城市軌道交通全自動無人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)分析

梁波 羅長興

摘要：隨著我國城市化建設(shè)的步伐不斷加快，各大城市不斷優(yōu)化城市軌道交通，大力發(fā)展軌道交通事業(yè)。合理優(yōu)化城市軌道交通，一方面是為了緩解人口驟增引起的路面交通擁堵，另一方面能夠提升城市的整體形象。而目前隨著新科技新技術(shù)的誕生，為城市軌道交通全自動化無人駕駛的實(shí)現(xiàn)變成了可能。國內(nèi)外各大城市軌道交通企業(yè)紛紛，針對城市軌道交通全自動無人駕駛技術(shù)進(jìn)行研究，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無人駕駛建立了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；無人駕駛；關(guān)鍵技術(shù)

無人駕駛技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用將很大程度上降低人工成本，而且能夠降低企業(yè)的管理費(fèi)用，提升企業(yè)管理水平。在實(shí)施城市軌道交通全自動無人駕駛技術(shù)時(shí)需要滿足很多條件，而且對列車的智能化管理要求較高。列車在運(yùn)行過程中進(jìn)行全面系統(tǒng)的視頻監(jiān)管，而且列車在行進(jìn)過程中的通信形式以及列車在各站點(diǎn)的自動?？康劝踩珕栴}，都需要全面考慮才能將無人駕駛技術(shù)真正地應(yīng)用到城市軌道交通中。無人駕駛在城市軌道交通中的應(yīng)用，將大大提升交通運(yùn)輸?shù)谋憬菪院蜏?zhǔn)確性。

一、無人駕駛的主要功能

（一）無人駕駛的發(fā)展過程

每個城市在發(fā)展的過程中都形成了具有自身特點(diǎn)的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，城市軌道交通已經(jīng)成為廣大市民出行的主要交通工具，而且給市民的出行帶來了很大的方便。交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，從根本上將解決城市交通擁堵及公交困難的情況。隨著高新科技的發(fā)展，許多城市軌道交通正向自動化方向發(fā)展，其發(fā)展的過程大致經(jīng)歷了三個階段。第一個階段是人工駕駛階段，列車在行駛過程中通過駕駛員的全程操作，保證列車運(yùn)行安全，并根據(jù)列車自動保護(hù)裝置進(jìn)行超速監(jiān)測確保列車安全。第二個階段是人工駕駛自動化運(yùn)行階段，列車駕駛員只需要通過操作列車的開關(guān)車門及列車的起到控制按鈕，其他的操作如列車的行駛速度、制動、?？康冉y(tǒng)一由列車自行完成[1]。第三階段是全自動無人駕駛階段，列車運(yùn)行中的所有操作均通過列車自主完成，不需要駕駛員操作。目前城市軌道交通已從人工駕駛自動化運(yùn)行階段向全自動無人駕駛階段發(fā)展。

（二）無人駕駛的實(shí)施目的

無人駕駛最終的目的是通過現(xiàn)代化的設(shè)備替代人的工作，減少人員作業(yè)通過程序控制實(shí)現(xiàn)列車的自動行駛。由于在人工參與的工作中，許多都是可以依靠機(jī)器進(jìn)行完成的，比如在列車行駛的過程中到站開門，可根據(jù)信息控制技術(shù)將到站信息傳遞給控制器，控制器發(fā)出指令控制列車發(fā)動機(jī)的制動系統(tǒng)，最后根據(jù)停車指令安全準(zhǔn)確的停靠到站。到站的自動語音播報(bào)，上下列車的警示等等都可以通過信息技術(shù)和視頻控制技術(shù)進(jìn)行反饋實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，避免人工出錯造成的列車事故等。在保證列車安全的情況下，通過全自動的列車控制實(shí)現(xiàn)無人駕駛，將為軌道交通公司在人力和物力的投入上大大縮減。作為城市的基礎(chǔ)運(yùn)輸企業(yè)，可以將節(jié)省下來的員工分派至公司的其他崗位，比如地鐵站點(diǎn)的服務(wù)崗位，地鐵站點(diǎn)的設(shè)備維護(hù)崗位，執(zhí)勤工位等。這些崗位目前需要人力去維護(hù)才能保證地鐵站點(diǎn)的安全以及列車運(yùn)行的安全。

