秦鳳杰

（卡斯柯信號有限公司，上海 200071）

城市軌道交通的全自動無人駕駛系統(tǒng)，服務(wù)于智慧地鐵，旨在使乘客出行更高效、更便捷和更智能。與傳統(tǒng)的基于通信的列車自動控制系統(tǒng)（CBTC 系統(tǒng)）相比，全自動無人駕駛系統(tǒng)增加了很多新的功能。其中，自動疏散功能就是全自動無人駕駛系統(tǒng)的一個新功能，本文從自動疏散功能設(shè)置的意義出發(fā)，詳細介紹自動疏散的系統(tǒng)設(shè)計、場景分析，重點探討室內(nèi)測試方案。

1 自動疏散設(shè)置的意義

城市軌道交通作為城市公共交通的重要組成部分，因為其環(huán)境的特殊性，大部分城市軌道交通都位于地下封閉的區(qū)間中，對外通信聯(lián)絡(luò)比較困難。一旦發(fā)生意外事故，如列車迫停區(qū)間無法動車，此時需要引導(dǎo)乘客進行有序疏散[1]。因此除了站臺設(shè)計、裝備設(shè)置及應(yīng)急處理戰(zhàn)術(shù)等方面要考慮疏散外，城市軌道交通信號系統(tǒng)有必要考慮自動疏散功能。目前國內(nèi)的很多全自動無人駕駛項目都設(shè)置了自動疏散功能[2]，本文從自動疏散的系統(tǒng)設(shè)計、場景分析、測試平臺的配置和室內(nèi)測試用例設(shè)計幾個方面進行研究。

2 系統(tǒng)設(shè)計中自動疏散防護區(qū)域和自動疏散請求區(qū)域的劃分

自動疏散功能需要設(shè)置自動疏散防護區(qū)和自動疏散請求區(qū)。列車在一定區(qū)域內(nèi)報告要求疏散，該區(qū)域定義為自動疏散請求區(qū)域。當(dāng)疏散功能激活后，一定區(qū)域內(nèi)的列車不能移動，區(qū)域外面的車輛也不能進入到該區(qū)域中，這些區(qū)域定義為自動疏散防護區(qū)域。自動疏散防護區(qū)可以通過不同的疏散觸發(fā)器將其設(shè)置為限制狀態(tài)，從而使防護區(qū)域內(nèi)的列車不能移動，區(qū)域外的列車不能駛?cè)敕雷o區(qū)內(nèi)。當(dāng)列車在疏散請求區(qū)請求疏散時，與之關(guān)聯(lián)的自動疏散防護區(qū)域就會被激活，并將該區(qū)域設(shè)置為限制狀態(tài)。

自動疏散請求區(qū)域應(yīng)該能覆蓋乘客容易出現(xiàn)在列車和軌道上的所有區(qū)域，疏散請求區(qū)域作為1 個觸發(fā)器要關(guān)聯(lián)疏散防護區(qū)域。圖1 為自動疏散防護區(qū)域的劃分。圖2 為自動疏散請求區(qū)域的劃分。

圖1 自動疏散防護區(qū)域的劃分

圖2 自動疏散請求區(qū)域

每個自動疏散防護區(qū)域都會關(guān)聯(lián)一系列的自動疏散請求區(qū)域。一旦與之關(guān)聯(lián)的任何一個請求區(qū)域觸發(fā)后，防護區(qū)域就會自動設(shè)置為限制狀態(tài)。表1 列出的是不同疏散防護區(qū)域?qū)?yīng)的自動疏散請求區(qū)域。

表1 自動疏散防護區(qū)域和自動疏散請求區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系

請求區(qū)域觸發(fā)后，要保證請求區(qū)域加上至少一個車長的長度范圍內(nèi)的防護區(qū)域都設(shè)置為限制狀態(tài)。例如，如果列車在請求區(qū)域Req_3 中，ZC 就會將防護區(qū)域Sec_1、Sec_2、Sec_ 3、Sec_4 和Sec_5 設(shè)置為限制狀態(tài)；如果列車在請求區(qū)域Req_4 中，ZC 將防護區(qū)域Sec_3、Sec_4 和Sec_6 設(shè)置為限制狀態(tài)。

