摘 要：全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)由于其安全可靠、靈活運(yùn)營及節(jié)能減排等方面的優(yōu)勢，已成為軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文從設(shè)計(jì)原則著手，對(duì)列車全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)下的運(yùn)行模式進(jìn)行了梳理。指出了全自動(dòng)運(yùn)行模式的分類，并整合了其自動(dòng)化水平、功能職責(zé)劃分和場景實(shí)現(xiàn)操作，總結(jié)了基于全自動(dòng)運(yùn)行模式的系統(tǒng)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)；運(yùn)行模式；DTO；UTO

中圖分類號(hào)：U284.48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）05-0178-03

Analysis of Operation Mode of Fully Automatic Running System

ZHANG Yunyun

（Shenzhen Metro Group Co.，Ltd.，Shenzhen 518026，China）

Abstract：The advantages of automatic operation system，such as safety，reliability，flexible operation，energy saving and emission reduction，have become the development direction of rail transit operation control system. This article starts with the design principle and sorts out the operating mode under the fully automatic train running system. Pointed out the classification of automatic operation mode，and integrated its automation level，function division of duties and scene realization operation，and summarized the advantages of the system based on fully automatic operation mode.

Keywords：fully automatic operation system；operation mode；DTO；UTO

1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)

自21世紀(jì)以來，隨著城軌系統(tǒng)快速發(fā)展、城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快，交通堵塞問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的重要因素之一。而城軌系統(tǒng)具有大運(yùn)量、高效率等優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)客流集中和大規(guī)模的出行，成為了緩解交通堵塞的最佳解決方案。隨后，為提升城軌系統(tǒng)的運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（Fully Automatic Operation，F(xiàn)AO）應(yīng)運(yùn)而生。

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是指以自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能取代列車駕駛員的人為操作，系統(tǒng)通常具備列車自動(dòng)喚醒、啟動(dòng)和休眠、自動(dòng)出入停車場、自動(dòng)清洗、自動(dòng)行駛、自動(dòng)啟停車、自動(dòng)開關(guān)車門等功能，提高了軌道交通的整體自動(dòng)化水平，可實(shí)現(xiàn)列車最佳化運(yùn)行[1-4]。2017年底，北京燕房線作為國內(nèi)首個(gè)自主化全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)線路，實(shí)現(xiàn)了“中國自主”的全自動(dòng)運(yùn)行[5]。目前，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)已加入城軌競標(biāo)行列，北京地鐵新線未來將全部實(shí)現(xiàn)“自主化”運(yùn)行。

由于全自動(dòng)運(yùn)行較人工駕駛和半自動(dòng)運(yùn)行在運(yùn)行模式上有很大區(qū)別，所以針對(duì)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的研究至關(guān)重要。本文將從全自動(dòng)運(yùn)行模式的設(shè)計(jì)原則、特點(diǎn)及其優(yōu)勢等方面進(jìn)行介紹。

2 全自動(dòng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)原則

在列控系統(tǒng)中，各運(yùn)行系統(tǒng)區(qū)別的本質(zhì)是其運(yùn)行模式的不同。全自動(dòng)運(yùn)行模式（Fully-Automatic Train Operating Mode，F(xiàn)AM）是全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)下的操作模式。該模式在設(shè)計(jì)上采用的是向下兼容的設(shè)計(jì)原則，即全自動(dòng)運(yùn)行模式在人為操作鑰匙或故障時(shí)可降級(jí)為非自動(dòng)運(yùn)行模式。如圖1所示，全自動(dòng)運(yùn)行模式在正常運(yùn)行中可被遠(yuǎn)程喚醒，并在列車回庫后被遠(yuǎn)程控制進(jìn)行休眠。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，全自動(dòng)運(yùn)行會(huì)轉(zhuǎn)為蠕動(dòng)模式（Creep Automatic Model，CAM）。除此之外，在人為操作或者系統(tǒng)發(fā)生故障降級(jí)時(shí)，系統(tǒng)可由全自動(dòng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)為編碼人工駕駛模式（CM），并在人工升級(jí)情況下繼續(xù)轉(zhuǎn)為全自動(dòng)運(yùn)行模式。另外，系統(tǒng)可由編碼人工駕駛模式升級(jí)為自動(dòng)駕駛模式（AM）后再次人工升級(jí)為自動(dòng)運(yùn)行模式。除此之外，編碼人工駕駛模式也可人工降級(jí)為受限人工駕駛模式（RM）。

全自動(dòng)運(yùn)行模式可實(shí)現(xiàn)駕駛模式的向下兼并，運(yùn)行模式的靈活選擇，在系統(tǒng)故障情況下仍能降級(jí)安全運(yùn)行。因此，該系統(tǒng)運(yùn)行模式可使系統(tǒng)靈活運(yùn)營。

3 全自動(dòng)運(yùn)行模式分類及其對(duì)比

全自動(dòng)運(yùn)行模式分為有人值守的列車自動(dòng)運(yùn)行（Driv erless Train Operation，DTO）和無人值守的列車自動(dòng)運(yùn)行（Unattended Train Operation，UTO）。兩種運(yùn)行模式均在無需乘務(wù)人員參與的情況下進(jìn)行列車全自動(dòng)運(yùn)行，其系統(tǒng)與人員功能劃分一致。但是，較DTO而言，UTO具有更高的全自動(dòng)運(yùn)行等級(jí)，該運(yùn)行模式無需任何車上乘務(wù)人員的協(xié)助，所有的功能均由系統(tǒng)和地面控制人員操作處理。本文將從自動(dòng)化水平、功能職責(zé)劃分以及不同場景下對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)操作等方面對(duì)DTO和UTO進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 DTO和UTO的自動(dòng)化水平對(duì)比