（三）無人駕駛的先進(jìn)性

通過車輛與車輛控制中心之間先進(jìn)的通信系統(tǒng)，對整個類車在運(yùn)行的過程中實(shí)施全線監(jiān)控，并通過復(fù)雜的多重冗余技術(shù)，將通信系統(tǒng)中的主系統(tǒng)和各部分的子系統(tǒng)連接起來，使整個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不存在信息中斷的情況，從而提高整個信息系統(tǒng)的安全性和可靠性。列車采用先進(jìn)的牽引制動設(shè)備，能夠通過控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，而且控制精度非常高。列車行駛過程中，列車能夠通過自動監(jiān)測系統(tǒng)對自身各個部件進(jìn)行檢測，對可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行自動排查并及時(shí)向控制中心預(yù)警，使列車運(yùn)行的安全可靠。為了確保列車安全，列車自身的控制信息、故障診斷以及報(bào)警信息將會通過實(shí)時(shí)安全高速的傳至客運(yùn)中心，實(shí)現(xiàn)信息的雙向傳輸。在列車上通過實(shí)施通信的移動閉塞系統(tǒng)，保證列車運(yùn)行的安全運(yùn)行。

二、無人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)

（一）各系統(tǒng)間的接口連接

實(shí)現(xiàn)軌道交通全自動無人駕駛最主要的關(guān)鍵點(diǎn)就是解決信息傳遞的問題，由于全程無人控制，各系統(tǒng)間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸才能保證列車運(yùn)行的安全。因此在各系統(tǒng)之間搭建接口并進(jìn)行連接，才能實(shí)現(xiàn)信息互通。例如信號系統(tǒng)與洗車機(jī)信息接口連接實(shí)現(xiàn)自動洗車，信號系統(tǒng)與視頻監(jiān)控接口連接實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，信號系統(tǒng)與列車廣播系統(tǒng)接口連接實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行后臺與乘客之間的信息互聯(lián)，信號系統(tǒng)與列車門控系統(tǒng)接口連接實(shí)現(xiàn)列車門的實(shí)時(shí)開關(guān)控制，信息系統(tǒng)與列車各安全設(shè)施接口連接實(shí)現(xiàn)對緊急事件的應(yīng)急處理等。通過系統(tǒng)間接口的聯(lián)通，使列車運(yùn)行根據(jù)安全可靠。

（二）自動化列車停車場設(shè)計(jì)

自動化列車在行駛到終點(diǎn)后，需要到停車場統(tǒng)一調(diào)度。這時(shí)需要建立一個專門為自動化列車的停車場。停車場中需要根據(jù)不同的功能劃分多個防護(hù)區(qū)，每一個防護(hù)區(qū)都是相互獨(dú)立的個體，因此防護(hù)區(qū)和防護(hù)區(qū)直接需要設(shè)立門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)列車之間的有效隔離。在自動化列車停車場中還應(yīng)該設(shè)計(jì)人工運(yùn)行區(qū)域，該區(qū)域主要用于人員對各列車的保養(yǎng)和維修，這些區(qū)域需要與自動化列車停放區(qū)域隔離的同時(shí)還需要互通，可通過門禁系統(tǒng)增加接口與信息系統(tǒng)接口互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)門禁互通。在停車車庫也需要增加接口，實(shí)現(xiàn)列車的自動出入庫。通過自動化列車停車場的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)列車自動停放大大提升了列車運(yùn)行效率，降低了列車調(diào)度人員的工作量。

（三）全方位視頻監(jiān)控及分析

在無人駕駛的列車上實(shí)施視頻監(jiān)控，是確保整個列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在，與原始的監(jiān)控系統(tǒng)相比，采用無人駕駛系統(tǒng)需要沿線的所有站臺、停車場、列車內(nèi)外以及沿途通道都必須進(jìn)行視頻監(jiān)控，做到無死角無盲區(qū)的全程監(jiān)管確保列車無障礙運(yùn)行。在整個無人駕駛系統(tǒng)中建立全方位的監(jiān)控系統(tǒng)，信息傳遞系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并將這些系統(tǒng)通過接口連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，這樣對于應(yīng)對突發(fā)事件以及異常情況都能夠及時(shí)做出反應(yīng)，并快速報(bào)警排查。當(dāng)遇到緊急情況時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)會第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，信息傳遞系統(tǒng)將信號傳至控制中心，控制中心迅速控制列車行進(jìn)的速度并能使列車緊急停車。通過對列車沿途的所有情況進(jìn)行拍攝并進(jìn)行分析，確保列車運(yùn)行安全。

三、結(jié)束語

城市軌道交通全自動無人駕駛的實(shí)施，將很大程度上減少鐵路運(yùn)營公司的人員成本，將人的工作由機(jī)器設(shè)備完成，將人員從繁雜的工作中解放出來。自動化技術(shù)的實(shí)施將更加方便快捷地服務(wù)城市居民，為人們的生活帶來更多便利。雖然目前無人駕駛技術(shù)在信息傳遞等其他技術(shù)方面存在技術(shù)難點(diǎn)，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這些技術(shù)難點(diǎn)必將被攻破。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎錦弘.城市軌道交通無人駕駛技術(shù)的若干應(yīng)用問題[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（25）：121.

[2]張文都.城市軌道交通無信通信技術(shù)比較[J].硅谷.2012（17）：37-37.

（作者單位：四川眾合智控科技有限公司）