弓 劍

機(jī)電工程

全自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程優(yōu)化方案研究

弓 劍

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100045）

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(FAO)根據(jù)自動(dòng)化等級(jí)分為GoA3有人職守的全自動(dòng)運(yùn)行和GoA4無人職守的全自動(dòng)運(yùn)行。針對(duì)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)“中心強(qiáng)化管控、故障快速恢復(fù)”的功能需求特點(diǎn)，闡述全自動(dòng)運(yùn)行的核心專業(yè)——信號(hào)系統(tǒng)，從GoA2級(jí)向GoA4級(jí)過渡中在系統(tǒng)架構(gòu)和功能上優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的重要性。以中心直接管控列車為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)從中央集中管控、設(shè)備安全可靠、故障快速恢復(fù)等方面，提出了采用雙活中心、全電子聯(lián)鎖、集雷達(dá)與視頻分析技術(shù)于一體的智能探測設(shè)備的優(yōu)化建議，為提高全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性提供參考。

軌道交通；全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)；信號(hào)系統(tǒng)；雙活中心；全電子聯(lián)鎖；非接觸式；障礙物檢測系統(tǒng)

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(fully automatic operation system，F(xiàn)AO )，是利用計(jì)算機(jī)、通信、控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自動(dòng)化的城市軌道交通系統(tǒng)。它是軌道交通自動(dòng)化等級(jí)的最高標(biāo)準(zhǔn)，采用了軌道交通領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，而信號(hào)系統(tǒng)在全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的作用，全自動(dòng)運(yùn)行帶來的所有變化都要從信號(hào)列控技術(shù)展開研究。國際公共運(yùn)輸聯(lián)盟將列車運(yùn)行自動(dòng)化等級(jí)分成5級(jí)，如表1所示。FAO根據(jù)自動(dòng)化等級(jí)(GoA)可分為GoA3有人職守的全自動(dòng)運(yùn)行和GoA4無人職守的全自動(dòng)運(yùn)行[1]。

表1 自動(dòng)化等級(jí)與運(yùn)行方式對(duì)照

在目前軌道交通領(lǐng)域，信號(hào)系統(tǒng)基本都采用基于無線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(communication based train control system，CBTC)。CBTC系統(tǒng)仍然是全自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)系統(tǒng)的不二之選，但全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)并不僅僅由閉塞制式所確定，很多系統(tǒng)功能都發(fā)生了變化，運(yùn)行等級(jí)也從GoA2升級(jí)為GoA4。

過去10年，各大城市普遍采用的自動(dòng)化等級(jí)為GoA2級(jí)，而基于GoA4級(jí)全自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)還處于起步階段，系統(tǒng)架構(gòu)和功能還有待進(jìn)一步細(xì)化。

1 全自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

由于全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的自動(dòng)化程度提高，系統(tǒng)依靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)精準(zhǔn)的運(yùn)行控制，客觀上排除了在運(yùn)營過程中人為因素而產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備的主要單元均按主用和熱備冗余配置，故障率極低[2]。

全自動(dòng)運(yùn)行是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及多個(gè)專業(yè)，其中信號(hào)系統(tǒng)在全自動(dòng)運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用。全自動(dòng)運(yùn)行指列車無人值守，需利用設(shè)備取代司機(jī)控制列車自動(dòng)運(yùn)行，并解決突發(fā)事件。這種特點(diǎn)和配置的變化，帶來了功能的變化，主要有以下3方面：

1) 正線運(yùn)行過程中的自動(dòng)發(fā)車、自動(dòng)跳躍對(duì)位、列車內(nèi)部空調(diào)照明調(diào)整；

2) 自動(dòng)化場段中的自動(dòng)喚醒/休眠、自動(dòng)洗車、斷電位置記憶；

3) 側(cè)重故障應(yīng)急處置，包括蠕動(dòng)模式、門對(duì)位隔離、障礙物及脫軌檢測、遠(yuǎn)程緊急制動(dòng)等功能。

2 全自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

全自動(dòng)項(xiàng)目在起步階段都是在既有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加各類設(shè)備來實(shí)現(xiàn)各種功能。信號(hào)系統(tǒng)作為全自動(dòng)運(yùn)行的核心技術(shù)，應(yīng)具有更高的可靠性和可用性，各子系統(tǒng)均應(yīng)采用必要的冗余技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)主、備系統(tǒng)的“無縫”切換[3]。