根據(jù)國際公共交通協(xié)會(huì)（UITP）標(biāo)準(zhǔn)，DTO與UTO兩種運(yùn)行模式所對(duì)應(yīng)的列車運(yùn)行自動(dòng)化水平如表1所示。兩者均可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)行駛中調(diào)整列車和列車停車等功能。但是在關(guān)閉車門和列車在干擾事件下運(yùn)行時(shí)，DTO需要車上乘務(wù)員的幫助來完成該功能。其中的干擾事件主要指屏蔽門夾人、煙火報(bào)警以及車門與屏蔽門故障對(duì)位等情況。由此看來，UTO可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)所有的列車運(yùn)行功能。

3.2 DTO與UTO的功能職責(zé)劃分

根據(jù)IEC62267-2009[6]標(biāo)準(zhǔn)，DTO與UTO運(yùn)行模式下系統(tǒng)和運(yùn)營人員的功能職責(zé)如表2所示。

由表2可知，在列車的安全運(yùn)行、駕駛與軌道監(jiān)控等方面，DTO與UTO均采用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)此類功能。在監(jiān)控乘客乘降、列車運(yùn)行以及緊急事件等功能實(shí)現(xiàn)方面，DTO的部分功能可在人工操作下或系統(tǒng)操作下實(shí)現(xiàn)，但是此類操作由于DTO的系統(tǒng)特點(diǎn)建議由人工來完成；而UTO除乘客乘降監(jiān)控可由控制中心控制外均采用系統(tǒng)執(zhí)行各種功能操作。

全自動(dòng)運(yùn)行模式減少了列車和地面的運(yùn)營人員，降低了人為誤操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化了車上的人力資源配置，提升了系統(tǒng)的運(yùn)輸能力。因此，全自動(dòng)運(yùn)行模式的應(yīng)用在城軌交通中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

3.3 場景操作對(duì)比

列車全自動(dòng)運(yùn)行模式可實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行過程中的上電、喚醒、休眠及停車等正常場景。

除此之外，該模式還具有針對(duì)車輛火災(zāi)、雨雪模式等場景的解決方案。針對(duì)不同場景，DTO與UTO的操作如表3所示。

由此可知，DTO與UTO均可自動(dòng)執(zhí)行不同場景下的操作。較UTO而言，DTO針對(duì)喚醒、休眠、站臺(tái)發(fā)車、車門監(jiān)督、雨雪模式和車輛火災(zāi)等場景可采用人工操作，實(shí)現(xiàn)方式更加靈活。

4 基于全自動(dòng)運(yùn)行模式的系統(tǒng)優(yōu)勢

基于全自動(dòng)運(yùn)行模式的列車運(yùn)行系統(tǒng)可由設(shè)備完成不同操作場景下原司機(jī)操作的各項(xiàng)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了列車控制、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)測、故障管理和乘客監(jiān)督管理等所有功能，保證了列車安全、可靠地運(yùn)行。

相比于非自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)在DTO和UTO的基礎(chǔ)上取得的進(jìn)展為：

（1）減少人為操作，提高自動(dòng)化程度，提高準(zhǔn)點(diǎn)率，從而提升了城軌運(yùn)營安全性與高效性。

（2）達(dá)到高頻率行車，縮短了乘客等待時(shí)間，從而提高了服務(wù)水平。

（3）優(yōu)化行車組織與計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了更大的行車靈活性，從而符合了客流變化需求。

（4）節(jié)約了人力資源，降低了運(yùn)行成本。

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)不僅提升技術(shù)裝備的自動(dòng)化水平，也全面提升了軌道交通技術(shù)水平和運(yùn)營方式，提高了整個(gè)軌道交通控制設(shè)備的RAMS等級(jí)，以保障在無人監(jiān)控情況下的高安全、高可靠、高度自動(dòng)化運(yùn)行。

5 結(jié) 論

本文介紹了全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的產(chǎn)生背景，闡述了該系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)計(jì)原則，并從自動(dòng)化水平、功能職責(zé)劃分以及場景實(shí)現(xiàn)三方面對(duì)DTO和UTO這兩大運(yùn)行模式進(jìn)行了對(duì)比。最后，本文還對(duì)基于全自動(dòng)運(yùn)行模式的系統(tǒng)優(yōu)勢進(jìn)行了梳理。由于DTO與UTO在工程實(shí)現(xiàn)方面區(qū)別不大，將兩者統(tǒng)一為一項(xiàng)最優(yōu)的運(yùn)行模式解決方案有待研究，以提升城軌全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的一致性及可拓展性。

參考文獻(xiàn)：

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[6] IEC 62267-2009.Railway applications. Automated urban guided transport （AUGT）：Safety requirements [S].IX-IEC，2009.

作者簡介：張赟昀（1987.10-），女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，工程師，本科。研究方向：城市軌道交通信號(hào)。