3 自動疏散場景分析

3.1 通信車的自動疏散

當(dāng)乘客通過緊急手柄去激活疏散區(qū)域時，如果列車在站間且在疏散距離之外運行，此時車載控制器（CC）不發(fā)送疏散請求，但是CC 會給列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）發(fā)送緊急手柄落下的報警，列車在區(qū)間正常運行。如果列車到達站臺精確停車，則CC 不會將疏散請求發(fā)給區(qū)域控制中心（ZC），疏散區(qū)域也不激活。當(dāng)未精確停車則CC 會將疏散請求發(fā)給ZC，疏散區(qū)域會激活。如果列車在站間且在疏散距離之內(nèi)停車，CC發(fā)送疏散請求給ZC，ATS 上顯示疏散區(qū)域激活，車輛會允許車門打開；如果列車停穩(wěn)并對標(biāo)停準(zhǔn)在站臺，CC 不會發(fā)送疏散請求給ZC，從而不激活疏散區(qū)。疏散區(qū)域激活后，未進入到疏散防護區(qū)域中的列車的移動終端無法進入疏散防護區(qū)，列車停在疏散防護區(qū)域外，已經(jīng)在疏散防護區(qū)域中的列車不能動車。圖3 為通信車的自動疏散請求。

圖3 通信車的自動疏散請求

疏散完成后，中心調(diào)度員需要確認(rèn)疏散區(qū)沒有乘客遺留后，才能進行疏散的解除，疏散區(qū)恢復(fù)到未激活狀態(tài)。對于疏散的解除，目前項目通用的方式有2 種，第一種為疏散手柄記憶，通過ATS 發(fā)給CC 的二次確認(rèn)命令進行復(fù)位；另一種需要在車上人工移除記憶，通過ATS 給ZC 發(fā)送疏散區(qū)復(fù)位命令，將疏散區(qū)復(fù)位，通信車恢復(fù)到正常狀態(tài)。

3.2 非通信車的人工疏散

非通信車的疏散需要由ATS 中心調(diào)度員設(shè)置疏散命令，ZC 收到ATS 發(fā)來的疏散命令后，將疏散區(qū)域激活，ATS 界面上顯示疏散區(qū)域激活。圖4 為非通信車的自動疏散請求。

圖4 非通信車的自動疏散請求

ATS 調(diào)度員確認(rèn)疏散已完成后，設(shè)置疏散解除命令，ZC 收到解除命令后，將疏散區(qū)解除激活狀態(tài)，ATS上顯示疏散區(qū)未激活。

4 FIVP 測試平臺的配置

在室內(nèi)提前進行全自動無人駕駛系統(tǒng)測試，對關(guān)鍵運營場景進行充分的分析測試，將很大程度上減少現(xiàn)場調(diào)試的工作量，提升系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)發(fā)布正確率，對縮短項目工期，把控產(chǎn)品質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，從而保證交付運營的系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性及可靠性。

城市軌道交通的信號系統(tǒng)室內(nèi)測試采用FIVP（factory integration and validation platform）平臺進行測試[3]。該平臺使用的信號子系統(tǒng)，包括的CC、ATS、計算機聯(lián)鎖（CI）、ZC、線路控制器（LC）、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（DCS）和維護支持系統(tǒng)（MSS）都是真實設(shè)備。軌旁設(shè)備、駕駛臺和車輛模式采用仿真軟件，主要模擬信號機、道岔、隔斷門、SPKS 和軌道等車站信號設(shè)備。同時，對車輛、信標(biāo)、天線、信標(biāo)、編碼里程計與車載控制器、軌旁列車控制子系統(tǒng)和計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)之間的信盧交互進行模擬[4]。

5 自動疏散的室內(nèi)測試用例設(shè)計

FIVP 平臺對自動疏散功能的測試主要從列車分別在站臺處于靜止及運行狀態(tài)，列車在站間處于靜止和運行狀態(tài)4 個場景拉下緊急手柄進行測試用例的探討與分析[5]。表2 為不同場景下的測試用例設(shè)計。

表2 自動疏散測試的用例設(shè)計

6 結(jié)束語

本文對信號系統(tǒng)的自動疏散系統(tǒng)設(shè)計、疏散場景、室內(nèi)測試平臺的配置及其室內(nèi)測試用例的設(shè)計進行了分析，自動疏散功能的設(shè)置避免了在突發(fā)事故到后來緊急疏散的過程中乘客與移動的車輛發(fā)生碰撞，使乘客安全撤離出軌道區(qū)域。本文對后續(xù)全自動無人駕駛項目自動疏散功能的設(shè)計和測試提供了重要的參考價值。