全自动无人驾驶地铁功能分析及故障应对

张磊

摘要：近些年来，我国社会的发展脚步十分快速，轨道交通体系得到了全面的发展，与此同时促进了轨道交通整体水平的进一步提升。在此基础之上，无人驾驶体现出良好的应用价值，但是无人驾驶技术应用到轨道交通系统的过程中仍然存在一些具体的影响因素，导致列车发展的效果受到了一定的限制，本文对此进行深入的探讨与分析，并且相应地提出有效地解决对策，以供专业人士进行一定的参考与借鉴。

关键词：全自动无人驾驶;地铁功能;故障措施

1轨道列车全自动驾驶的相关情况

轨道交通信号系统主要是由列车自动监控（ATS）、列车自动防护（ATP）以及列车自动驾驶（ATO）三个方面所构成的系统。这种系统在具体应用过程中能够实现自动控制驾驶的目标，主要是基于连锁的条件基础。在轨道列车自动防护系统的防护下，根据自动监控系统所提出的相关指令来实现对轨道交通列车速度的有效调节，进一步控制列车的实际运行工作。

轨道列车实现全自动驾驶的过程中，主要是能够实现列车运行的自动调整工作，对其运行的速度进行有效地控制并实现制动来精确停车。同时能够自动打开和关闭车门，自动控制屏蔽门。除此之外，还能够在轨道交通列车的运行过程中对发现的故障进行报警，同时对数据进行有效的记录。

轨道列车自动控制系统基于通信模式，常用的包括ATO自动驾驶模式、ATP防护人工驾驶模式以及限制人工驾驶和非限制人工驾驶模式四种。其中，ATO自动驾驶模式的应用能够实现轨道列车在整个区域内的全自动运行，体现出节能化以及安全化的特点，并能够在安全的基础上实现定点停车。其次，ATP防护下的人工驾驶模式能够自动确定列车运行的最大允许速度，使司机在驾驶列车的过程中基于ATP保护的基础上工作，从而能够实现列车自动防护的具体功能。另外，限制人工駕驶模式的应用。对于车载ATP限制列车，会在一个固定速度下实现运行。列车的司机会根据实际的调度命令来和地面信号进行联系，显示驾驶的列车情况。如果列车在实际运行的过程中超过了原本固定的具体速度，车载ATP设备就会实现对列车的紧急制动，强迫列车停车，进而保证列车运行的安全性。最后，非限制人工驾驶模式是一种完全的人工驾驶模式。这种驾驶模式下，轨道列车中的所有车载设备都不参与监控列车运行的任何过程，司机可以根据调度的具体命令以及地面信号情况来驾驶列车。在这个过程中，列车需要由调度命令人员以及司机和相关的连锁设备来确保安全性。

2全自动无人驾驶关键因素分析

轨道交通全自动无人驾驶线路与常规线路在运营管理上有明显不同，最基本的区别是，在管理上，因为列车司机配置的取消，全自动无人驾驶系统需要在控制中心新增代替司机，对车载乘客进行服务和管理的岗位，以及对车辆运行进行监视和管理的岗位，一般称为乘客调度和车辆调度;在技术上，全自动无人驾驶系统集成车辆信息监控，并且在广度和深度上也有延伸，需要实现场段内监控。

全自动无人驾驶模式下，除了需要对信号/车辆/综合监控ISCS三大系统进行技术上的改造外，还需要从运营筹划方面满足无人驾驶系统的需求。需要组建具备多专业知识结构的综合调度团队和运维团队，加强轨道交通运行的综合调度指挥能力和安全运维能力，提升控制中心集中实时控制管理水平，为无人驾驶系统正常运营提供管理上的支撑和保障。同时，根據无人驾驶的需求以及国内轨道交通当前的运营组织现状，制定适用于国内轨道交通运营条件的管理目标、运营策划、应急调度、维护管理等制度值得重点研究。

