全自動無人駕駛地鐵功能分析及故障應對

張磊

摘要：近些年來，我國社會的發展腳步十分快速，軌道交通體系得到了全面的發展，與此同時促進了軌道交通整體水平的進一步提升。在此基礎之上，無人駕駛體現出良好的應用價值，但是無人駕駛技術應用到軌道交通系統的過程中仍然存在一些具體的影響因素，導致列車發展的效果受到了一定的限制，本文對此進行深入的探討與分析，并且相應地提出有效地解決對策，以供專業人士進行一定的參考與借鑒。

關鍵詞：全自動無人駕駛;地鐵功能;故障措施

1軌道列車全自動駕駛的相關情況

軌道交通信號系統主要是由列車自動監控（ATS）、列車自動防護（ATP）以及列車自動駕駛（ATO）三個方面所構成的系統。這種系統在具體應用過程中能夠實現自動控制駕駛的目標，主要是基于連鎖的條件基礎。在軌道列車自動防護系統的防護下，根據自動監控系統所提出的相關指令來實現對軌道交通列車速度的有效調節，進一步控制列車的實際運行工作。

軌道列車實現全自動駕駛的過程中，主要是能夠實現列車運行的自動調整工作，對其運行的速度進行有效地控制并實現制動來精確停車。同時能夠自動打開和關閉車門，自動控制屏蔽門。除此之外，還能夠在軌道交通列車的運行過程中對發現的故障進行報警，同時對數據進行有效的記錄。

軌道列車自動控制系統基于通信模式，常用的包括ATO自動駕駛模式、ATP防護人工駕駛模式以及限制人工駕駛和非限制人工駕駛模式四種。其中，ATO自動駕駛模式的應用能夠實現軌道列車在整個區域內的全自動運行，體現出節能化以及安全化的特點，并能夠在安全的基礎上實現定點停車。其次，ATP防護下的人工駕駛模式能夠自動確定列車運行的最大允許速度，使司機在駕駛列車的過程中基于ATP保護的基礎上工作，從而能夠實現列車自動防護的具體功能。另外，限制人工駕駛模式的應用。對于車載ATP限制列車，會在一個固定速度下實現運行。列車的司機會根據實際的調度命令來和地面信號進行聯系，顯示駕駛的列車情況。如果列車在實際運行的過程中超過了原本固定的具體速度，車載ATP設備就會實現對列車的緊急制動，強迫列車停車，進而保證列車運行的安全性。最后，非限制人工駕駛模式是一種完全的人工駕駛模式。這種駕駛模式下，軌道列車中的所有車載設備都不參與監控列車運行的任何過程，司機可以根據調度的具體命令以及地面信號情況來駕駛列車。在這個過程中，列車需要由調度命令人員以及司機和相關的連鎖設備來確保安全性。

2全自動無人駕駛關鍵因素分析

軌道交通全自動無人駕駛線路與常規線路在運營管理上有明顯不同，最基本的區別是，在管理上，因為列車司機配置的取消，全自動無人駕駛系統需要在控制中心新增代替司機，對車載乘客進行服務和管理的崗位，以及對車輛運行進行監視和管理的崗位，一般稱為乘客調度和車輛調度;在技術上，全自動無人駕駛系統集成車輛信息監控，并且在廣度和深度上也有延伸，需要實現場段內監控。

全自動無人駕駛模式下，除了需要對信號/車輛/綜合監控ISCS三大系統進行技術上的改造外，還需要從運營籌劃方面滿足無人駕駛系統的需求。需要組建具備多專業知識結構的綜合調度團隊和運維團隊，加強軌道交通運行的綜合調度指揮能力和安全運維能力，提升控制中心集中實時控制管理水平，為無人駕駛系統正常運營提供管理上的支撐和保障。同時，根據無人駕駛的需求以及國內軌道交通當前的運營組織現狀，制定適用于國內軌道交通運營條件的管理目標、運營策劃、應急調度、維護管理等制度值得重點研究。

