探究城市轨道交通全自动驾驶的发展与思考

唐海峰

摘要：本文论述了城市轨道交通全自动驾驶的发展历程，探索城市轨道交通全自动驾驶的发展趋势和技术特征，促进我国城市轨道交通全自动驾驶可持续发展，提出发展我国全自动化驾驶的策略，优化城市交通体系。

关键词：城市轨道交通;全自动驾驶;发展策略

城市轨道交通全自动驾驶指的是列车驾驶员视线自动化工作，利用列车运行系统完成相关工作。城市轨道交通全自动驾驶系统具备丰富的功能，可以实现多重运行模式。城市轨道交通全自动驾驶系统利用现代通信技术和自动控制技术等，维护轨道交通的安全性和可靠性，使整体运行效率不断提升，保障城市轨道交通良好的运行状态，这也是我国轨道交通技术未来发展方向。

一、概述城市轨道交通全自动驾驶发展趋势和技术特征

（一）发展趋势

全自动驾驶地铁发展速度不断提高，很多新建线路另一个全自动驾驶设计方案，例如迪拜全网中有5条线开始设计为自动驾驶，全世界最长的全自动驾驶线路是迪拜地铁红线，全长为52km，行车最佳间隔为90s，最高时速可以达到90km以上。【1】

地铁交通不断发展，很多城市不断改造既有轨道交通路线为全自动驾驶，例如巴黎地铁1号线营运单位和西本子公司签订合同，建设地铁自动化项目，引进各种新技术设备，实现地铁完全自动化，城市世界全自动地铁的代表，对于世界肠坏死轨道交通现代化建设起到引领作用。近些年亚洲国家发展速度不断提高，竣工的全自动驾驶地铁线路里程位于世界前列。结合相关统计数据，全自动驾驶城市轨道交通运营里程将会呈倍数增长，在2025年总里程将会达到1800km以上。

（二）技术特征

1.线路结构类型：全世界全自动驾驶轨道交通线路结构类型比较丰富，主要类型是高架线和地下混合线路，很少有纯地下线路。针对无人值守的自动驾驶路线，要重视隧道人员疏散问题，实际结构关系到运营效果。

2.轮轨制式：早期的全自动驾驶列车主要是利用橡胶轮。在全世界轨道交通线路发展过程中，钢轮钢轨制式占据69%磁悬浮占据2%以上。当前我国全自动驾驶线路主要是利用钢轮钢轨制式，磁悬浮和橡胶轮胎的应用数量比较少。最早在铁路中利用钢轮钢轨制式，这种方式具有很强适应性和可靠性，因此被广泛应用。橡胶轮制式具有很强的爬坡能力，产生的噪音比较小。对于各类线路地具有很强的适应性，但是整体结构非常复杂，整体承载力比较小，橡胶粉尘会污染环境。

3.站台安全门：在轨行区，站台安全门发挥着防护作用，其中红外线和激光检测装置发挥着重要的作用。站台安全门可以实现全自动驾驶线路封闭运行，针对行车延迟的所有原因，乘客进入站台轨道区的人为因素占据较大的比重。

4.车輛：在发展初期，每列车载客在300人以内，城市轨道交通全自动驾驶实现显著的改变，当前载客列车的容量为300～700人，这是中低容量列车，利用中低容量列车，可以有效降低土建规模，有效降低整体工程造价。

5.列车运行间隔：城市轨道交通全自动驾驶系统可以有效缩短发车间隔，使发车频率不断提高，缩短乘客等车的时间，进一步提升城市轨道交通的服务质量。

二、我国城市轨道交通全自动驾驶的发展

（一）国发展城市轨道交通全自动驾驶的必要性

我国城市轨道交通发展速度不断提高，当前全国各大城市不断建设轨道交通，逐渐加密交通线网，逐渐增大了客流负荷，对于轨道骄傲通建设运行提出了较高的要求，这也突出了城市轨道交通全自动驾驶技术发展的必要性。【2】

利用当前的技术条件，很难实现地铁最小运营间隔在2min以内，为了解决城市地铁的客流量，尤其是解决早晚高峰期的客流量，我国需要不断研究全自动驾驶技术，使地铁交通的运营能力不断提高，充分激发地铁的运输能力。为了提高骄傲通系统自动化水平，降低人为操作的负面影响，因为发生了人为操作之后，可能会引发地铁事故，利用城市轨道交通全自动驾驶技术，提出针对性的发展策略，可以避免因为人为因素引发地铁事故。实现城市轨道交通全自动驾驶可以减低运行人员的工作强度，使乘客服务质量不断提升。轨道交通司机劳动强度比较高，利益熊全自动驾驶可以降低司机劳动强度，增加列车巡视人员的数量，一方面可以为乘客提供优质服务，同时可以全面监视列成运行情况。

（二）发展策略

1.技术路线：我国特大城市可以加强研究 钢轮钢轨制式自动驾驶系统，二三线城市可以发展低运量系统。积极引进国际前沿技术，完善各种技术体系，优化自动驾驶技术标准，建立系统方案。

2.装备制造：根据现有的CBTC系统完善信号系统，利用冗余车载ATO和车辆接口冗余配置，提升轨道交通运行的安全性和可靠性。根据时刻表可以自动发车和停车，增加车辆自动唤醒和休眠以及脱轨检测等功能，利用车载设备实现自诊断，向控制中心实时上传故障告警信息和车辆状态参数等。利用通信系统传送数据，控制中心负责监控列车前方和车内的视频，此外常客和控制中心可以实现紧急通话。

3.应急处置：利用设备系统处理灾害和突发事件，实现远程故障恢复，同时可以远程开启逃生门，探测站台门和车门事故，

4.安全评估：在系统设计和验收等阶段利用安全认证技术，提升装备的安全性，避免出现遗漏的风险点。完善第三方专业安全认证机构，保障安全评估效果。【3】

5.运营组织：设置城市轨道交通全自动驾驶，在顶层优化运营模式，制定完善的应急预案。我国缺乏城市轨道交通全自动驾驶发展经验，因为我国需要发展人才团队，保障团队成员具备较高的复合业务能力，在运营实践当中，逐渐过度人工驾驶到自动驾驶，不断优化城市轨道交通全自动驾驶系统，完善全自动驾驶的线路。

结束语：

我国不断发展城市轨道交通全自动驾驶技术，当前上海市已经实现全自动驾驶，并且取得显著的成果。我国在微辣轨道交通建设过程中，需要不断完善城市轨道交通全自动驾驶系统，积极学习国际先进的发展经验，促进我国轨道交通可持续发展。

参考文献：

[1]冯浩楠，黄苏苏，付伟，李智.城市轨道交通全自动运行系统多功能仿真平台设计与实现[J].实验技术与管理，2020，37（01）：238-241+249.

[2]范晓栋.城市轨道交通全自动驾驶车辆在线监测平台的设计与应用[J].智能城市，2019，5（11）：3-5.

[3]陈宁宁，张琦，王开锋，高莺，贾鹏.城市轨道交通既有车辆段短库线全自动驾驶改造方案研究[J].城市轨道交通研究，2019，22（03）：46-50.