全自動(dòng)駕駛地鐵車(chē)輛檢修基地工藝設(shè)計(jì)研究

摘 要：文章簡(jiǎn)要介紹了全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在北京地鐵中的應(yīng)用。以北京地鐵燕房線閻村北停車(chē)場(chǎng)為例，對(duì)停車(chē)場(chǎng)的總圖布置、停車(chē)列檢庫(kù)工藝布置以及全自動(dòng)駕駛模式下的工作流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，并提出目前存在的問(wèn)題和措施。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)駕駛；車(chē)輛檢修；工藝

1 全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)概述

全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)指的是完全沒(méi)有司機(jī)參與，車(chē)輛在控制中心的統(tǒng)一控制下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)休眠、喚醒、準(zhǔn)備、自檢、自動(dòng)運(yùn)行、停車(chē)和開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)，以及在故障情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)等功能，包括洗車(chē)也在無(wú)人操作的情況下完成。軌道交通技術(shù)發(fā)展已經(jīng)證明，全自動(dòng)駕駛是未來(lái)重要的技術(shù)發(fā)展方向和目標(biāo)。北京市迫切需要這項(xiàng)新技術(shù)提高軌道交通路網(wǎng)建設(shè)的先進(jìn)性，有效提高管理效率和降低運(yùn)營(yíng)成本。

目前國(guó)內(nèi)具備全自動(dòng)駕駛功能的線路有北京機(jī)場(chǎng)線和上海10號(hào)線。北京機(jī)場(chǎng)線目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛運(yùn)行，但仍安排司機(jī)在車(chē)上以應(yīng)對(duì)緊急情況，目前運(yùn)行情況良好，北京機(jī)場(chǎng)線的全自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的僅是正線運(yùn)營(yíng)由系統(tǒng)全自動(dòng)控制。上海地鐵10號(hào)線相對(duì)于北京機(jī)場(chǎng)線的自動(dòng)化程度更高，停車(chē)場(chǎng)已納入全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)之中，目前正在進(jìn)行全自動(dòng)駕駛模式的最后調(diào)試。

2 研究背景

隨著北京軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，迫切需要采用新的技術(shù)，以提高軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的先進(jìn)性。作為北京市軌道交通“綜合科技示范線”，燕房線正線及停車(chē)場(chǎng)全部按照全自動(dòng)駕駛模式來(lái)設(shè)計(jì)。全自動(dòng)駕駛停車(chē)場(chǎng)，是將正線對(duì)列車(chē)的運(yùn)營(yíng)控制權(quán)由車(chē)站延伸至停車(chē)場(chǎng)的全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)域。不僅需要滿足停車(chē)場(chǎng)常規(guī)所具備的列車(chē)停車(chē)、整備、清潔、檢查、定期檢修、調(diào)試等功能，還具備自動(dòng)“喚醒”待班列車(chē)，啟動(dòng)列車(chē)并運(yùn)行至正線等功能。

3 設(shè)計(jì)方案

燕房線閻村北停車(chē)場(chǎng)由停車(chē)列檢庫(kù)、洗車(chē)庫(kù)、鏇輪庫(kù)、工務(wù)料棚、物資庫(kù)、易燃品庫(kù)、工程車(chē)庫(kù)、牽引降壓混合變電所、綜合辦公樓、聯(lián)合檢修庫(kù)、派出所、設(shè)備間、門(mén)衛(wèi)、鍋爐房、雨水泵房、污水處理站等組成。

3.1 總圖方案

根據(jù)燕房線全自動(dòng)駕駛功能需求，停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)與非全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)的劃分，停車(chē)列檢庫(kù)與洗車(chē)庫(kù)納入到全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)的管理范圍，聯(lián)合檢修庫(kù)及試車(chē)線、鏇輪庫(kù)、工程車(chē)庫(kù)等納入到有人區(qū)范圍內(nèi)。全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)與非全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)之間設(shè)置轉(zhuǎn)換軌。在全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)與非全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)的出入口處設(shè)置門(mén)禁系統(tǒng)。如圖1所示。

3.2 停車(chē)列檢庫(kù)方案

停車(chē)列檢庫(kù)設(shè)置在全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)，為了人員進(jìn)出及作業(yè)安全，在停車(chē)列檢庫(kù)分為四個(gè)防護(hù)分區(qū)，各個(gè)防護(hù)分區(qū)用鐵柵欄形成物理隔離。入庫(kù)端設(shè)有人行地下通道，通道在每個(gè)防護(hù)分區(qū)均有一個(gè)出入口，并在出入口設(shè)置門(mén)禁。在運(yùn)轉(zhuǎn)值班室內(nèi)設(shè)置區(qū)域封鎖開(kāi)關(guān)（SPKS開(kāi)關(guān)）。當(dāng)SPKS開(kāi)關(guān)處于防護(hù)位時(shí)，相應(yīng)防護(hù)分區(qū)被封鎖，禁止收發(fā)車(chē)。在初期有人駕駛模式時(shí)，SPKS開(kāi)關(guān)與門(mén)禁不啟用，列檢人員、保潔人員、司機(jī)進(jìn)入到停車(chē)列檢庫(kù)與現(xiàn)在傳統(tǒng)車(chē)輛段的模式相同。如圖2、3所示。

