淺談城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)的運營實踐

蘇璐

摘 要：目前，城市軌道交通技術(shù)的更新和理念的進步，已使城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性和安全性有了大幅度的提高。隨著城市化進程加快和城市軌道交通的快速發(fā)展，采用技術(shù)趨于成熟的“無人駕駛模式”已經(jīng)成為城市軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。本文通過簡述城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)的特點、優(yōu)勢及廣州地鐵APM線運營實踐情況，為全自動運行系統(tǒng)運營提供了參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;全自動運行系統(tǒng);廣州地鐵APM線

1 全自動運行系統(tǒng)特點

國際電工委員會（IEC）和國際公共交通協(xié)會（UITP）根據(jù)列車運行類型;行駛中調(diào)整列車;列車停車;關(guān)閉車門;干擾事件下運行五個方面的特征，將軌道交通自動化水平（自動化等級：Grades of Automation，簡稱 GoA）劃分為 5 級（城市軌道交通自動化水平等級劃分如表1）：

全自動運行系統(tǒng)（Fully Automatic Operation，簡稱FAO），是基于現(xiàn)代計算機、通信、控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)實現(xiàn)列車運行全過程自動化的新一代城市軌道交通系統(tǒng)。GoA3級和GoA4級軌道交通都屬于FAO。其中，GoA3級和GoA4級為城市軌道交通屬于全自動運行系統(tǒng)（Fully Automatic Operation，簡稱FAO），作為最高自動化等級的城市軌道交通系統(tǒng)，主要具備以下三個特點：

1.1 自動化程度高

FAO能夠自動實現(xiàn)列車休眠、喚醒、準(zhǔn)備、自檢、自動運行、停車和開關(guān)車門，以及在故障情況下實現(xiàn)自動恢復(fù)等功能，包括洗車也能在無人操作的情況下完成。

1.2 管理控制集中化

控制中心進行集中控制，包括列車運行的控制;列車故障的遠(yuǎn)程報警與處理;車廂內(nèi)閉路電視的監(jiān)視;乘客的遠(yuǎn)程求助等，使得信息完整，控制效率提高。

1.3 多重可靠冗余設(shè)計

車輛、信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等均應(yīng)采用多重可靠冗余技術(shù)，主、備系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫切換，提高系統(tǒng)的可靠性。

2 全自動運行系統(tǒng)優(yōu)勢

2.1 安全性、可靠性和靈活性高

據(jù)不完全統(tǒng)計，傳統(tǒng)的城市軌道交通線中有超過五成的意外是由于人的疏忽操作造成的。全自動運行可以減少主觀操作的影響，并通過采用新的設(shè)計理念，利用可靠的多重冗余設(shè)計，快速精準(zhǔn)的診斷、排除故障，結(jié)合智能化和數(shù)字化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、運營控制中心，依靠干預(yù)機制，提高安全性和可靠性。

2.2 服務(wù)質(zhì)量提升

全自動運行擺脫了有人駕駛系統(tǒng)司機配置和周轉(zhuǎn)的制約，不受司乘人員的限制，可以不斷實現(xiàn)全天不間斷的運輸服務(wù)，有助于實現(xiàn)24小時不間斷的運輸服務(wù)。全自動運行系統(tǒng)的信號系統(tǒng)采用了基于無線通信技術(shù)的移動閉塞系統(tǒng)，通過與車輛的高精度控制系統(tǒng)的技術(shù)接口來實現(xiàn)列車精確定位、高速運行、實時跟蹤和自動折返，有效地縮短了列車運行間隔，提高了行車密度和旅行速度，可適應(yīng)大客流的需要。根據(jù)運輸需求靈活地調(diào)整運營間隔，隨時增、減列車，提高系統(tǒng)對突發(fā)大客流（大型活動，如體育比賽）的響應(yīng)能力。

