李世琦

（陜西城際鐵路有限公司，陜西 西安 710100）

1 全自動運行系統(tǒng)研究背景

全自動運行系統(tǒng)（Full Automatic Operation，簡稱FAO）目前代表了全球軌道交通領(lǐng)域最為先進的列車控制技術(shù)，全自動運行系統(tǒng)的發(fā)展起源于歐洲，首條全自動運行線路于1983 年在法國里爾首次投入商業(yè)運營，迄今已有將近34 年的歷史，隨著全球軌道交通迅猛發(fā)展，越來越多的國家和城市采用了全自動運行系統(tǒng)。

2 全自動運行系統(tǒng)的優(yōu)勢

根據(jù)國際標準（IEC62290-1），列車運行的自動化等級（GoA）可劃分為5 個等級，如圖1 所示。

圖1 列車運行的自動化等級（GoA）

在傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)（司機監(jiān)督下的ATO 駕駛模式，即GoA2）中，司機、控制中心調(diào)度員、車站值班員共同參與運營控制，自動化程度較低且運營易受人為因素干擾。在全自動運行系統(tǒng)（即GoA3、GoA4）中，司機的工作職能移交給列車控制系統(tǒng)和控制中心，并形成了以信號為核心，緊密聯(lián)動車輛、綜合監(jiān)控、通信、PIS、站臺門、消防等各個專業(yè)的系統(tǒng)工程。相比傳統(tǒng)CBTC 來說，全自動運行系統(tǒng)作為最高自動化等級的新一代城市軌道交通系統(tǒng)，主要具備以下四點優(yōu)勢。

2.1 運營能力提升

全自動運行系統(tǒng)具有段內(nèi)自動運行、正線自動運行、多系統(tǒng)聯(lián)動、列車蠕動等功能，在運營全過程中均體現(xiàn)了最高的自動化水平。與傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)相比，全自動運行系統(tǒng)的高度自動化特性全面提升了線路運營能力，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

（1）提升運營效率。全自動運行系統(tǒng)通過切實有效地控制策略，可實現(xiàn)列車全自動運行，有效防止人為誤操作，進一步減少人為因素對運營的影響。同時，當緊急情況發(fā)生時，全自動運行系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)迅速，可迅速恢復(fù)運營。

（2）提升運營組織靈活性。可根據(jù)運輸需求靈活調(diào)整運營策略，不受司乘人員的限制，實現(xiàn)全天不間斷的運輸服務(wù)，降低夜間/低峰時段的運營成本，提高系統(tǒng)對突發(fā)大客流的響應(yīng)能力。

（3）優(yōu)化人力資源配置。全自動運行系統(tǒng)正常運營過程中無需人工干預(yù)，大大降低了司機的勞動強度，列車上可根據(jù)需要配置乘務(wù)人員，在為乘客服務(wù)的同時，監(jiān)視列車運行狀態(tài)。

2.2 安全性能提升

全自動運行系統(tǒng)在傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進一步擴大了安全防護范圍，增強了乘客/運營人員的防護功能以及應(yīng)急情況處理功能，實現(xiàn)了列車運行全過程的安全防護。

（1）故障隔離。若一個或多個站臺門/車門故障，站臺門聯(lián)動時，對應(yīng)車門及站臺門將不會打開，防止乘客跌落。

（2）障礙物/脫軌檢測。列車上加裝障礙物檢測器、脫軌檢測器，檢測到障礙物或列車脫軌后立即實施緊急制動，并向地面發(fā)出報警。

（3）人員/工作區(qū)防護。在車站及車輛段增設(shè)人員防護開關(guān)，對進入正線及車場自動化區(qū)域的人員進行安全防護。

（4）雨雪模式。在惡劣天氣下，列車可進入雨雪模式，按照較小的緊急制動率和限速計算超速防護曲線，同時限制牽引和制動的輸出，避免空轉(zhuǎn)打滑的發(fā)生。

2.3 高可靠易維護

全自動運行系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備均采用冗余技術(shù)（如服務(wù)器冗余、列車定位頭尾冗余等），可降低運行故障率，弱化人為錯誤操作的影響，提高系統(tǒng)的可用性和可靠性。另外，全自動運行系統(tǒng)具備設(shè)備自診斷功能，易管理維護，可有效減少維護工作量，降低維護人員勞動強度。

2.4 兼容常規(guī)模式

全自動運行系統(tǒng)作為最高自動化等級的新一代城市軌道交通系統(tǒng)，是對傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)的繼承與發(fā)展。在控制模式方面，全自動運行系統(tǒng)不但完全兼容常規(guī)駕駛模式，而且在此基礎(chǔ)上增加了全自動運行模式和蠕動模式，保留了傳統(tǒng)駕駛相關(guān)系統(tǒng)的特性。

表1 全自動無人運行系統(tǒng)與CBTC 信號系統(tǒng)增加的接口與功能

3 全自動無人運行系統(tǒng)與CBTC 信號系統(tǒng)增加的接口與功能

全自動無人運行系統(tǒng)與傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)相比自動化功能有了較大提升，不但信號系統(tǒng)軟硬件冗余度有了加強，也增加了與多個系統(tǒng)的接口。增加的接口以及功能見表1。

4 結(jié)語

信號專業(yè)作為全自動運行的主導(dǎo)專業(yè)，涉及行車指揮、行車操作等內(nèi)容，相較于傳統(tǒng)軌道交通系統(tǒng)，全自動運行系統(tǒng)不但對可靠性的指標要求更高，而且增加了大量的接口與功能。從信號系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)上講，全自動運行功能已可實現(xiàn)，但從國內(nèi)軌道交通運營管理經(jīng)驗以及實際應(yīng)用上，還需要進一步的發(fā)展與完善。