]17号）的通知完成初期运营前安全评估工作外，还需以全自动运行场景为指引进行现场检测，验证系统完备性和评估运营单位行车及应急组织能力。

3 结语

全自动系统自动控制、优化控制等领域的新技术即将进一步提供轨道交通自动程度。全自动驾驶系统作为轨道交通运行系统技术发展趋势，其他关键技术要进一步研究，从而提升全自动驾驶系统的安全运营。

参考文献：

[1]交办运（2019）17号《交通运输部办公厅关于印发城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1部分：地铁和轻轨的通知》.

[2]T/CAMET04017.6-2019《城市轨道交通全自动运行系统规范第6部分：初期运营基本条件》.

[3]《太原市轨道交通2号线一期工程全自动运行场景说明书2020723》.