广州地铁APM线无人驾驶运营模式分析

谭嘉安

（广州地铁集团有限公司运营事业总部OCC控制中心，广东 广州 510000）

2010年11 月，我国正式投入并运营的无人驾驶模式在广州市珠江新城展开。这无疑是目前我国有史以来的第一条采用无人驾驶的全方位自动化快速城市轨道网络交通运输管理系统。全程3.94km，首通段共有九个地下车站，有一个地下列车控制服务中心和一个地下停车场，全部都是直接采用了地下列车线路。此后APM列车在经营运行管理过程中一直采用全自动化和无人驾驶运行模式。而列车信号系统更是作为运行线路的主要运营管理控制器和指挥系统中枢，在目前的无人驾驶线路运营控制模式中发挥着主导作用，主要功能作用之一是对运行列车位置进行实时定位和控制列车运行，充分实现运行列车无人驾驶， APM线车站亦可达到无人值守的要求，但为满足消防值班的法律要求，车站保留最基础的值守人员。

1.对城轨无人驾驶的自动运营管理模式的案例分析

目前，我国的交通现状尤其是城市轨道交通自动信号系统一般都是依赖于司机的自动运行模式，在符合我国目前现状的城轨列车的自动运行运营过程之中，往往必须要由司机进行一定的人工确认及操作，一些必需的操作如启动列车、停站后关门、列车故障的确认、将列车驾驶到特定地点、车厢内的乘客求助等，完全离不开司机。而APM系统和传统的城市轨道交通运行模式完全不一样，他是无司机的完全无人驾驶模式，驾驶模式的转变就会导致其运营管理模式和传统的列车控制方式有明显的变化。我们这次的无人驾驶运营模式主要是从列车的运行方式、列车运行过程和故障管理这三个方面出发，详细地介绍APM线这项无人驾驶运营模式。

1.1 对列车运行方式的分析

首先，列车在正常运行模式下，列车的运行、停止以及开关门都是自动进行的。只有在人工驾驶模式中不能自动开关门，由于车场场地限制，没有足够长的距离完成初始化建立列车与信号系统的通信，导致广州APM停车场范围内未能依照设计实现自动运行。运营列车在正线上运行、停站，或列车需要进入正线特定存车位置时，系统会根据列车在线路的实际位置自动征用进路，前往目的地，按照设定制动曲线停车。而当列车需离开正线停车位置时，系统根据调度员指派的路径，自动离开当前站并实施调度员指派的行车任务。

当列车处于非正常驾驶模式中时，可选择ATP保护下的人工驾驶模式和完全人工驾驶模式，两种驾驶模式均需要由司机操作。由于是无人驾驶的设计，极少使用ATP保护下的人工驾驶模式。在没有ATP保护的完全人工驾驶时，列车行驶条件的监视、前进、刹车和开关门由司机操作。由轨道旁边的信号灯和控制中心的调度员向司机发出指令作为行车凭证，司机执行相应的行车操作，负责列车运行的安全。

由于车场建在地下，受空间限制，正线列车在夜间服务结束后，会在正线车站停车。夜间在车站停放列车在早上开始运行之前，调度员安排工作人员上首趟运行的列车进行轧道，检查线路情况，其他列车作为当天第一次运行的列车进行试运行。运营前的列车运行要满足以下两个原则：一是停在正线上的列车没有故障，第二天可以直接运行。第二，如果停在正线上的列车发生故障，必须组织工作人员处理，尽快组织故障列车回车场。

1.2 列车运行过程

在列车运行时，列车驾驶是由ATO（自动控制系统）进行计算和控制，是由ATP监督下进行的。运营前经调度员通过中控设备确认列车没有任何的问题时，列车将会按照调度员的远程指令，开始自动运行。在车场维修后的列车需要进行启程测试，并通过初始化转换成自动列车。启程测试目的是确保列车制动系统工作正常，初始化使列车与信号系统建立联系，当初始化成功并列车显示正常后，列车才会进入自动驾驶模式。由于广州APM车场线路短，初始化不能在车场范围内完成，需要列车从车场运行到车站才能建立列车与信号系统的联系。APM线列车转换成自动列车前的系列操作与传统轨道交通系统基本一致。而当列车启程前的测试没有顺利通过时，列车则需要进行重新维修，找出问题所在。列车维修后必须通过启程测试，才可以重新进入运行线路内进行运行。