隨著近年全自動(dòng)運(yùn)行工程數(shù)量的增長，研究人員也逐漸意識(shí)到實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不是純粹地做加法，而應(yīng)根據(jù)全自動(dòng)線路車站無人、中心直接管理在線列車的特點(diǎn)，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能做適應(yīng)性調(diào)整，使整個(gè)系統(tǒng)向中央集中化、結(jié)構(gòu)扁平化、設(shè)備可靠化、響應(yīng)快速化的方向優(yōu)化。

2.1 中央集約化

2.1.1 中心集中控制，取消站控設(shè)備

傳統(tǒng)線路的ATC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多為分散自律式，將線路分成若干個(gè)控制區(qū)域，每個(gè)控制區(qū)域設(shè)1套區(qū)域控制器及聯(lián)鎖主機(jī)，控制中心只設(shè)置ATS子系統(tǒng)的中心設(shè)備，區(qū)域控制器間及區(qū)域控制器與控制中心通過網(wǎng)絡(luò)連接，完成全線的ATC功能，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)架構(gòu)

Figure 1 Traditional ATC system architecture

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)帶來運(yùn)營模式最大的改變就是中心功能的增強(qiáng)，車輛、信號(hào)、監(jiān)測、乘客服務(wù)等列車運(yùn)行全過程均在中心監(jiān)控下，尤其是故障后的應(yīng)急處置更要中心與車輛的直接“對(duì)話”，因此中心需要了解并迅速處理設(shè)備故障，新的運(yùn)維關(guān)系使得車站職責(zé)發(fā)生變化，車站向無人值守方向發(fā)展，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也向中心集中控制發(fā)展，具體到信號(hào)系就是將區(qū)域控制器、聯(lián)鎖集中設(shè)于中心，來完成全部的列車自動(dòng)控制功能，通過中心與車站遠(yuǎn)程執(zhí)行單元相連，直接監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備，如圖2所示。

2.1.2 搭建主副“雙活”中心

控制中心需負(fù)責(zé)線路運(yùn)營指揮的監(jiān)視和控制，不僅負(fù)責(zé)正常運(yùn)營時(shí)統(tǒng)一調(diào)度指揮，更重要的是作為各類故障、災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處置中心。

Figure 2 Architecture of a new automatic ATC system

由于全自動(dòng)功能強(qiáng)烈依賴控制中心，如果控制中心遭到損壞，需要借鑒災(zāi)備的經(jīng)驗(yàn)，增設(shè)備用控制中心，明確主備控制中心的切換原則并限定切換時(shí)間，確保不會(huì)因此而導(dǎo)致全線進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)[4]。因此宜搭建副控制中心，作為災(zāi)備中心，2個(gè)中心須組建應(yīng)用級(jí)雙活架構(gòu)，除了2套設(shè)備同時(shí)工作外，最重要的是構(gòu)建它們之間遠(yuǎn)距離心跳檢測機(jī)制。所謂“心跳檢測”就是定時(shí)發(fā)送一個(gè)心跳幀，讓對(duì)方知道自己仍“在線”。傳統(tǒng)系統(tǒng)的主備雙中心，由于系統(tǒng)平時(shí)由主中心監(jiān)控，備中心只做數(shù)據(jù)上的接收，不參與控制，在長連接下，有可能很長一段時(shí)間都沒有數(shù)據(jù)往來，有的節(jié)點(diǎn)(如防火墻)會(huì)自動(dòng)把一定時(shí)間之內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交互的連接切斷，心跳幀就是為了維持長連接?；睢?/p>