3全自动无人驾驶综合自动化系统设计

3.1信号控制和驾驶模式

根据全自动无人驾驶车辆段或者停车场内部的作业模式将全自动无人驾驶车辆自动控制区域纳入到ATC的系统监控范围内，全自动无人驾驶车辆段或者停车场出入停车列检库和洗车库作业进路设置为列车的进路设置，车辆在全自动无人驾驶车辆段或者停车场内部采取进路闭塞的运行方式。ATC具备对整个车辆段、停车场监视和管控的功能，在具体运行的时候能够对全自动无人驾驶车辆段或者停车场自动控制区域范围内的列车信号进行全过程的跟踪处理，并根据提供的出入库计划自动设置立车目的地的代码，之后自动触动列车的进路。

在自动区域范围内具备CBCT级别下的ATP或者ATO功能，能够为整个列车的稳定运行提供重要参考支持。全自动无人驾驶车辆段或者停车场根据作用需要还可以设置相应的调车信机，采取限制人工驾驶的方式来运行车辆。

3.2停车列检库内部设置防护分区

停车列检库一般被设置在无人区，为了能够更好的方便人员进出和作业安全，可以将停车列检库分别设置在四个防护分区上，各个防护分区分别应用栅栏形成物理隔离。在入库的位置上设置能够通人的地下通道，通道在每个防护分区上安排一个出入口，并在出入口的位置上设置相应的门禁系统。第一，在初期有人驾驶操作的时候，SPKS开关和门禁系统会同时启动，这个时候列车检查人员、保洁人员、司机等都能进入到停车列检库。第二，在采取全自动化无人驾驶模式的时候，列检人员、保洁人员等会进入到停车列检库的一个分区，在得到上级批复之后运转值班室人员会取人行地下通道的门禁卡，之后从人行地下通道进入到对应的分区范围内，在刷好门禁卡之后进入到系统中。人员在退出防护区域的时候需要将门禁卡退还给运转值班室，由值班室的人将SPKS开关复位处理，之后通知电调节人员及时供电。

3.3全自动无人驾驶场景联动和一体化信息融合展示

全自动运行运营场景作为全自动运行运营策划的主要内容和运营需求，对系统功能分配、系统设计、作业流程及运营规则都有重要的指导作用。运营场景的设计需要统一轨道交通全自动运行线路正常、故障和应急的主要场景，空间范围涵盖正线和车库，明确各类场景的处置流程和功能需求分配。

全自动无人驾驶系统将轨道交通行车调度指挥和运营管理进一步集中于控制中心，控制中心的调度需要实现对车辆、车站、场段大范围的集中监控，需要对全局范围内的监控内容进行综合性的组织和融合。综合自动化系统在扩大集成范围和增加集成深度的情况下，大大提高了控制中心的监控能力，融合一体的机电设备监控、电力监控、行车调度、车辆监控、乘客监控、环境监控，在综合自动化系统上采用多专业信息融合可视化技术进行组合，提供综合全景监视视图和控制功能。例如在控制中心的行车监视人机界面上，融合展示行车、机电、车辆的综合信息，在传统的ATS站场图的基础上，融合触网供电信息、车站工况信息、隧道风机信息，结合站场图的列车位置信息、信号信息、设备信息、车辆的状态信息，通过这张行车全景图，可以总体掌握线路行车调度所需的所有相关信息。在车站的综合运营信息人机界面，融合展示整个车站的多专业整体健康情况、重要设备运行情况、客流状态、车站环境状态、车站网络状态信息，通过车站全景图，车站运营人员可以总体掌握车站运营所需的所有相关信息。

结束语

总体来说，在轨道交通全自动无人驾驶列车的运行过程中，所有运行过程都是依靠相关的智能化控制系统来完成的。在这个过程当中，不需要人工去对其进行控制，因此能够有效降低列车行驶过程中人为操作所引起的一些运行风险，但是同时也存在一些影响因素，导致全自动无人驾驶练车的运行受到了限制。本文的分析对于促进我国轨道交通行业的进一步发展具有重要的价值。

参考文献

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[2]郑伟.全自动无人驾驶模式下系统功能与场景分析[J].城市轨道交通研究，2017，20（11）：107-109+136.

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