1.3 发生故障时的管理

由于是无人驾驶的理念，人机界面高度集中在控制中心，设备出现故障由控制中心调度员第一时间进行判断、确认、远程处理和通知专业技术人员处理。同时，为保障出现故障后能维持列车运行，系统必须有冗余设计，有故障诊断、报警提示，系统模块冗余切换的功能，尽可能保障设备运行。在故障发生后，关键调度员要对应人机界面信息进行判断，并根据应急处置方案，优先尝试远程处理，并立即通知维修人员排查故障原因，若是列车出现故障，尽量维持列车自动运行，并尽快组织列车回停车场维修。出现影响客运服务的故障，首先，故障情况下为了避免混乱，我们要尽快通知乘客和工作人员，可以通过广播、PIDS等系统告知乘客所处的情况和目前存在的风险，告诉乘客对自身安全的保护。控制中心调度员利用无线通讯设备与相关工作人员保持联系，积极调动技术力量开展故障排查。第二，APM系统带有降级“故障模式”，可使用系统设计的特定行车路线，避开影响列车运行的故障位置，故障模式下列车始终保持自动运行。在确定采取“故障模式”前，我们可以考虑采用梯度降级运营模式，将故障对客运的影响降到最低。梯度降级运营有以下几个基本方法：在可以不影响客运服务的情况下变更列车运行路径；降低列车自动运行的速度，及扣停非故障列车，为故障处理争取时间；采取系统设置的“故障模式”，暂时不组织列车开往受故障影响的区域。第三，列车因故障无法自动运行时，我们就必须采用人工驾驶。由于是无人驾驶设计，APM列车无单独司机室，列车客室设置简易驾驶操作面板，由于驾驶员与乘客在同一环境下，会为降级驾驶运行带来诸多不确定的因素，所以原则上人工驾驶需要将车上乘客全部请下车。人工驾驶的故障列车应尽快离开正常运行的线路退出服务，并进行维修。

2.无人驾驶交通线路与其他常规交通线路执行运营管理模式发展对比趋势分析

与普通常规线路运营相比，无人驾驶交通线路的经营运行管理方式已经发生了很大的变化。常规城市轨道交通运输模式下，司机负责列车范围内的事务，包括乘客事务和车内故障的处理，司机和车站工作人员互相配合协助乘客解决问题。在列车全自动运行中，由于系统整体的联动性很高，设备能对异常情况判断及自动处理，完全实现自动运行，无需配备全职驾驶员。APM无人驾驶系统明显是更先进的运输管理理念，更着重于控制中心调度员的集中管理，调度员通过控制中心所有的调度设备进行监控及常见故障的远程处理。

3.信号系统与相关监控接口的通信

由于无人驾驶系统取消了驾驶员的参与，为了更加安全可靠高效地正常运转。做出了如下相应的调整，APM信号系统设计采用的是集中式结构，正线和车场为同一个信号系统区域，正线为无人驾驶区，车-地通信系统采用无线漏缆。列车因实现完全无人驾驶，车站内无人值守的两大理念，所以在调度控制中心的控制台上特别设置了紧急停车按钮。在全线列车运行中一旦发生危及人员安全的事态下，按下该紧急按钮，全线的列车运行停止并导向安全。在广州地铁APM无人驾驶系统中还存在一个信息接口，这个信息接口处于列车信号系统与车站站台门控制系统之间，他不仅是关键的信息接口之一，也是用于保证站台乘客安全、行车安全和保证列车正点正常运行的重要信息接口。与其他常规地铁相比，最大的不同点是在接口位置两边，分别使用不同供货商的设备，因此增加了一些信息数据交换。另外为了加大不同专业技术人员对站台门的监控，延申了信号系统，增加了行车监控外的自动化监控系统，虽然这样可以有一个更全面的监控，使得列车运行过程中，控制管理中心调度员、及相关工作人员对车站的具体单个站台门都能进行有效地实时监控，但也造成了自动系统负担增大，维修接口多的问题。

4.结语

广州地铁APM线无人驾驶系统在正常运行管理过程中，彻底取消了列车司机对列车运行管理过程的控制作用，日常运营管理模式与常规列车有固定驾驶员的运作模式相比，在很多方面都已经发生了较大突破，尤其是列车在日常运行的管理方式上更加简单，列车运行停站过程中时间控制更加精准，列车故障排查管理方面必须更加严谨和高效。为满足更全面的设备监控，将列车信号系统和设备自动化监控系统并用，使两者的关系有了进一步的加深和强化，高度集中监控加强了控制中心调度员及各专业技术人员信息管理。APM线自2010年11月开始投入运营以来，采用国外当时先进的客运管理设计，并不断融入符合国情的元素，经历了十年的考验，足以证明该系统运行安全、可靠、时间精准的特点，广州地铁APM无人驾驶运输管理模式可以为国内多条无人驾驶运输线路的建设和运作提供重要参考。