◎劉林發(fā)

全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)在城市軌道建設(shè)中的應(yīng)用

◎劉林發(fā)

全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)具有提升城市軌道交通可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)許多城市已考慮或正在規(guī)劃全自動(dòng)無(wú)人駕駛線(xiàn)路。本文從全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)較國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的CBTC系統(tǒng)主要變化及差異著手，對(duì)全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中如何更好的實(shí)施進(jìn)行探討，并提供了相關(guān)建議。

城市軌道交通全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是利用現(xiàn)代信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信技術(shù)全面提升軌道交通的可靠性、可維護(hù)性、可用性、安全性，提高運(yùn)行效率及整體自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)最佳化運(yùn)行的軌道交通控制系統(tǒng)，代表了未來(lái)軌道交通技術(shù)發(fā)展方向。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，屬于新技術(shù)，但目前國(guó)內(nèi)許多城市已考慮或是正在規(guī)劃全自動(dòng)無(wú)人駕駛線(xiàn)路。

較目前廣泛應(yīng)用的CBTC系統(tǒng)STO（Semi-automatic Train Operation）-有司機(jī)監(jiān)督下的ATO駕駛，全自動(dòng)無(wú)人駕駛（FAO）分為兩個(gè)等級(jí)：DTO（Driverless Train Operation）和UTO（Unattended Train Operation）。在正常運(yùn)營(yíng)情況下，由自動(dòng)化設(shè)備取代司機(jī)自動(dòng)駕駛列車(chē)在全線(xiàn)運(yùn)行。其中，DTO為無(wú)人駕駛有人跟車(chē)的自動(dòng)運(yùn)行方式（自動(dòng)化等級(jí)為GOA3）；UTO為無(wú)乘務(wù)員跟車(chē)的列車(chē)運(yùn)行方式（自動(dòng)化等級(jí)為GOA4）。動(dòng)功能、對(duì)作業(yè)人員的防護(hù)功能、實(shí)現(xiàn)信號(hào)與站臺(tái)名系統(tǒng)的故障對(duì)位隔離等功能。

車(chē)輛系統(tǒng)主要變化包括：設(shè)置自動(dòng)車(chē)鉤、增加障礙物脫軌監(jiān)測(cè)控制、客室門(mén)對(duì)位切除、遠(yuǎn)程斷路器復(fù)位、遠(yuǎn)程隔離等功能，同時(shí)需要對(duì)司機(jī)室整體優(yōu)化設(shè)計(jì)以及牽引、制動(dòng)、車(chē)門(mén)安全等級(jí)要求等。

洗車(chē)機(jī)：與信號(hào)系統(tǒng)增加更多的接口，以實(shí)現(xiàn)雙方信息交互，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化洗車(chē)功能。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)：列車(chē)上新增對(duì)講電話(huà)、視頻調(diào)用、廣播等綜合集成人機(jī)界面制作；高效、集成、綜合信息系統(tǒng)；乘客調(diào)度工作站。

通信系統(tǒng)主要增加的功能：車(chē)載視頻調(diào)用功能；提供車(chē)載廣播、對(duì)講語(yǔ)音、不涉及行車(chē)安全信息數(shù)據(jù)等的傳輸通道；地下區(qū)間廣播、視頻等功能。

城市軌道交通采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)的相關(guān)建議

全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)主要變化及差異

全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)與有人駕駛在本質(zhì)上的區(qū)別在于不需要列車(chē)司機(jī)，各核心機(jī)電系統(tǒng)通過(guò)高度集成、信息共享，協(xié)調(diào)配合有機(jī)結(jié)合在一起，由控制中心調(diào)度人員遠(yuǎn)程指揮列車(chē)完成行車(chē)相關(guān)的控制、服務(wù)以及車(chē)輛設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控等功能。

全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)較以往系統(tǒng)相比，地面主要新增設(shè)備部分及車(chē)輛專(zhuān)家和乘客調(diào)度；車(chē)載新增全自動(dòng)駕駛車(chē)載設(shè)備、障礙物探測(cè)器、車(chē)頭CCTV、喚醒系統(tǒng)等；同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)原有的行車(chē)調(diào)度及綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)站站臺(tái)門(mén)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、CCTV等設(shè)備的功能進(jìn)行增強(qiáng)。

其中，信號(hào)系統(tǒng)主要變化包括：增加清客確認(rèn)開(kāi)關(guān)、選擇性開(kāi)關(guān)門(mén)PSL、SPKS作業(yè)封鎖開(kāi)關(guān)、車(chē)輛專(zhuān)家工作站、列車(chē)喚醒模塊、智能化車(chē)輛段ATC等硬件設(shè)備；另外，電源UPS、車(chē)載ATO設(shè)備均按冗余方式配置。用以實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)洗車(chē)、休眠喚醒、蠕

考慮到全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)較常規(guī)CBTC系統(tǒng)在功能定位、主要技術(shù)指標(biāo)、客運(yùn)服務(wù)等均有較大變化，在城市軌道交通建設(shè)過(guò)程中，為順利推進(jìn)全自動(dòng)無(wú)人駕駛項(xiàng)目的實(shí)施，建議在初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)文件階段對(duì)方案的選擇，需求的擬定進(jìn)行詳細(xì)的研究及落實(shí)。在項(xiàng)目實(shí)施階段要充分深化設(shè)計(jì)，建立合理可行的項(xiàng)目管理計(jì)劃，制定合理的項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)，并按計(jì)劃實(shí)施。運(yùn)營(yíng)及維保部門(mén)要提前介入，盡早建立完善的規(guī)章制度，健全的維保體系和與之匹配的運(yùn)營(yíng)崗位。