2.3 運營和人力成本降低

全自動運行系統(tǒng)自動化程度高，可以減少人力和物力。

在運行過程中，減少了因因為因素影響的站臺乘降等作業(yè)時間，同時也可以根據(jù)工況有效的改變照明、通風(fēng)等模式，從而減少能耗，降低運營成本。

全自動運行系統(tǒng)可以優(yōu)化人力配置，減少駕駛員數(shù)量，將司機從重復(fù)作業(yè)中解放出來，列車上可以配置乘務(wù)人員，在為乘客服務(wù)的同時，監(jiān)視列車運行狀態(tài)，其勞動強度將極大減低，同時全自動運行系統(tǒng)減少了對于車場服務(wù)人員、車站服務(wù)人員等需求，一定程度上能夠降低運營成本。

3 廣州全自動運行系統(tǒng)（APM）運營實踐

廣州地鐵APM線是國內(nèi)首條真正實現(xiàn)無人駕駛自動運行的軌道交通線路，在設(shè)計上大量采用了新系統(tǒng)、新技術(shù)、新材料，并在管理模式上第一次提出了車站無人值守的新理念。

3.1 線路功能定位

3.1.1 骨干網(wǎng)三號線的加密線、接駁線

2010年11月8日正式開通投入運營，全長 3.94km，共設(shè)9個站臺，兩端與3號線林和西站、廣州塔站換乘。三號線是廣州地鐵最擁擠的一條線，APM 線與其平行設(shè)置，兩條線的距離300多米。多個站點都可以實現(xiàn)客流交換。目前 APM 線的日均客運量約為5萬人，對三號線的擁擠起到了一定的疏導(dǎo)作用（廣州地鐵APM線線路圖如圖1）。

3.1.2 觀光旅行線

APM線位于城市中心軸，沿線有廣州塔、海心沙亞運公園、花城廣場、大劇院、圖書館等，且其無人駕駛的模式，列車通透的視野，本身就是景觀，特別深受小朋友的喜愛。

3.2 日常列車運行組織

APM日常常采用大交路運行，兩端分別采用站后/站前折返模式。（廣州地鐵APM線折返示意圖如圖2）線路不設(shè)運行圖，采用等間隔行車，按運行計劃行車，根據(jù)客流分為高中低峰期。

3.3 運營管理模式

APM線作為廣州地鐵目前唯一的全自動運行系統(tǒng)，廣州地鐵將其作為運營管理改革的試驗田，摸索了一條即符合全自動運營系統(tǒng)設(shè)計理念，又具有廣州地鐵特色的管理模式。

APM部成立于2013年3月1日，全面負(fù)責(zé)APM線運營管理，將一條完整線路的運營管理歸屬一個部門進行管理，這種管理模式為廣州地鐵運營史上的首次嘗試。部門組織架構(gòu)下設(shè)有一個綜合職能室，四個生產(chǎn)分部組織：中心站、調(diào)度分部、車輛信號檢修分部、綜合檢修分部（廣州地鐵APM線組織構(gòu)架如圖3）。

3.4 運維管理

APM線從Maximo升級到LMIS系統(tǒng)平臺，LMIS主要包括后臺管理網(wǎng)站和手持終端兩大部分，按照廣州地鐵運營業(yè)務(wù)劃分共分為3大業(yè)務(wù)模塊，即：維修管理、資產(chǎn)管理、施工管理三大模塊?，F(xiàn)場檢修人員在對設(shè)備進行維修、維護工作時，利用手持終端進行下載、填報、上傳工單等操作，實現(xiàn)廣州地鐵運營設(shè)備全壽命周期的維修維護精細(xì)化管理（MAXIMO和LMIS對比如表2）。

4 結(jié)語

全自動運行系統(tǒng)在我國的應(yīng)用已經(jīng)有了一定的成就，以廣州地鐵APM線為例，其運營模式與以往有人駕駛線路對比，在列車運行組織、運營管理和運維管理等方面均有了一定的發(fā)展，且從APM線運行以來，一直走在城市軌道交通技術(shù)、運營管理創(chuàng)新的前端。未來已來，全自動駕駛會順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，結(jié)合智慧地鐵等更前沿的技術(shù)和思想，實現(xiàn)軌道交通可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張艷兵，王道敏，肖衍.城市軌道交通全自動駕駛的.發(fā)展與思考[J].城市軌道交通，2015，33（9），70-74.