李伶伶

(北京鐵路電氣化學(xué)校,北京　102202)

城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)分析與探討

李伶伶

(北京鐵路電氣化學(xué)校,北京102202)

隨著城市發(fā)展速度的加快,城市軌道交通已經(jīng)成為城市交通的重要組成部分,而全自動(dòng)無(wú)人駕駛列車無(wú)疑是下一步發(fā)展的重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)國(guó)外無(wú)人駕駛技術(shù)的簡(jiǎn)要分析,總結(jié)出無(wú)人駕駛技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和主要技術(shù)規(guī)則,并結(jié)合國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況,提出一些國(guó)內(nèi)發(fā)展全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的意見(jiàn)和建議。

城市軌道交通無(wú)人駕駛列車車門

近年來(lái)，隨著全國(guó)各地軌道交通系統(tǒng)建設(shè)大潮的興起，城市軌道交通系統(tǒng)新技術(shù)也層出不窮。為了提高城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的先進(jìn)性，同時(shí)提高城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率和自動(dòng)化水平，與世界先進(jìn)城市軌道交通系統(tǒng)接軌，各地的軌道交通系統(tǒng)建設(shè)紛紛采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛這項(xiàng)新技術(shù)。因此，這項(xiàng)新技術(shù)也越來(lái)越多的被人們了解和接受。

1　國(guó)外無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用概況

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

（2）西班牙巴塞羅那地鐵9號(hào)線采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)，線路全長(zhǎng)41.4km。列車控制數(shù)據(jù)采用擴(kuò)展頻譜無(wú)線電，在列車和控制中心傳輸。

（3）日本名古屋愛(ài)知縣修建了一條HSST-100型磁懸浮系統(tǒng)，線路全長(zhǎng)8.9km，設(shè)9座車站，運(yùn)行模式選擇為ATO無(wú)人駕駛模式。

2　無(wú)人駕駛技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵具有列車喚醒啟動(dòng)、休眠、出入停車場(chǎng)、清洗、行駛、停車、開關(guān)車門、故障恢復(fù)等一系列的自動(dòng)功能，并具有常規(guī)運(yùn)行、降級(jí)運(yùn)行、運(yùn)行中斷等多種運(yùn)行模式，可有效提高運(yùn)量和系統(tǒng)運(yùn)行效率。

（2）無(wú)人駕駛列車由于起動(dòng)和制動(dòng)的均勻性，乘客乘坐更加舒適。此外，列車最高速度可達(dá)80km/h，同時(shí)高新的技術(shù)保障了運(yùn)營(yíng)的安全。

（3）全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵自動(dòng)化程度較高，節(jié)省了人力、物力。雖然初期建設(shè)成本較普通地鐵要高，但維護(hù)成本低，降低了運(yùn)營(yíng)成本。

3　全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)則

（1）列車自動(dòng)運(yùn)行。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的核心是鐵路自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其由機(jī)載車載部件和固定駐站部件組成，不僅連接聯(lián)鎖裝置，還可以從沿線的車站軌道監(jiān)控系統(tǒng)和其他系統(tǒng)中獲取信息。

（2）駕駛室轉(zhuǎn)換。列車折返時(shí)，應(yīng)能夠自動(dòng)確定運(yùn)行方向，并自動(dòng)激活或關(guān)閉相應(yīng)駕駛端，實(shí)現(xiàn)駕駛室的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)不能引發(fā)數(shù)據(jù)丟失。列車在站臺(tái)進(jìn)行駕駛端轉(zhuǎn)換時(shí)，車門和屏蔽門保持開啟狀態(tài);在非折返線等非站臺(tái)區(qū)時(shí)，車門應(yīng)保持關(guān)閉狀態(tài)。

（3）車門屏蔽門技術(shù)要求。全自動(dòng)無(wú)人駕駛屏蔽門和車門開關(guān)應(yīng)為自動(dòng)開關(guān)。除正常情況外，還需考慮故障時(shí)的操作。①屏蔽門故障時(shí)，應(yīng)人工將故障屏蔽門關(guān)閉并鎖定;屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)向信號(hào)系統(tǒng)報(bào)告被鎖定屏蔽門的位置，在列車到達(dá)站臺(tái)前，信號(hào)系統(tǒng)將故障屏蔽門位置發(fā)送給列車;列車將對(duì)應(yīng)車門隔離，使其在該站停站時(shí)不參與開、關(guān)門動(dòng)作。②開門故障時(shí)，對(duì)應(yīng)列車應(yīng)自動(dòng)將故障車門關(guān)閉并鎖定;關(guān)門故障時(shí)應(yīng)人工將車門關(guān)閉并鎖定;同時(shí)系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送被鎖定車門位置，進(jìn)而隔離前方到站相應(yīng)屏蔽門，使其在該站列車停車時(shí)不參與開、關(guān)門動(dòng)作。③人工開關(guān)門:列車停站期間可人工開關(guān)車門屏蔽門。信號(hào)系統(tǒng)接收人工開關(guān)車門屏蔽門命令，并檢查開關(guān)門條件成立后，才可向車輛、屏蔽門發(fā)送命令。同時(shí)，所有與乘客換乘相關(guān)的故障必須通過(guò)車載廣播系統(tǒng)通知乘客。

