城市轨道交通自动疏散功能的室内测试方案研究

秦凤杰

（卡斯柯信号有限公司，上海 200071）

城市轨道交通的全自动无人驾驶系统，服务于智慧地铁，旨在使乘客出行更高效、更便捷和更智能。与传统的基于通信的列车自动控制系统（CBTC 系统）相比，全自动无人驾驶系统增加了很多新的功能。其中，自动疏散功能就是全自动无人驾驶系统的一个新功能，本文从自动疏散功能设置的意义出发，详细介绍自动疏散的系统设计、场景分析，重点探讨室内测试方案。

1 自动疏散设置的意义

城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，因为其环境的特殊性，大部分城市轨道交通都位于地下封闭的区间中，对外通信联络比较困难。一旦发生意外事故，如列车迫停区间无法动车，此时需要引导乘客进行有序疏散[1]。因此除了站台设计、装备设置及应急处理战术等方面要考虑疏散外，城市轨道交通信号系统有必要考虑自动疏散功能。目前国内的很多全自动无人驾驶项目都设置了自动疏散功能[2]，本文从自动疏散的系统设计、场景分析、测试平台的配置和室内测试用例设计几个方面进行研究。

2 系统设计中自动疏散防护区域和自动疏散请求区域的划分

自动疏散功能需要设置自动疏散防护区和自动疏散请求区。列车在一定区域内报告要求疏散，该区域定义为自动疏散请求区域。当疏散功能激活后，一定区域内的列车不能移动，区域外面的车辆也不能进入到该区域中，这些区域定义为自动疏散防护区域。自动疏散防护区可以通过不同的疏散触发器将其设置为限制状态，从而使防护区域内的列车不能移动，区域外的列车不能驶入防护区内。当列车在疏散请求区请求疏散时，与之关联的自动疏散防护区域就会被激活，并将该区域设置为限制状态。

自动疏散请求区域应该能覆盖乘客容易出现在列车和轨道上的所有区域，疏散请求区域作为1 个触发器要关联疏散防护区域。图1 为自动疏散防护区域的划分。图2 为自动疏散请求区域的划分。

图1 自动疏散防护区域的划分

图2 自动疏散请求区域

每个自动疏散防护区域都会关联一系列的自动疏散请求区域。一旦与之关联的任何一个请求区域触发后，防护区域就会自动设置为限制状态。表1 列出的是不同疏散防护区域对应的自动疏散请求区域。

表1 自动疏散防护区域和自动疏散请求区域的对应关系

请求区域触发后，要保证请求区域加上至少一个车长的长度范围内的防护区域都设置为限制状态。例如，如果列车在请求区域Req_3 中，ZC 就会将防护区域Sec_1、Sec_2、Sec_ 3、Sec_4 和Sec_5 设置为限制状态；如果列车在请求区域Req_4 中，ZC 将防护区域Sec_3、Sec_4 和Sec_6 设置为限制状态。

3 自动疏散场景分析

3.1 通信车的自动疏散

当乘客通过紧急手柄去激活疏散区域时，如果列车在站间且在疏散距离之外运行，此时车载控制器（CC）不发送疏散请求，但是CC 会给列车自动监控子系统（ATS）发送紧急手柄落下的报警，列车在区间正常运行。如果列车到达站台精确停车，则CC 不会将疏散请求发给区域控制中心（ZC），疏散区域也不激活。当未精确停车则CC 会将疏散请求发给ZC，疏散区域会激活。如果列车在站间且在疏散距离之内停车，CC发送疏散请求给ZC，ATS 上显示疏散区域激活，车辆会允许车门打开；如果列车停稳并对标停准在站台，CC 不会发送疏散请求给ZC，从而不激活疏散区。疏散区域激活后，未进入到疏散防护区域中的列车的移动终端无法进入疏散防护区，列车停在疏散防护区域外，已经在疏散防护区域中的列车不能动车。图3 为通信车的自动疏散请求。

图3 通信车的自动疏散请求

疏散完成后，中心调度员需要确认疏散区没有乘客遗留后，才能进行疏散的解除，疏散区恢复到未激活状态。对于疏散的解除，目前项目通用的方式有2 种，第一种为疏散手柄记忆，通过ATS 发给CC 的二次确认命令进行复位；另一种需要在车上人工移除记忆，通过ATS 给ZC 发送疏散区复位命令，将疏散区复位，通信车恢复到正常状态。

3.2 非通信车的人工疏散

非通信车的疏散需要由ATS 中心调度员设置疏散命令，ZC 收到ATS 发来的疏散命令后，将疏散区域激活，ATS 界面上显示疏散区域激活。图4 为非通信车的自动疏散请求。

图4 非通信车的自动疏散请求

ATS 调度员确认疏散已完成后，设置疏散解除命令，ZC 收到解除命令后，将疏散区解除激活状态，ATS上显示疏散区未激活。

4 FIVP 测试平台的配置

在室内提前进行全自动无人驾驶系统测试，对关键运营场景进行充分的分析测试，将很大程度上减少现场调试的工作量，提升系统软件和数据发布正确率，对缩短项目工期，把控产品质量起着至关重要的作用，从而保证交付运营的系统安全性、稳定性及可靠性。

城市轨道交通的信号系统室内测试采用FIVP（factory integration and validation platform）平台进行测试[3]。该平台使用的信号子系统，包括的CC、ATS、计算机联锁（CI）、ZC、线路控制器（LC）、数据传输系统（DCS）和维护支持系统（MSS）都是真实设备。轨旁设备、驾驶台和车辆模式采用仿真软件，主要模拟信号机、道岔、隔断门、SPKS 和轨道等车站信号设备。同时，对车辆、信标、天线、信标、编码里程计与车载控制器、轨旁列车控制子系统和计算机联锁子系统之间的信卢交互进行模拟[4]。

5 自动疏散的室内测试用例设计

FIVP 平台对自动疏散功能的测试主要从列车分别在站台处于静止及运行状态，列车在站间处于静止和运行状态4 个场景拉下紧急手柄进行测试用例的探讨与分析[5]。表2 为不同场景下的测试用例设计。

表2 自动疏散测试的用例设计

6 结束语

本文对信号系统的自动疏散系统设计、疏散场景、室内测试平台的配置及其室内测试用例的设计进行了分析，自动疏散功能的设置避免了在突发事故到后来紧急疏散的过程中乘客与移动的车辆发生碰撞，使乘客安全撤离出轨道区域。本文对后续全自动无人驾驶项目自动疏散功能的设计和测试提供了重要的参考价值。