城市轨道全自动无人驾驶技术应用探讨

2022-07-10胡思洋

科技视界 2022年14期

胡思洋

（北京市轨道交通运营管理有限公司，北京 100071）

0 引言

从全自动化驾驶角度而言，自动化驾驶具体是指列车驾驶能完全实现自动化，通过自动化顺利地操控列车运行状况。应用全自动无人驾驶技术，能让列车实现自动开启与关闭，列车自动唤醒、自动检测、自动出库、上线运行、回库、清洗等各种功能。当前我国轨道交通主要是以信号系统作为基础，在列车控制系统与信号车载设施等帮助之下，实现信息的互换，保障信号能有效地实现共享，促使列车保持平稳运行状态。

1 城市轨道全自动化无人技术特点

1.1 全自动化操作，提高运行安全度

无人驾驶系统在运行过程中可以全面地考虑到列车的安全。例如，发生追尾、正面或者侧面的冲撞、列车脱轨、列车发生障碍物碰撞等状况。除此之外，还能有效地考虑到列车上的乘客及其运营人员的生命安全。例如，在上下车期间的乘客、在车厢内的乘客、在站台上的乘客、列车维护人员等安全问题。在列车运行的全程具有各种运行工况的自动安全保护。

1.2 全自动化管理，提高运行可靠性

无人驾驶系统对于车辆控制、列车控制、通信网络等相关设备都需要采用冗余技术进行配置。这项技术能高效地实现主系统与备用系统的灵活切换，同时还能直接提高车辆的自检能力，确保在工作时期的列车能不间断地保持正常的运作状态。除此之外，也有效地提高了综合监控系统、台门系统等的性能，这些系统的增强可以有效地提高城市轨道的运营安全性与可靠程度。

1.3 全自动化运行，提高运行行车组织的灵活性

城市轨道交通使用全自动无人驾驶技术可以帮助城市轨道的运行摆脱有人驾驶系统司机配置问题与人员周转问题。根据列车的时机营状况调整运营间隔，减少由于人工参与而造成运行效率下降或者人为因素事件的发生等状况。在客流量较大的情况下可以灵活地开展增减列车的措施，提高系统在面对突发大客流时的反应能力，有效地提高运营组的灵活程度。

1.4 全自动化系统，提高服务质量与水平

无人驾驶设备需要应用到先进的ATC系统，这个系统的应用可以实现列车连续速度曲线控制与自动化的调整，这样可以保证列车准时准点并且平稳地运行。与此同时，可以增强列车上的视频监控与紧急对讲功能作用，帮助城市轨道在运行过程中应急处理能力的提高。

1.5 全自动化运作，实现人力资源优化

城市轨道在全自动无人驾驶技术的应用之下能将司机从枯燥、反复的工作之中脱离出来，增强列车上的乘务人员配置。当系统的自动化程度提高时，可以有效地增强设备的自诊能力，促进运行维护功能水平的提高，帮助运营人员降低了工作的强度与难度。

1.6 全自动化运转，降低实际运营成本

列车在进行运行过程当中可以采用增大列车行车密度来满足较大的客流量需求，这样可以有效地提高列车的运输能力。并且大幅度减小维修管理车辆，减少驾驶员等相关工作人员数量，从而减少过多的培训活动产生，从而实现低成本运行。

2 城市轨道全自动无人驾驶技术工程建设相关建议

2.1 系统整体设计

想要有效地实现全自动化无人运营，在项目设计之初，需要将全程运行的目标进行明确的设立。可以从运营维护场景入手，将需要应用到自动化管理与维护的场景进行呈现，全面考虑各种场景之中所有系统的接口与功能分配问题。将任何与土建设相关的影响因素进行陈列，作为相应的边界条件。除此之外，要根据相关功能的需要，加强整合线路车辆通信、宽带等多方面的因素，并且明确提出所需要达到的性能指标以及稳定程度，促进项目前期设计工作的有效落实。

2.1.1 设备稳定性问题

列车在运行过程当中车辆、信号、供电的正常运转是保证列车正常运行的重要环节。如果相关系统出现问题就会对列车的运行造成一定的影响。例如，制动系统、车门系统、列车牵引系统等出现问题。列车的运行是由信号体系直接掌控的，信号的设计需要依据故障作为安全导向。列车在运行过程中如果出现信号故障问题，列车会采取紧急制动或降级运转方式。如果供电系统接触网与配电系统出现问题，则会造成列车停止运行。由此，站台门与信号系统之间存在着关联性，如果出现故障就会令列车无法接收到发车指令的信息。因此，在进行相关工程建设过程中，需要充分地考虑到设备的稳定性问题。

2.1.2 车辆段与停车场问题

车辆段与停车场的规模会因为库线长度而造成影响。因此，在工程前期，需要明确地规定库线长度，不同厂家生产的无人驾驶系统对安全防护方式与距离存在着一定的差异。所以，在前期需要开展包容性的设计方案。段/场需要明确规定自动化区域以及非自动化区域。转换轨设计之上，需要全面地考虑到车辆运作的便捷程度及应急处置能力。除此之外，土建筑设计需要充分地考虑到工作人员在自动化区域地下或地下通道进出是否安全便捷。并且需要有效地预防车辆在特殊状况下冲出线路终端，造成车辆与设施出现损坏的问题。因此，在正线与辅线终端需要设置专门的缓冲车挡。