初步設(shè)計(jì)對(duì)土建及系統(tǒng)綜合考慮整體設(shè)計(jì)。建議細(xì)化研究運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，從運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景入手，研究所有自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等場(chǎng)景，分析不同場(chǎng)景下相關(guān)系統(tǒng)接口和功能分配；提取出與土建等設(shè)計(jì)有關(guān)的因素（如運(yùn)用庫(kù)長(zhǎng)度、運(yùn)營(yíng)庫(kù)型式、區(qū)間風(fēng)井設(shè)置、牽引供電分區(qū)劃分、自動(dòng)化與非自動(dòng)化區(qū)域設(shè)置、弱電設(shè)備安裝等）作為邊界條件；同時(shí)，基于確定的功能要求，結(jié)合運(yùn)營(yíng)需求、線(xiàn)路條件、主流技術(shù)指標(biāo)、車(chē)輛條件等因素提出相關(guān)的性能指標(biāo)及可靠性指標(biāo)，完成項(xiàng)目的前期規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

建議成立專(zhuān)門(mén)的核心工作組并盡早確立運(yùn)營(yíng)管理團(tuán)隊(duì)。建議專(zhuān)門(mén)成立一個(gè)核心工作組負(fù)責(zé)全生命周期的管理、設(shè)計(jì)與建設(shè)直至運(yùn)營(yíng)初期。主要包括的專(zhuān)業(yè)有車(chē)輛、信號(hào)、站臺(tái)門(mén)、通信、綜合監(jiān)控、車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)維修和系統(tǒng)集成。該團(tuán)隊(duì)的工作包括梳理運(yùn)營(yíng)概念與原則，密切管理招評(píng)標(biāo)、授標(biāo)后的設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)、協(xié)調(diào)工作，包括主持異地調(diào)試、系統(tǒng)集成、總聯(lián)調(diào)等，嚴(yán)格管理測(cè)試過(guò)程，有效落實(shí)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的一致性與連貫性，確保最終交付的系統(tǒng)能滿(mǎn)足相應(yīng)要求，這將對(duì)項(xiàng)目的順利如期完成起到至關(guān)重要的作用。同時(shí)，盡早設(shè)立獨(dú)立的集中高效的運(yùn)營(yíng)部門(mén)，將控制中心、車(chē)站、各維修專(zhuān)業(yè)相互協(xié)調(diào)配合進(jìn)行管理，減少內(nèi)部溝通環(huán)節(jié)，提高運(yùn)作效率；同時(shí)，需根據(jù)全自動(dòng)無(wú)人駕駛的特點(diǎn)，并根據(jù)我國(guó)城市軌道交通客流大、乘客習(xí)慣等特點(diǎn)研究應(yīng)急場(chǎng)景，提出合理的應(yīng)急疏散及救援方式，并建立全新的組織架構(gòu)與之適應(yīng)。

制定異地調(diào)試方案。將車(chē)輛、信號(hào)、綜合監(jiān)控、通信、屏蔽門(mén)等專(zhuān)業(yè)提前在異地進(jìn)行接口及全自動(dòng)無(wú)人駕駛相關(guān)功能驗(yàn)證與測(cè)試，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行整改，以彌補(bǔ)目前國(guó)內(nèi)普遍存在的正線(xiàn)調(diào)試時(shí)間嚴(yán)重不足的窘?jīng)r。

制定專(zhuān)用的規(guī)章制度。因組織架構(gòu)調(diào)整及新功能使用，規(guī)章制度要根據(jù)全自動(dòng)駕駛進(jìn)行相應(yīng)的更新和調(diào)整。涉及到行車(chē)、維保、客運(yùn)組織等幾乎目前所有線(xiàn)路相關(guān)的制度。制度的建立需要與運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景密切相關(guān)，在無(wú)人駕駛參考線(xiàn)路較少的情況下，需要深入研究，深挖細(xì)節(jié)，確保制定專(zhuān)用的規(guī)章制度能夠適應(yīng)無(wú)人駕駛技術(shù)。

城市軌道交通應(yīng)用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)在我國(guó)尚屬于探索實(shí)施階段，全自動(dòng)無(wú)人駕駛作為地鐵的最先進(jìn)技術(shù)，是地鐵運(yùn)營(yíng)的發(fā)展目標(biāo)之一，但由于無(wú)人駕駛是一系統(tǒng)工程，其涉及信號(hào)、車(chē)輛、站臺(tái)門(mén)、行車(chē)組織、車(chē)輛基地配置等多種因素，較目前普遍采用的CBTC系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的安全性、可靠性、可用性要求更高，而且在不同的城市工程實(shí)施過(guò)程中會(huì)遇到各種不同的未知問(wèn)題，建議地鐵建設(shè)中應(yīng)結(jié)合各城市自身特點(diǎn)成立專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)有針對(duì)性的進(jìn)行研究，指導(dǎo)新線(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人駕駛項(xiàng)目的建設(shè)工作，本文僅對(duì)全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)在地鐵建設(shè)應(yīng)用提出了粗淺的建議。

（作者單位：成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司）