城市轨道交通全自动运行FAO项目运营筹备中的启示

曹启滨

新时代的科技进步，促进了当今城市轨道交通自动化、信息化、智能化程度的大幅度提高，5G+物联网、AI人工智能、大数据等新兴技术为新一代轨道交通提质增效。当前国内新建地铁线路广泛采用了全自动运行（Full Automatic Operation，FAO）系统，信号系统从单纯追求列车高密度追踪的移动闭塞CBTC列控系统，发展成为多专业控制设备的深度耦合、控制信息共享联动的总集成平台。

全自动运行技术现已在国内部分新建轨道交通线路上得到了成功的示范应用。针对新技术落地，轨道交通运营管理方面也急需同步进行重大调整［1-2］。

1 全自动运行系统构架及特点

1.1 全自动运行系统构架

CBTC列车控制系统以提升行车能力为主要功能，在此基础上，FAO 以信号为总牵头专业，将通信、车辆、综合监控、乘客服务信息、客流现状，以及系统故障与异常状态处置提示等汇总到信息流统筹大平台，打破了原有按照设备专业管辖划分的信息“孤岛”，形成了以安全运营为基础的自动化联动、信息化辅助支持、智能化决策的中枢。全自动运行系统构架见图1。信息流的深度强关联耦合联动，也为今后进一步实现5G+AI 提供了技术基础［3-4］。

图1 全自动运行系统构架

1.2 全自动运行主要特点

FAO 通过自动化系统联动功能，减少了人工的介入操作。业内最初曾普遍认为FAO 就是无人驾驶，取消司机是FAO 系统唯一特性的理解是完全片面化的。从实践角度看，现阶段FAO 技术的核心目的并非取消司机。

1）FAO 是多专业深度融合的信息流与控制平台，具备列车自动休眠唤醒、自动出库、车门/站台门故障自动对位隔离、列车远程故障处置、灾害模式下自动联动，以及以车客服务为显著特征的联动功能。FAO 提炼了轨道交通常规运营指挥、应急处置、故障和灾害的经验及公共应对办法，将其系统化植入到设备系统，降低了人工介入度。类似于十余年前，轨道交通具备ATO 自动运行功能时，将乘务员从人工操纵牵引手柄的繁重机械化动作中解放出来，是一种降低劳动强度、提高智能化水平的劳动环境与工作品质的提升。

2）FAO 是在安全可靠运营的基础上对自动控制系统的融合。实现全自动运行需要多专业配合，现阶段无法做到全部故障、灾害、异常状态的无限穷举，并通过自动化系统无缝支持。目前，FAO系统可以做到监测、甄别、判断、辅助决策和辅助动作，降低人工决策和操作的频次。当区间、车辆发生严重异常，造成运营车流拥塞，存在路轨车辆乘客危急时，仍不可避免地需要人工确认及补救，以搭建完善的运营管理底线。特别是超大规模城市轨道交通客流量极大、列车追踪密集，完全无人驾驶遇有紧急异常时，可能会扩大延误范围、交通拥堵和社会负面影响［5］。

3）2022 年1月，国家交通运输部针对FAO 系统司机添乘和乘降安全进行了相关规定，在运营初期需要有司机值乘。FAO 是自动化、智能化的运行控制系统，虽然从系统的角度替代了人工操作，但不是纯粹的无人驾驶。对值守、监护做出的进一步定位，将进一步促进业内对FAO“运行”职能的认知和把控。

2 FAO对运营管理的影响

2.1 调度指挥方面

FAO 的深度融合、系统联动，打破了传统按照设备专业划分的分工，将大量的实时信息流传递给调度中心，将行车、电力、环控、车辆、乘客及维修调度台高度集中。

1）行车业务打破了单纯以ATS监视组织车流的唯一视点，扩展为包括环境感知、系统异常、乘客呼叫于一体的指挥、控制、决策、服务体系。

2）FAO 增加了乘客调度职责，车厢内的乘客可以通过紧急对讲直接与调度员通话，反映诉求、报告突发情况，即增加了调度员的服务职能。

3）在非FAO 级别时，车辆状态由司机掌握，车辆故障由司机现场应对，发生影响运营的情况时，调度员根据司机现场反馈的情况进行决策施令；FAO 系统则将在线列车状态、异常故障等全面运行信息实时上传调度指挥系统，调度员（车辆调）需要提高对车辆技术的深入判断能力与决策水平，辨识可能的隐患和故障，并远程进行决策施令［6］。

2.2 车站及乘务方面

车站综控员增加相对应的现场确认职能，包括自动清客、车门/站台门故障自动对位隔离等功能的服务解释工作；司机乘务专业的岗位定义将发生重大变化，司机也将以综合巡检职能队员的身份离开驾驶室，甚至一些新兴FAO 项目交付时已无司机室布置，因此需单独制定FAO 线路乘务人员对列车的巡检、看护、管理、处置、服务等多职能职责［7］。

2.3 运维方面

传统的轨道交通运营设备专业划分较多，存在各系统各专业各自为战、专业间壁垒多、协作弱的现实特点，专业间接口经常存在技术上的断挡和接口失灵，管理上也常存在专业边界推诿现象。