2.2 及时确立运营模式与团队

全自动化无人驾驶会导致运营在岗位上与职位上发生变化。从运营多年的城市系统角度而言，全自动化无人驾驶技术会给运营模式的改变造成不小冲击。由于无人驾驶系统具有运行控制与管理经营高度集中化的特征，主要会造成以下冲击:第一，控制中心的调度人员从过去面向司机、司机面向乘客的关系转化为直接面对乘客的关系。通过控制中心与列车的视频与语音通信设备就可以正确地识别列车上乘客在列车中的状况。第二，过去需要依靠司机来进行设备故障的处理，但是在全自动化无人驾驶系统应用之后，司机的列车控制职能转化为控制中心调度人员的直接远程处理，并且改为控制中心调度人员直接控制无人驾驶列车的运行。这种改变拓宽了中心调度工作人员的职能。因此，需要积极扩大中心调度岗位。这样才能促进工作的更换进行。同时，也需要培养调度人员加强对信息的识别与判断，学习远程控制命令的使用等多方面的理论技能。第三，需要积极增加线路多职能保障队伍，这支队伍需要直接听从中心调度员的指挥，有效地完成和处理非正常运作之下的紧急任务，为乘客开展辅助性的引导工作，实现站台门故障的处理在必要情况下需要要求司乘人员上车进行列车故障的处理。这项工作开展对于保障人员的综合素质有了更高的要求。因此，在工程项目即将建立时，需要积极组织一支独立的运营团队有效地与建设方、设计方、系统方展开全面的系统功能需求研究，明确运行管理方式、岗位设计、人员培训等多方面的工作。只有在这样之下才能够有效地促进项目建设工作的顺利开展。做好运营准备工作时可以采用扁平化与集中高效的设计原则。设置专门的运营部门、科学合理地将控制中心、列车、其他维修专业进行整合性的管理。这样可以有效地提高内部沟通效率，促进运行管理工作效率的提高。在开展系统巡检维护工作中可以将专业较为接近的人员进行合并，这样可以有效地提高故障应急处理的工作效率。与此同时，依据全自动化无人驾驶的特点，需要加强创新运营管理模式与组织框架，尤其是要针对我国城市交通轨道客流量较大的特点，加强研究乘客应急疏散工作与列车援救工作的制定。

2.3 加强系统之间的同步匹配

城市轨道全自动无人驾驶技术的有效落实必须要依靠可靠的系统运作。例如，信号系统、车辆系统、监测系统。在这些系统之中增加冗余性这样可以有效地提高系统的稳定性。部分系统联动会对信号系统控车造成影响。因此，需要将可靠性指标与信号系统保持一致状态。第一，自动化车辆基地，车辆基地主要有出入段/场联络线、洗车线、正线辅助线无人驾驶运行线路、车辆各库线、进行车挡设计时需要充分地考虑到车辆自动入库停车的安全标准。车辆基地无人驾驶区需要设立明显的安全防护栏，这样可以有效地防止非操作人员进入此地，并且需要为维修人员设置专业的安全保护措施。这样才能够促进维修人员在工作过程中获得安全保障。第二，车辆控制体系与信号体系一般应用的是智能接口与硬件接口，在接口中不仅会存在着离散模拟信号而且还存在着网络信号，无人驾驶对于车辆的体系稳定与可利用性提出了高标准要求。因此，在对车辆进行规划之前需要对当前已经熟练的平台控制路线进行修改，增加可以控制的电气器件，有效地增加车辆控制网络冗余性。除此之外，在设计过程中要充分考虑当各类设备出现状况时，如何有效的开展远程诊断，实现问题的解决。第三，做好无线通信系统同步工作。在城市轨道全自动无人驾驶技术当中需要增加宽带，所以需要将多数车上设备内容进行传递，因此，无线传输的宽带质量需要不断地提升来适应当前技术的需要。第五，加强设备检测设施。任何一种检测系统对于全自动无人驾驶安全性问题都发挥着至关重要的作用。但是当前这些系统的安全性与稳定性，依旧不能够很好的匹配信号系统标准。

2.4 加强提高运营人员专业能力

对于城市轨道全自动无人驾驶技术的有效应用会直接影响到项目运行管理工作顺利开展。想要保证城市轨道，全自动无人驾驶技术的正常运行，离不开良好的运营人员及优秀的设备设施保障团队。需要加强运营人员对于车辆技术的了解，同时需要有效把控供电、信号、路线以及驾驶技术等多个方面。除此之外，还需要加强优化OCC调度员的控制与指挥能力，引导相关运营人员认真学习全自动无人驾驶的相关基础知识，同时注重培训运营人员良好的协作能力与心理素质，这样才能够有效地提高中央集中控制管理能力。在对于多职能团队的选择上，需要选择能够承担起一岗多责的工作人员。这样在城市轨道正常运转状况下及故障状况下都能够充分的发挥自身的工作能力，解决相关问题。需要积极明确每个岗位的业务技能标准，分清楚每个岗位之间的工作界限，从而有效地减少在工作中发生责任划分不清的情况。