（4）列車停車位置。正線列車會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)停站程序進(jìn)行進(jìn)站停車，列車?？棵孔囌?。列車進(jìn)站后沒(méi)停到規(guī)定位置時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整。

（5）特殊情況下區(qū)間疏散、救援方式。當(dāng)遇到火災(zāi)、人員夾傷等突發(fā)事件時(shí)，列車會(huì)停止運(yùn)營(yíng)，并自動(dòng)監(jiān)視危害信息，調(diào)動(dòng)監(jiān)控、安防等系統(tǒng)，完成緊急情況下的救援作業(yè)。指揮控制系統(tǒng)集安防、消防和通信于一體。系統(tǒng)還具有自動(dòng)呼叫、聯(lián)系相關(guān)人員請(qǐng)求救援協(xié)助的功能。

（6）輔助聯(lián)動(dòng)的相關(guān)系統(tǒng)。列車上應(yīng)裝有自動(dòng)化列車監(jiān)控系統(tǒng)，使控制中心可以監(jiān)控站臺(tái)和相關(guān)軌道區(qū)域，并實(shí)時(shí)觀察列車內(nèi)部和外部車頭車尾情況，方便用于觀察列車運(yùn)營(yíng)情況及對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行處理;列車上應(yīng)配備無(wú)線電通信線路，乘客可通過(guò)專用電話直接與控制中心通話;列車運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)能隨時(shí)探測(cè)到前方是否有人或物進(jìn)入軌道區(qū)，并做出不同反應(yīng)，同時(shí)將信息會(huì)發(fā)送到控制中心，調(diào)度員可馬上了解現(xiàn)場(chǎng)狀況。

（7）無(wú)人駕駛地鐵應(yīng)具有列車出軌自動(dòng)檢測(cè)功能。如果系統(tǒng)探測(cè)到列車出軌，應(yīng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)緊急剎車。

（8）車門障礙物探測(cè)。車門系統(tǒng)應(yīng)安裝障礙探測(cè)及保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)有人或物被夾時(shí)，系統(tǒng)控制車門打開直到障礙解除，車門關(guān)閉，列車才會(huì)出站。

（9）報(bào)警裝置。每列車上都應(yīng)配有報(bào)警裝置。如有危險(xiǎn)發(fā)生乘客可啟動(dòng)緊急報(bào)警裝置，車上的閉路監(jiān)控?cái)z像頭能即時(shí)監(jiān)控事故狀況，同時(shí)將實(shí)時(shí)影像傳送到控制中心。

4　我國(guó)的應(yīng)用情況

在我國(guó)，已經(jīng)有眾多的地鐵線路開始采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)。

（1）北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛列車。運(yùn)用成熟的設(shè)計(jì)思想和運(yùn)行輔助系統(tǒng)，確保其具有較高的安全可靠性。同時(shí)，通過(guò)輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了列車的精確定位、高速運(yùn)行、實(shí)時(shí)跟蹤和自動(dòng)折返，縮短了列車運(yùn)行間隔，提高了行車密度和旅行速度。根據(jù)客流自動(dòng)調(diào)整列車開行密度和運(yùn)營(yíng)策略，靈活適應(yīng)高、低峰客流。

（2）上海地鐵10號(hào)線為國(guó)內(nèi)首次運(yùn)用無(wú)人駕駛技術(shù)的線路。在原技術(shù)基礎(chǔ)上，升級(jí)了列車安全檢測(cè)系統(tǒng)，車門、車廂內(nèi)及重要設(shè)備的監(jiān)控能力進(jìn)一步提高，進(jìn)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(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)。已從運(yùn)能、安全性、可用性、準(zhǔn)點(diǎn)性、舒適性、快捷性、靈活性等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析求證，為線路的開通運(yùn)營(yíng)做足了前期準(zhǔn)備。

5　結(jié)語(yǔ)

全自動(dòng)駕駛技術(shù)是一項(xiàng)全球領(lǐng)先的技術(shù)，雖然已經(jīng)發(fā)展到了相對(duì)成熟的地步，但是隨著技術(shù)的革新和新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，勢(shì)必會(huì)融入更多的更全面的車輛、信號(hào)、運(yùn)營(yíng)的相關(guān)新技術(shù)，而更先進(jìn)列控系統(tǒng)的開發(fā)無(wú)疑是保證列車更安全可靠的基石，下一步建議進(jìn)行新一代列控系統(tǒng)的開發(fā)。

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