主副雙活中心心跳檢測原理如圖3所示，在異地設(shè)置的2個(gè)中心服務(wù)器之間增加1根光纜作為心跳線，服務(wù)器軟件通過心跳線來實(shí)時(shí)監(jiān)測對(duì)方的運(yùn)行狀態(tài)。每隔一段時(shí)間向?qū)Ψ椒?wù)器發(fā)送1個(gè)固定數(shù)據(jù)包，服務(wù)器收到后回復(fù)1個(gè)固定數(shù)據(jù)包，如果規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有收到該數(shù)據(jù)包，視為連接已斷開。

2.2 結(jié)構(gòu)扁平化

2.2.1 簡化降級(jí)方案，取消點(diǎn)式配置

中國軌道交通信號(hào)系統(tǒng)降級(jí)方案的提出是在早期CBTC系統(tǒng)剛引入、沒有開通經(jīng)驗(yàn)的情況下，為保證基本開通的臨時(shí)過渡和防止因CBTC不穩(wěn)定造成較大影響的情況下產(chǎn)生的。點(diǎn)式降級(jí)是在CBTC系統(tǒng)軌旁ATP/ATO計(jì)算機(jī)故障或車地?zé)o線通信故障時(shí)的降級(jí)模式，在進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)外方設(shè)置有源應(yīng)答器，列車通過有源應(yīng)答器時(shí)，獲取對(duì)應(yīng)信號(hào)機(jī)防護(hù)進(jìn)路的移動(dòng)授權(quán)信息，指導(dǎo)司機(jī)設(shè)備控制列車運(yùn)行。

圖3 全自動(dòng)主副雙活中心心跳檢測原理

Figure 3 Schematic of automatic dual active center heartbeat detection

由于點(diǎn)式方案在車地通信信息傳輸上不能形成閉環(huán)，對(duì)應(yīng)CBTC同等運(yùn)行模式下，增加了很多限制條件，為完善功能導(dǎo)致系統(tǒng)接口和設(shè)備增加，比如增加站臺(tái)區(qū)的紅燈誤觸發(fā)、站臺(tái)門聯(lián)動(dòng)等功能，增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。隨著中國CBTC項(xiàng)目開通運(yùn)行日趨穩(wěn)定成熟，近年無線專用頻點(diǎn)更加提高了車地傳輸信息抗干擾能力，同時(shí)考慮全自動(dòng)在系統(tǒng)配置上更加關(guān)注穩(wěn)定性和故障下的快速恢復(fù)，配置雙活中心、邊緣檢測設(shè)備、冗余網(wǎng)絡(luò)及接口等措施使得系統(tǒng)可靠、可用性進(jìn)一步提高，并且點(diǎn)式方案無法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行功能，如全自動(dòng)系統(tǒng)故障需要考慮的是如何盡快處理故障恢復(fù)運(yùn)營，因此可取消點(diǎn)式方案，如圖4所示，給全自動(dòng)一個(gè)更加純粹的無人環(huán)境運(yùn)行。

取消點(diǎn)式后，還可以優(yōu)化軌旁設(shè)備，減少區(qū)間計(jì)軸磁頭和有源信標(biāo)，使得全自動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加清晰，同時(shí)也降低了初期投資和后期運(yùn)營維護(hù)成本。

圖4 取消點(diǎn)式控制模式系統(tǒng)變化

Figure 4 System change by cancelling point control

2.2.2 采用全電子聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)故障快速恢復(fù)

目前國內(nèi)大部分在用的聯(lián)鎖系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，雖然其邏輯部分采用硬件冗余的計(jì)算機(jī)比較表決方式進(jìn)行邏輯運(yùn)算，但是執(zhí)行部分采用的繼電器組合方式由于存在大量的繼電器節(jié)點(diǎn)，使得在故障下維護(hù)檢修時(shí)間較長。