FAO 系统强耦合、系统设备交叉接口深度关联，若按照传统专业划分，会造成更多管理上的“壁垒”、技术上的“深井”，最终损害全系统能力。因此，运营单位应首先打破传统的信号专业设备和管理格局，将信号系统作为统筹FAO 平台的牵头专业系统，并以综合、合作、协同统筹维修方式，搭建集约整合的维修队伍平台，从筹备新线之初就排除传统的以专业“自我保护”的本体意识，培育面向全系统维保的技术队伍。

在运维人员队伍建设方面，运营单位应当严格按照有人值守、有人操作的传统配置，预先培训、教育相关操作职工、技术干部，做足人员储备，制定应对传统信号与运输组织，即FAO 降级体系的管理规章、应急方案等，并组织员工队伍进行有人盯控的新建线路FAO 调试，开展人员、管理、系统、设备在筹备期的有效锻炼、磨合，保障新建线路有序开通投运。

3 运营单位筹备的关键要素

3.1 建立系统思维

全自动运行融合度高，必须要从大系统全局构建，对全部功能场景整体贯穿把握，领会系统的设计初衷、功能规格、技术指标、接口关系和联动场景的总体架构，以便后续从各板块细致分解各功能。

系统思维必须打破传统以专业自我一体的格局。信号作为整体牵头专业，应配备总体工程师，协调各分系统、子模块、接口专业的技术配合和应用落地；车辆、机电、供电、通信及综合监控等相关专业，不能孤立地认为FAO 属于信号专业职责而出现技术缺位，应按照“大一统”的理念实现包括运营单位、建设单位、各专业供货商的主动协作。

3.2 细化功能需求

树立“建设为了运营，运营为公众服务”的概念。明确定义需求：并非厂家生产什么，用户就被动接受什么；也不是用户提什么，厂家均应实现。一定要打破“唯厂家论”和“唯用户论”的2 个极端。

在系统格局的基础上，建设、运营及供货单位应当共同强化基本框架设计初衷的原则、基本功能、基本理念，学会融通，在可选配的环节上专心分析。

FAO 的基本功能是在凝练了轨道交通传统线路多年多线的运营经验，融合了常见故障、异常、服务业务等的基础上形成的。运营单位可以进一步结合不同线路的经验和运营痛点进行分析，细化FAO 大系统下的个性化需求。结合具体线路客流、车流、运营管理组织模式等综合施策，设计需求时需结合管理布局和管理职能同步考究，避免出现系统发展阶段倒溜和过度超跃，技术前进而管理漏失引发的风险［8］。

3.3 管理制式对接

FAO 项目筹备质量如何，管理制式非常关键，包括建设管理和运营管理2 个方面。在建设阶段，建设和运营双方都宜配备总体牵头、总体协调负责人，联络组织各分系统和分专业的需求、进度、质量和工艺等。

运营管理制式也是开通运营和经营的关键。上海10 号线、北京燕房线等FAO 示范项目都做出了实质性的贡献，建立脱离传统线路的指挥、维修、技术团队，单独应对FAO 的联动融合，打破专业间技术壁垒与管理鸿沟是应对FAO 的关键任务之一。

3.4 经济价值研究

新时代轨道交通将逐渐从运营转向经营。结合FAO，在人员编制、员工操作劳动强度、故障对运营的影响等方面进行有益尝试，并全面提升自动化、信息化、智能化管控水平。FAO 的功能再分配，扭转了轨道交通行业劳动密集型、操作聚合型的劳动格局，提升了劳动环境与品质，铺垫了轨道交通行业智慧化就业方向，提升了行业经济技术价值，为进一步融汇新科技、打造智慧地铁车站、实现车客匹配智慧出行、降低人员及设备损耗，实现绿色低碳可持续的交通等奠定基础。

3.5 工期筹划

FAO 的建设管理应当实现专业步调一致，减少“窝工”返工降效的发生。信号系统作为弱电控制专业，往往是新线建设中最后交付调试的设备系统，而信号专业本身又是关系开通和安全运营的决定性方面，其自身的调试任务多、项点繁、标准高、安全责任重，调试的人力物力成本也比较高昂。FAO 系统大融合后，包括综合监控整合，通信、车辆等的联动测试，以及未来轨道“云”的相关接口测试，都需要在站后工程中实现，需有明确的统筹推进方案，同步接口测试和功能验收。

FAO 功能仍然要高度强调人员操作的重要性，人工操作是对FAO 补充和兜底的底线保障，切不可完全以系统自律运行为唯一方案而忽视降级条件下的人员应对水平。在FAO 线路的设计联络阶段，特别是接纳本省市第一个FAO 项目时，要预先储备人才、搭建队伍，建立FAO 降级下全流程、全覆盖、完善的规章守则，并落实培训执行到位；在调试阶段，施行运营人员有规章的盯控保障，及时应对系统调试异常，及时干预，避免出现危急事态，并针对调试挖掘隐患，不断迭代管理规章，形成完善的包含降级应用的FAO 全系统管理制度，实现FAO 系统有保障的安全可靠投运。

FAO 项目宜在开通前完成全功能调试，全功能交付开通运营。轨道交通载客线路需要利用夜间有限的停运时间段进行维保检修，特别注意新建线路宜避免遗留FAO 尾工，以减少对运营维保的影响。

4 结论

全自动运行系统是新技术落地的新事物，是以信号系统为核心的控制系统的又一次飞跃，需要建设单位、运营单位进一步深入研究、密切配合，站在新技术的高度统筹推进。