X當(dāng)采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛模式時(shí)，停車(chē)列檢庫(kù)檢修作業(yè)辦法如下：

（1）全自動(dòng)駕駛模式時(shí)，白天退出高峰期運(yùn)行的車(chē)輛返回停車(chē)列檢庫(kù)若需要列檢的，集中在一個(gè)防護(hù)分區(qū)中進(jìn)行停放。

（2）當(dāng)晚高峰退出運(yùn)營(yíng)的車(chē)輛返回車(chē)場(chǎng)時(shí)，各車(chē)輛也是依次先集中在一個(gè)防護(hù)分區(qū)進(jìn)行停放，由行車(chē)調(diào)度人員進(jìn)行安排列檢及保潔人員是否可以進(jìn)入到此分區(qū)進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。

（3）行車(chē)調(diào)度人員確定列車(chē)停穩(wěn)休眠后，通知工作人員進(jìn)行列檢和清掃作業(yè)。工作人員在運(yùn)轉(zhuǎn)值班室登記后，由運(yùn)轉(zhuǎn)值班室人員控制SPKS開(kāi)關(guān)，將SPKS開(kāi)關(guān)置于防護(hù)位，并且值班人員聯(lián)系綜合樓電調(diào)人員進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)分區(qū)的牽引供電系統(tǒng)的斷電操作。工作人員申領(lǐng)門(mén)禁卡，然后通過(guò)庫(kù)前地下檢修通道刷門(mén)禁卡進(jìn)入相應(yīng)的防護(hù)區(qū)域進(jìn)行檢修和清掃工作。

3.3 停車(chē)列檢庫(kù)庫(kù)門(mén)設(shè)置方案

停車(chē)列檢庫(kù)的每個(gè)股道設(shè)置一個(gè)入庫(kù)門(mén)，每個(gè)庫(kù)門(mén)有各自的打開(kāi)和鎖閉的狀態(tài)信息。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要停車(chē)列檢庫(kù)的庫(kù)門(mén)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，因此庫(kù)門(mén)需要與信號(hào)、門(mén)禁等系統(tǒng)進(jìn)行連鎖。

（1）庫(kù)門(mén)需要進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，F(xiàn)AS系統(tǒng)給門(mén)禁系統(tǒng)火災(zāi)信號(hào)，門(mén)禁系統(tǒng)控制庫(kù)門(mén)開(kāi)啟。

（2）庫(kù)門(mén)與信號(hào)系統(tǒng)的接口：庫(kù)門(mén)完全開(kāi)啟后，信號(hào)系統(tǒng)需要采集庫(kù)門(mén)的狀態(tài)，當(dāng)庫(kù)門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作完成時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行采集，確認(rèn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)到位后，方可進(jìn)行列車(chē)的出入庫(kù)。

（3）庫(kù)門(mén)設(shè)手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)：聯(lián)鎖系統(tǒng)采集車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)狀態(tài)。只有當(dāng)車(chē)庫(kù)門(mén)處于打開(kāi)且鎖閉狀態(tài)時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)才可以辦理進(jìn)庫(kù)/出庫(kù)進(jìn)路和開(kāi)放進(jìn)庫(kù)/出庫(kù)信號(hào)機(jī)。

3.4 洗車(chē)庫(kù)方案

停車(chē)場(chǎng)洗車(chē)庫(kù)內(nèi)設(shè)置與信號(hào)系統(tǒng)連鎖的全自動(dòng)駕駛洗車(chē)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗車(chē)功能。信號(hào)系統(tǒng)接收洗車(chē)機(jī)發(fā)來(lái)的洗車(chē)線狀態(tài)和清洗模式，能夠控制車(chē)輛以設(shè)定的模式和速度通過(guò)洗車(chē)機(jī)，完成洗車(chē)作業(yè)。

洗車(chē)庫(kù)控制室配備負(fù)責(zé)監(jiān)控洗車(chē)機(jī)的值班人員，此人員通過(guò)車(chē)場(chǎng)非全自動(dòng)駕駛區(qū)域與全自動(dòng)駕駛區(qū)的門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)入到全自動(dòng)駕駛區(qū)域里，自行進(jìn)入到洗車(chē)機(jī)的控制室。

4 存在問(wèn)題與措施

由于燕房線全自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用在北京尚屬首例，因此在運(yùn)營(yíng)初期，需要進(jìn)行有人監(jiān)控的全自動(dòng)駕駛模式。閻村北停車(chē)場(chǎng)的一些全自動(dòng)設(shè)備調(diào)試時(shí)間可能會(huì)很長(zhǎng)，因此要多吸取國(guó)內(nèi)外軌道交通建設(shè)豐富的技術(shù)、管理人才，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展集成創(chuàng)新，盡量減少全自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)設(shè)備調(diào)試時(shí)間。

作者簡(jiǎn)介：任菲（1983-），女，工程師，中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司。