隨著技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖已經(jīng)向全電子聯(lián)鎖過渡，這種用電子器件取代由繼電器驅(qū)動(dòng)的信號(hào)和轉(zhuǎn)轍機(jī)等設(shè)備的聯(lián)鎖系統(tǒng)，使設(shè)備更加小型化和智能化。目前在歐洲軌道交通項(xiàng)目中已經(jīng)普遍被采用。

全電子聯(lián)鎖采用冗余結(jié)構(gòu)的電子執(zhí)行單元代替了傳統(tǒng)的I/O機(jī)柜、接口柜、組合柜，并通過自檢、熱插拔以及監(jiān)測報(bào)警功能提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，對(duì)比如圖5所示。

圖5 全電子聯(lián)鎖與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的結(jié)構(gòu)對(duì)比圖

Figure 5 Structure comparison of fully electronic interlock and traditional computer interlock

全電子聯(lián)鎖和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在功能、使用與維護(hù)、技術(shù)性、施工等方面的對(duì)比如表2所示。

2.3 設(shè)備可靠化

目前在國內(nèi)全自動(dòng)運(yùn)行項(xiàng)目中，障礙物探測主要方式為被動(dòng)檢測，在車輛第一輪對(duì)前裝設(shè)觸碰傳感器，信號(hào)系統(tǒng)增加與車輛障礙物探測設(shè)備的接口，接收來自障礙物探測設(shè)備的信息，當(dāng)探測到障礙物時(shí)，向車輛制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出緊急制動(dòng)指令[3]。被動(dòng)檢測為事后防護(hù)，造成的危害也與列車當(dāng)時(shí)的速度和障礙物體積、硬度有著直接關(guān)系，因此在全自動(dòng)運(yùn)行中應(yīng)該開發(fā)主動(dòng)檢測設(shè)備——基于AI技術(shù)的非接觸式遠(yuǎn)距離主動(dòng)障礙物檢測系統(tǒng)。

表2 全電子聯(lián)鎖和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖對(duì)照

早期主動(dòng)檢測采用雷達(dá)和紅外技術(shù)對(duì)軌道前方進(jìn)行探問，當(dāng)信號(hào)系統(tǒng)故障導(dǎo)致列車自動(dòng)駕駛(automatic train operation，ATO)與自動(dòng)防護(hù)(auto-matic train protection，ATP)失效時(shí)，為保障正常運(yùn)營，列車將轉(zhuǎn)為司機(jī)人工駕駛，由于地鐵隧道里彎道、坡道以及照明不良等環(huán)境限制，司機(jī)瞭望視野會(huì)受到影響，此時(shí)需要輔助系統(tǒng)幫助司機(jī)進(jìn)行前方列車距離判斷和提示，從而避免人為失誤造成追尾、側(cè)沖等運(yùn)營事故，但始終無法解決誤報(bào)問題[6]。

隨著視頻分析、圖像動(dòng)態(tài)處理等人工智能(artificial intelligence，AI)技術(shù)的發(fā)展，已有效結(jié)合激光探測、視頻場景分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別預(yù)警。

基于AI技術(shù)的非接觸式遠(yuǎn)距離主動(dòng)障礙物檢測系統(tǒng)，基本結(jié)構(gòu)由車前視頻攝像頭、雷達(dá)、天線、車載主機(jī)等組成。系統(tǒng)采用視覺設(shè)備感知環(huán)境獲取數(shù)據(jù)，通過智能算法實(shí)現(xiàn)對(duì)前方軌道和限界內(nèi)障礙物的智能檢測，包括與障礙物距離、類別、侵入范圍等，并向信號(hào)車載設(shè)備提供相關(guān)預(yù)警、告警，輔助防護(hù)車輛運(yùn)行安全，如圖6所示。

