探究城市軌道交通全自動駕駛的發(fā)展與思考

唐海峰

摘要：本文論述了城市軌道交通全自動駕駛的發(fā)展歷程，探索城市軌道交通全自動駕駛的發(fā)展趨勢和技術(shù)特征，促進(jìn)我國城市軌道交通全自動駕駛可持續(xù)發(fā)展，提出發(fā)展我國全自動化駕駛的策略，優(yōu)化城市交通體系。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;全自動駕駛;發(fā)展策略

城市軌道交通全自動駕駛指的是列車駕駛員視線自動化工作，利用列車運(yùn)行系統(tǒng)完成相關(guān)工作。城市軌道交通全自動駕駛系統(tǒng)具備豐富的功能，可以實(shí)現(xiàn)多重運(yùn)行模式。城市軌道交通全自動駕駛系統(tǒng)利用現(xiàn)代通信技術(shù)和自動控制技術(shù)等，維護(hù)軌道交通的安全性和可靠性，使整體運(yùn)行效率不斷提升，保障城市軌道交通良好的運(yùn)行狀態(tài)，這也是我國軌道交通技術(shù)未來發(fā)展方向。

一、概述城市軌道交通全自動駕駛發(fā)展趨勢和技術(shù)特征

（一）發(fā)展趨勢

全自動駕駛地鐵發(fā)展速度不斷提高，很多新建線路另一個全自動駕駛設(shè)計(jì)方案，例如迪拜全網(wǎng)中有5條線開始設(shè)計(jì)為自動駕駛，全世界最長的全自動駕駛線路是迪拜地鐵紅線，全長為52km，行車最佳間隔為90s，最高時速可以達(dá)到90km以上。【1】

地鐵交通不斷發(fā)展，很多城市不斷改造既有軌道交通路線為全自動駕駛，例如巴黎地鐵1號線營運(yùn)單位和西本子公司簽訂合同，建設(shè)地鐵自動化項(xiàng)目，引進(jìn)各種新技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地鐵完全自動化，城市世界全自動地鐵的代表，對于世界腸壞死軌道交通現(xiàn)代化建設(shè)起到引領(lǐng)作用。近些年亞洲國家發(fā)展速度不斷提高，竣工的全自動駕駛地鐵線路里程位于世界前列。結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全自動駕駛城市軌道交通運(yùn)營里程將會呈倍數(shù)增長，在2025年總里程將會達(dá)到1800km以上。

（二）技術(shù)特征

1.線路結(jié)構(gòu)類型：全世界全自動駕駛軌道交通線路結(jié)構(gòu)類型比較豐富，主要類型是高架線和地下混合線路，很少有純地下線路。針對無人值守的自動駕駛路線，要重視隧道人員疏散問題，實(shí)際結(jié)構(gòu)關(guān)系到運(yùn)營效果。

2.輪軌制式：早期的全自動駕駛列車主要是利用橡膠輪。在全世界軌道交通線路發(fā)展過程中，鋼輪鋼軌制式占據(jù)69%磁懸浮占據(jù)2%以上。當(dāng)前我國全自動駕駛線路主要是利用鋼輪鋼軌制式，磁懸浮和橡膠輪胎的應(yīng)用數(shù)量比較少。最早在鐵路中利用鋼輪鋼軌制式，這種方式具有很強(qiáng)適應(yīng)性和可靠性，因此被廣泛應(yīng)用。橡膠輪制式具有很強(qiáng)的爬坡能力，產(chǎn)生的噪音比較小。對于各類線路地具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，但是整體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，整體承載力比較小，橡膠粉塵會污染環(huán)境。

3.站臺安全門：在軌行區(qū)，站臺安全門發(fā)揮著防護(hù)作用，其中紅外線和激光檢測裝置發(fā)揮著重要的作用。站臺安全門可以實(shí)現(xiàn)全自動駕駛線路封閉運(yùn)行，針對行車延遲的所有原因，乘客進(jìn)入站臺軌道區(qū)的人為因素占據(jù)較大的比重。

4.車輛：在發(fā)展初期，每列車載客在300人以內(nèi)，城市軌道交通全自動駕駛實(shí)現(xiàn)顯著的改變，當(dāng)前載客列車的容量為300～700人，這是中低容量列車，利用中低容量列車，可以有效降低土建規(guī)模，有效降低整體工程造價。

5.列車運(yùn)行間隔：城市軌道交通全自動駕駛系統(tǒng)可以有效縮短發(fā)車間隔，使發(fā)車頻率不斷提高，縮短乘客等車的時間，進(jìn)一步提升城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量。

