城市軌道交通全自動無人駕駛系統分析與探討

李伶伶

(北京鐵路電氣化學校,北京　102202)

城市軌道交通全自動無人駕駛系統分析與探討

李伶伶

(北京鐵路電氣化學校,北京102202)

隨著城市發展速度的加快,城市軌道交通已經成為城市交通的重要組成部分,而全自動無人駕駛列車無疑是下一步發展的重點。通過對國外無人駕駛技術的簡要分析,總結出無人駕駛技術的優勢和主要技術規則,并結合國內的應用情況,提出一些國內發展全自動無人駕駛技術的意見和建議。

城市軌道交通無人駕駛列車車門

近年來，隨著全國各地軌道交通系統建設大潮的興起，城市軌道交通系統新技術也層出不窮。為了提高城市軌道交通網絡化建設的先進性，同時提高城市軌道交通系統的運營效率和自動化水平，與世界先進城市軌道交通系統接軌，各地的軌道交通系統建設紛紛采用全自動無人駕駛這項新技術。因此，這項新技術也越來越多的被人們了解和接受。

1　國外無人駕駛技術應用概況

（1）巴黎地鐵1號線。1900年7月通車，是巴黎最古老的地鐵線路之一，線路全長17km，設25座車站。該線路的無人駕駛列車采用Trainguard MT安全和控制系統，此系統目前廣泛應用于全球很多大型城市。

（2）西班牙巴塞羅那地鐵9號線采用全自動無人駕駛系統，線路全長41.4km。列車控制數據采用擴展頻譜無線電，在列車和控制中心傳輸。

（3）日本名古屋愛知縣修建了一條HSST-100型磁懸浮系統，線路全長8.9km，設9座車站，運行模式選擇為ATO無人駕駛模式。

2　無人駕駛技術優勢

（1）全自動無人駕駛地鐵具有列車喚醒啟動、休眠、出入停車場、清洗、行駛、停車、開關車門、故障恢復等一系列的自動功能，并具有常規運行、降級運行、運行中斷等多種運行模式，可有效提高運量和系統運行效率。

（2）無人駕駛列車由于起動和制動的均勻性，乘客乘坐更加舒適。此外，列車最高速度可達80km/h，同時高新的技術保障了運營的安全。

（3）全自動無人駕駛地鐵自動化程度較高，節省了人力、物力。雖然初期建設成本較普通地鐵要高，但維護成本低，降低了運營成本。

3　全自動駕駛系統主要技術規則

（1）列車自動運行。全自動駕駛系統的核心是鐵路自動化控制系統，其由機載車載部件和固定駐站部件組成，不僅連接聯鎖裝置，還可以從沿線的車站軌道監控系統和其他系統中獲取信息。

（2）駕駛室轉換。列車折返時，應能夠自動確定運行方向，并自動激活或關閉相應駕駛端，實現駕駛室的轉換，轉換時不能引發數據丟失。列車在站臺進行駕駛端轉換時，車門和屏蔽門保持開啟狀態;在非折返線等非站臺區時，車門應保持關閉狀態。

（3）車門屏蔽門技術要求。全自動無人駕駛屏蔽門和車門開關應為自動開關。除正常情況外，還需考慮故障時的操作。①屏蔽門故障時，應人工將故障屏蔽門關閉并鎖定;屏蔽門系統應向信號系統報告被鎖定屏蔽門的位置，在列車到達站臺前，信號系統將故障屏蔽門位置發送給列車;列車將對應車門隔離，使其在該站停站時不參與開、關門動作。②開門故障時，對應列車應自動將故障車門關閉并鎖定;關門故障時應人工將車門關閉并鎖定;同時系統向信號系統發送被鎖定車門位置，進而隔離前方到站相應屏蔽門，使其在該站列車停車時不參與開、關門動作。③人工開關門:列車停站期間可人工開關車門屏蔽門。信號系統接收人工開關車門屏蔽門命令，并檢查開關門條件成立后，才可向車輛、屏蔽門發送命令。同時，所有與乘客換乘相關的故障必須通過車載廣播系統通知乘客。

（4）列車停車位置。正線列車會根據預設停站程序進行進站停車，列車停靠每座車站。列車進站后沒停到規定位置時，系統將自動調整。

（5）特殊情況下區間疏散、救援方式。當遇到火災、人員夾傷等突發事件時，列車會停止運營，并自動監視危害信息，調動監控、安防等系統，完成緊急情況下的救援作業。指揮控制系統集安防、消防和通信于一體。系統還具有自動呼叫、聯系相關人員請求救援協助的功能。

（6）輔助聯動的相關系統。列車上應裝有自動化列車監控系統，使控制中心可以監控站臺和相關軌道區域，并實時觀察列車內部和外部車頭車尾情況，方便用于觀察列車運營情況及對突發事故進行處理;列車上應配備無線電通信線路，乘客可通過專用電話直接與控制中心通話;列車運行過程中應能隨時探測到前方是否有人或物進入軌道區，并做出不同反應，同時將信息會發送到控制中心，調度員可馬上了解現場狀況。

（7）無人駕駛地鐵應具有列車出軌自動檢測功能。如果系統探測到列車出軌，應會自動啟動緊急剎車。

（8）車門障礙物探測。車門系統應安裝障礙探測及保護系統，當有人或物被夾時，系統控制車門打開直到障礙解除，車門關閉，列車才會出站。

（9）報警裝置。每列車上都應配有報警裝置。如有危險發生乘客可啟動緊急報警裝置，車上的閉路監控攝像頭能即時監控事故狀況，同時將實時影像傳送到控制中心。

4　我國的應用情況

在我國，已經有眾多的地鐵線路開始采用全自動無人駕駛技術。

（1）北京軌道交通機場線采用全自動無人駕駛列車。運用成熟的設計思想和運行輔助系統，確保其具有較高的安全可靠性。同時，通過輔助系統實現了列車的精確定位、高速運行、實時跟蹤和自動折返，縮短了列車運行間隔，提高了行車密度和旅行速度。根據客流自動調整列車開行密度和運營策略，靈活適應高、低峰客流。

（2）上海地鐵10號線為國內首次運用無人駕駛技術的線路。在原技術基礎上，升級了列車安全檢測系統，車門、車廂內及重要設備的監控能力進一步提高，進一步保障了乘客乘坐的安全性。

（3）北京軌道交通燕房線擬采用全自動無人駕駛系統。已從運能、安全性、可用性、準點性、舒適性、快捷性、靈活性等方面進行了詳細分析求證，為線路的開通運營做足了前期準備。

5　結語

全自動駕駛技術是一項全球領先的技術，雖然已經發展到了相對成熟的地步，但是隨著技術的革新和新技術的產生和發展，勢必會融入更多的更全面的車輛、信號、運營的相關新技術，而更先進列控系統的開發無疑是保證列車更安全可靠的基石，下一步建議進行新一代列控系統的開發。

[1]全球:2030年世界所有地鐵或將基本實現無人駕駛[J].市政技術, 2012(4):137.

[2]周文.西班牙修建無人駕駛地鐵[J].鐵道知識,2003(6):20.

[3]何宗華.日本城市軌道交通的類型與技術發展[J].城市軌道交通研究,2004(5):5-8.

[4]孫延煥,陳麗民,陳軍科.北京機場線無人駕駛模式系統的研究與實踐[J].都市快軌交通,2012(5):38-41.