基于AI技術(shù)的非接觸式遠(yuǎn)距離安全防護(hù)系統(tǒng)主要具備以下功能：

1) 基于深度學(xué)習(xí)的識(shí)別技術(shù)。模仿人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過深度學(xué)習(xí)，利用圖像、點(diǎn)云數(shù)據(jù)不斷通過機(jī)器訓(xùn)練優(yōu)化識(shí)別效果，做到機(jī)器自主選取特征進(jìn)行學(xué)習(xí)與識(shí)別。

圖6 非接觸式遠(yuǎn)距離主動(dòng)障礙物檢測系統(tǒng)原理

Figure 6 Schematic of non-contact remote active obstacle detection system

2) 高性能車載計(jì)算技術(shù)。搭建定制化平臺(tái)，配備高性能處理器，合理進(jìn)行GPU(圖形處理器)、CPU功能分配，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的高效性以及高度實(shí)時(shí)性。

3) 多傳感器融合技術(shù)。根據(jù)不同類型傳感器特性定制開發(fā)的多傳感器融合識(shí)別算法，對(duì)全線樣本采集、訓(xùn)練及建模，對(duì)障礙物進(jìn)行有效識(shí)別，并輸出距離、限速等信息，提升行車安全性。有效彌補(bǔ)單一傳感器在特定環(huán)境中采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的缺陷。

2.4 響應(yīng)快速化

全自動(dòng)運(yùn)行中控制中心功能增強(qiáng)，列車為適應(yīng)無人值守的運(yùn)營規(guī)則，系統(tǒng)需增加遠(yuǎn)程功能，包括遠(yuǎn)程開關(guān)門、遠(yuǎn)程制動(dòng)及緩解、遠(yuǎn)程升降弓、遠(yuǎn)程休眠與喚醒、遠(yuǎn)程換端、遠(yuǎn)程清客等，除了這些常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下所需的遠(yuǎn)程功能外，為了解決全自動(dòng)運(yùn)行降低對(duì)運(yùn)營的影響，遠(yuǎn)程限制人工駕駛模式(remote restricted manual driving mode，RRM)就顯得尤為重要了。

在傳統(tǒng)軌道交通中，限制人工駕駛模式用于列車在無ATP地面速度信息的地點(diǎn)(如車輛段)及正線ATP地面設(shè)備故障或無線故障時(shí)的超速防護(hù)，由司機(jī)人工駕駛列車，一旦運(yùn)行速度超過規(guī)定設(shè)備規(guī)定速度，車載ATP將實(shí)施停車。

RRM模式可實(shí)現(xiàn)區(qū)間列車的自動(dòng)恢復(fù)而無需安排工作人員登車處理，與傳統(tǒng)限制人工駕駛模式最大的區(qū)別就是列車丟失定位或車載故障重啟后，由中心調(diào)度代替司機(jī)控制列車按限速在系統(tǒng)預(yù)定義運(yùn)行移動(dòng)距離內(nèi)行駛，列車到達(dá)指定區(qū)域后可恢復(fù)升級(jí)至自動(dòng)模式，或列車由機(jī)動(dòng)工作人員接管。除此之外，還可適用于對(duì)不能移動(dòng)的故障列車進(jìn)行遠(yuǎn)程連掛救援的工況。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，信息傳輸越來越穩(wěn)定，為RRM駕駛的命令及視頻監(jiān)測手段提供了可靠保障。

3 結(jié)語

全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)在國內(nèi)尚處于初級(jí)階段，可借鑒的工程經(jīng)驗(yàn)較少，本文針對(duì)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的特點(diǎn)和國內(nèi)工程方案，分析了適合全自動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化方向，并將個(gè)別功能優(yōu)化應(yīng)用于新建工程中(如哈薩克斯坦阿斯塔納首條輕軌、我國紹興地鐵2號(hào)線等)。

全自動(dòng)運(yùn)行為軌道交通帶來了自動(dòng)化技術(shù)和運(yùn)營服務(wù)水平的提高，但在用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的同時(shí)，也不能一味地堆積疊加，而應(yīng)該以全自動(dòng)行車為主線，優(yōu)化控制程序，使系統(tǒng)架構(gòu)更加清晰，制定更加適合全自動(dòng)運(yùn)行的方案。在中國未來的城軌交通中，全自動(dòng)無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用將成為發(fā)展方向。

[1] 李春宇. GOA2與GOA4信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)要求對(duì)比分析[J]. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù), 2019, 16(7): 61-64. LI Chunyu. Contrastive analysis of technological require-ments of GOA2 and GOA4 signal systems[J]. Railway sig-nalling & communication engineering, 2019, 16(7): 61-64.