二、我國城市軌道交通全自動駕駛的發(fā)展

（一）國發(fā)展城市軌道交通全自動駕駛的必要性

我國城市軌道交通發(fā)展速度不斷提高，當(dāng)前全國各大城市不斷建設(shè)軌道交通，逐漸加密交通線網(wǎng)，逐漸增大了客流負(fù)荷，對于軌道驕傲通建設(shè)運(yùn)行提出了較高的要求，這也突出了城市軌道交通全自動駕駛技術(shù)發(fā)展的必要性。【2】

利用當(dāng)前的技術(shù)條件，很難實(shí)現(xiàn)地鐵最小運(yùn)營間隔在2min以內(nèi)，為了解決城市地鐵的客流量，尤其是解決早晚高峰期的客流量，我國需要不斷研究全自動駕駛技術(shù)，使地鐵交通的運(yùn)營能力不斷提高，充分激發(fā)地鐵的運(yùn)輸能力。為了提高驕傲通系統(tǒng)自動化水平，降低人為操作的負(fù)面影響，因?yàn)榘l(fā)生了人為操作之后，可能會引發(fā)地鐵事故，利用城市軌道交通全自動駕駛技術(shù)，提出針對性的發(fā)展策略，可以避免因?yàn)槿藶橐蛩匾l(fā)地鐵事故。實(shí)現(xiàn)城市軌道交通全自動駕駛可以減低運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，使乘客服務(wù)質(zhì)量不斷提升。軌道交通司機(jī)勞動強(qiáng)度比較高，利益熊全自動駕駛可以降低司機(jī)勞動強(qiáng)度，增加列車巡視人員的數(shù)量，一方面可以為乘客提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時可以全面監(jiān)視列成運(yùn)行情況。

（二）發(fā)展策略

1.技術(shù)路線：我國特大城市可以加強(qiáng)研究 鋼輪鋼軌制式自動駕駛系統(tǒng)，二三線城市可以發(fā)展低運(yùn)量系統(tǒng)。積極引進(jìn)國際前沿技術(shù)，完善各種技術(shù)體系，優(yōu)化自動駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立系統(tǒng)方案。

2.裝備制造：根據(jù)現(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)完善信號系統(tǒng)，利用冗余車載ATO和車輛接口冗余配置，提升軌道交通運(yùn)行的安全性和可靠性。根據(jù)時刻表可以自動發(fā)車和停車，增加車輛自動喚醒和休眠以及脫軌檢測等功能，利用車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)自診斷，向控制中心實(shí)時上傳故障告警信息和車輛狀態(tài)參數(shù)等。利用通信系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，控制中心負(fù)責(zé)監(jiān)控列車前方和車內(nèi)的視頻，此外?？秃涂刂浦行目梢詫?shí)現(xiàn)緊急通話。

3.應(yīng)急處置：利用設(shè)備系統(tǒng)處理災(zāi)害和突發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障恢復(fù)，同時可以遠(yuǎn)程開啟逃生門，探測站臺門和車門事故，

4.安全評估：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)收等階段利用安全認(rèn)證技術(shù)，提升裝備的安全性，避免出現(xiàn)遺漏的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。完善第三方專業(yè)安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)，保障安全評估效果?！?】

5.運(yùn)營組織：設(shè)置城市軌道交通全自動駕駛，在頂層優(yōu)化運(yùn)營模式，制定完善的應(yīng)急預(yù)案。我國缺乏城市軌道交通全自動駕駛發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)槲覈枰l(fā)展人才團(tuán)隊(duì)，保障團(tuán)隊(duì)成員具備較高的復(fù)合業(yè)務(wù)能力，在運(yùn)營實(shí)踐當(dāng)中，逐漸過度人工駕駛到自動駕駛，不斷優(yōu)化城市軌道交通全自動駕駛系統(tǒng)，完善全自動駕駛的線路。

結(jié)束語：

我國不斷發(fā)展城市軌道交通全自動駕駛技術(shù)，當(dāng)前上海市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全自動駕駛，并且取得顯著的成果。我國在微辣軌道交通建設(shè)過程中，需要不斷完善城市軌道交通全自動駕駛系統(tǒng)，積極學(xué)習(xí)國際先進(jìn)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)我國軌道交通可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮浩楠，黃蘇蘇，付偉，李智.城市軌道交通全自動運(yùn)行系統(tǒng)多功能仿真平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（01）：238-241+249.

[2]范曉棟.城市軌道交通全自動駕駛車輛在線監(jiān)測平臺的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].智能城市，2019，5（11）：3-5.

[3]陳寧寧，張琦，王開鋒，高鶯，賈鵬.城市軌道交通既有車輛段短庫線全自動駕駛改造方案研究[J].城市軌道交通研究，2019，22（03）：46-50.