3全自動無人駕駛綜合自動化系統設計

3.1信號控制和駕駛模式

根據全自動無人駕駛車輛段或者停車場內部的作業模式將全自動無人駕駛車輛自動控制區域納入到ATC的系統監控范圍內，全自動無人駕駛車輛段或者停車場出入停車列檢庫和洗車庫作業進路設置為列車的進路設置，車輛在全自動無人駕駛車輛段或者停車場內部采取進路閉塞的運行方式。ATC具備對整個車輛段、停車場監視和管控的功能，在具體運行的時候能夠對全自動無人駕駛車輛段或者停車場自動控制區域范圍內的列車信號進行全過程的跟蹤處理，并根據提供的出入庫計劃自動設置立車目的地的代碼，之后自動觸動列車的進路。

在自動區域范圍內具備CBCT級別下的ATP或者ATO功能，能夠為整個列車的穩定運行提供重要參考支持。全自動無人駕駛車輛段或者停車場根據作用需要還可以設置相應的調車信機，采取限制人工駕駛的方式來運行車輛。

3.2停車列檢庫內部設置防護分區

停車列檢庫一般被設置在無人區，為了能夠更好的方便人員進出和作業安全，可以將停車列檢庫分別設置在四個防護分區上，各個防護分區分別應用柵欄形成物理隔離。在入庫的位置上設置能夠通人的地下通道，通道在每個防護分區上安排一個出入口，并在出入口的位置上設置相應的門禁系統。第一，在初期有人駕駛操作的時候，SPKS開關和門禁系統會同時啟動，這個時候列車檢查人員、保潔人員、司機等都能進入到停車列檢庫。第二，在采取全自動化無人駕駛模式的時候，列檢人員、保潔人員等會進入到停車列檢庫的一個分區，在得到上級批復之后運轉值班室人員會取人行地下通道的門禁卡，之后從人行地下通道進入到對應的分區范圍內，在刷好門禁卡之后進入到系統中。人員在退出防護區域的時候需要將門禁卡退還給運轉值班室，由值班室的人將SPKS開關復位處理，之后通知電調節人員及時供電。

3.3全自動無人駕駛場景聯動和一體化信息融合展示

全自動運行運營場景作為全自動運行運營策劃的主要內容和運營需求，對系統功能分配、系統設計、作業流程及運營規則都有重要的指導作用。運營場景的設計需要統一軌道交通全自動運行線路正常、故障和應急的主要場景，空間范圍涵蓋正線和車庫，明確各類場景的處置流程和功能需求分配。

全自動無人駕駛系統將軌道交通行車調度指揮和運營管理進一步集中于控制中心，控制中心的調度需要實現對車輛、車站、場段大范圍的集中監控，需要對全局范圍內的監控內容進行綜合性的組織和融合。綜合自動化系統在擴大集成范圍和增加集成深度的情況下，大大提高了控制中心的監控能力，融合一體的機電設備監控、電力監控、行車調度、車輛監控、乘客監控、環境監控，在綜合自動化系統上采用多專業信息融合可視化技術進行組合，提供綜合全景監視視圖和控制功能。例如在控制中心的行車監視人機界面上，融合展示行車、機電、車輛的綜合信息，在傳統的ATS站場圖的基礎上，融合觸網供電信息、車站工況信息、隧道風機信息，結合站場圖的列車位置信息、信號信息、設備信息、車輛的狀態信息，通過這張行車全景圖，可以總體掌握線路行車調度所需的所有相關信息。在車站的綜合運營信息人機界面，融合展示整個車站的多專業整體健康情況、重要設備運行情況、客流狀態、車站環境狀態、車站網絡狀態信息，通過車站全景圖，車站運營人員可以總體掌握車站運營所需的所有相關信息。

結束語

總體來說，在軌道交通全自動無人駕駛列車的運行過程中，所有運行過程都是依靠相關的智能化控制系統來完成的。在這個過程當中，不需要人工去對其進行控制，因此能夠有效降低列車行駛過程中人為操作所引起的一些運行風險，但是同時也存在一些影響因素，導致全自動無人駕駛練車的運行受到了限制。本文的分析對于促進我國軌道交通行業的進一步發展具有重要的價值。

參考文獻

[1]路向陽，李雷，雷成健，馬偉杰，周開成.城市軌道交通全自動駕駛技術發展綜述[J].機車電傳動，2018，01：6-12.

[2]鄭偉.全自動無人駕駛模式下系統功能與場景分析[J].城市軌道交通研究，2017，20（11）：107-109+136.

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