[2] 朱滬生. 全自動(dòng)列車運(yùn)行系統(tǒng)在上海城市軌道交通工程中的應(yīng)用[J]. 城市軌道交通研究, 2006, 9(4): 1-3. ZHU Husheng. Application of fully-automated operation system in Shanghai urban rail transit[J]. Urban mass transit, 2006, 9(4): 1-3.

[3] 梁九彪. 地鐵無人駕駛工程的匹配設(shè)計(jì)[J]. 城市軌道交通研究, 2014, 17(2): 4-7. LIANG Jiubiao. On unmanned metro engineering require-ments for matching design[J]. Urban mass transit, 2014, 17(2): 4-7.

[4] 顧偉華, 汪小勇, 艾文偉, 等. 軌道交通無人駕駛信號(hào)系統(tǒng)關(guān)鍵功能分析[J]. 地下工程與隧道, 2015(2): 1-3. GU Weihua, WANG Xiaoyong, AI Wenwei, et al. Analysis of key functions of signal system for rail transit driverless operation[J]. Underground engineering and tun-nels, 2015(2):1-3.

[5] 金華. 城市軌道交通全自動(dòng)無人駕駛信號(hào)系統(tǒng)功能分析[J]. 鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用, 2014 , 23(1): 61-64. JIN Hua. Analysis for function of full automatic unmanned signal system of urban transit[J]. Railway computer app-li-cation, 2014, 23(1): 61-64.

[6] 宋丹, 劉登. 基于二次雷達(dá)技術(shù)的地鐵防撞預(yù)警系統(tǒng)研究[J]. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù), 2019, 16(4): 53-57.SONG Dan, LIU Deng. Collision warning system for urban rail transit based on secondary surveillance radar[J]. Railway signalling & communication engineering, 2019, 16(4): 53-57.

Engineering Optimization Scheme for Design of Fully Automatic Operation Signal System

GONG Jian

(Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Limited, Beijing 100045)

According to the grade of automation, the fully automatic operation (FAO) system of an urban rail transit can be divided into driverless train operation (GoA3) and unattended train operation (GoA4). FAO is a typical functional requirement about “center intensive control, and fast recovery of faults.”The signal system is the core of FAO. In view of the above- mentioned facts, this paper expounds on the importance of the system architecture and function of the optimized design scheme when thesignal system transitions from level GoA2 to level GoA4. Beginning from the event of a center controlling train directly, this paper focuses on a center centralized control, equipment safety and reliability, and a fast recovery of faults. Optimization suggestions that provide a reference direction for improving the reliability and stability of FAO systems are raised with intelligent detection equipment that adopts a dual active center, fully electronic interlock, integrated radar, and video analysis technology.

rail transit; full automatic operation system; signal system; dual active center; fully electronic interlock; non-contact; obstacle detection system

U231

A

1672-6073(2021)02-0137-05

10.3969/j.issn.1672-6073.2021.02.022

2019-11-29

2019-12-24

弓劍，男，碩士，高級(jí)工程師，從事軌道交通信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，gongjianbs@sina.com

弓劍. 全自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程優(yōu)化方案研究[J]. 都市快軌交通，2021，34(2)：137-141.

GONG Jian. Engineering optimization scheme for design of fully automatic operation signal system[J]. Urban rapid rail transit, 2021, 34(2): 137-141.

（編輯：王艷菊）