城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用探討

胡思洋

（北京市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理有限公司，北京 100071）

0 引言

從全自動(dòng)化駕駛角度而言，自動(dòng)化駕駛具體是指列車(chē)駕駛能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)自動(dòng)化順利地操控列車(chē)運(yùn)行狀況。應(yīng)用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)，能讓列車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)閉，列車(chē)自動(dòng)喚醒、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)出庫(kù)、上線運(yùn)行、回庫(kù)、清洗等各種功能。當(dāng)前我國(guó)軌道交通主要是以信號(hào)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，在列車(chē)控制系統(tǒng)與信號(hào)車(chē)載設(shè)施等幫助之下，實(shí)現(xiàn)信息的互換，保障信號(hào)能有效地實(shí)現(xiàn)共享，促使列車(chē)保持平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。

1 城市軌道全自動(dòng)化無(wú)人技術(shù)特點(diǎn)

1.1 全自動(dòng)化操作，提高運(yùn)行安全度

無(wú)人駕駛系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可以全面地考慮到列車(chē)的安全。例如，發(fā)生追尾、正面或者側(cè)面的沖撞、列車(chē)脫軌、列車(chē)發(fā)生障礙物碰撞等狀況。除此之外，還能有效地考慮到列車(chē)上的乘客及其運(yùn)營(yíng)人員的生命安全。例如，在上下車(chē)期間的乘客、在車(chē)廂內(nèi)的乘客、在站臺(tái)上的乘客、列車(chē)維護(hù)人員等安全問(wèn)題。在列車(chē)運(yùn)行的全程具有各種運(yùn)行工況的自動(dòng)安全保護(hù)。

1.2 全自動(dòng)化管理，提高運(yùn)行可靠性

無(wú)人駕駛系統(tǒng)對(duì)于車(chē)輛控制、列車(chē)控制、通信網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)設(shè)備都需要采用冗余技術(shù)進(jìn)行配置。這項(xiàng)技術(shù)能高效地實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的靈活切換，同時(shí)還能直接提高車(chē)輛的自檢能力，確保在工作時(shí)期的列車(chē)能不間斷地保持正常的運(yùn)作狀態(tài)。除此之外，也有效地提高了綜合監(jiān)控系統(tǒng)、臺(tái)門(mén)系統(tǒng)等的性能，這些系統(tǒng)的增強(qiáng)可以有效地提高城市軌道的運(yùn)營(yíng)安全性與可靠程度。

1.3 全自動(dòng)化運(yùn)行，提高運(yùn)行行車(chē)組織的靈活性

城市軌道交通使用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)可以幫助城市軌道的運(yùn)行擺脫有人駕駛系統(tǒng)司機(jī)配置問(wèn)題與人員周轉(zhuǎn)問(wèn)題。根據(jù)列車(chē)的時(shí)機(jī)營(yíng)狀況調(diào)整運(yùn)營(yíng)間隔，減少由于人工參與而造成運(yùn)行效率下降或者人為因素事件的發(fā)生等狀況。在客流量較大的情況下可以靈活地開(kāi)展增減列車(chē)的措施，提高系統(tǒng)在面對(duì)突發(fā)大客流時(shí)的反應(yīng)能力，有效地提高運(yùn)營(yíng)組的靈活程度。

1.4 全自動(dòng)化系統(tǒng)，提高服務(wù)質(zhì)量與水平

無(wú)人駕駛設(shè)備需要應(yīng)用到先進(jìn)的ATC系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)列車(chē)連續(xù)速度曲線控制與自動(dòng)化的調(diào)整，這樣可以保證列車(chē)準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)并且平穩(wěn)地運(yùn)行。與此同時(shí)，可以增強(qiáng)列車(chē)上的視頻監(jiān)控與緊急對(duì)講功能作用，幫助城市軌道在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)急處理能力的提高。

1.5 全自動(dòng)化運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)人力資源優(yōu)化

城市軌道在全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的應(yīng)用之下能將司機(jī)從枯燥、反復(fù)的工作之中脫離出來(lái)，增強(qiáng)列車(chē)上的乘務(wù)人員配置。當(dāng)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度提高時(shí)，可以有效地增強(qiáng)設(shè)備的自診能力，促進(jìn)運(yùn)行維護(hù)功能水平的提高，幫助運(yùn)營(yíng)人員降低了工作的強(qiáng)度與難度。

1.6 全自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，降低實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本

列車(chē)在進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可以采用增大列車(chē)行車(chē)密度來(lái)滿足較大的客流量需求，這樣可以有效地提高列車(chē)的運(yùn)輸能力。并且大幅度減小維修管理車(chē)輛，減少駕駛員等相關(guān)工作人員數(shù)量，從而減少過(guò)多的培訓(xùn)活動(dòng)產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)行。

2 城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)工程建設(shè)相關(guān)建議

2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

想要有效地實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無(wú)人運(yùn)營(yíng)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初，需要將全程運(yùn)行的目標(biāo)進(jìn)行明確的設(shè)立?？梢詮倪\(yùn)營(yíng)維護(hù)場(chǎng)景入手，將需要應(yīng)用到自動(dòng)化管理與維護(hù)的場(chǎng)景進(jìn)行呈現(xiàn)，全面考慮各種場(chǎng)景之中所有系統(tǒng)的接口與功能分配問(wèn)題。將任何與土建設(shè)相關(guān)的影響因素進(jìn)行陳列，作為相應(yīng)的邊界條件。除此之外，要根據(jù)相關(guān)功能的需要，加強(qiáng)整合線路車(chē)輛通信、寬帶等多方面的因素，并且明確提出所需要達(dá)到的性能指標(biāo)以及穩(wěn)定程度，促進(jìn)項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)工作的有效落實(shí)。

2.1.1 設(shè)備穩(wěn)定性問(wèn)題

列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中車(chē)輛、信號(hào)、供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保證列車(chē)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。如果相關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)對(duì)列車(chē)的運(yùn)行造成一定的影響。例如，制動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)門(mén)系統(tǒng)、列車(chē)牽引系統(tǒng)等出現(xiàn)問(wèn)題。列車(chē)的運(yùn)行是由信號(hào)體系直接掌控的，信號(hào)的設(shè)計(jì)需要依據(jù)故障作為安全導(dǎo)向。列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中如果出現(xiàn)信號(hào)故障問(wèn)題，列車(chē)會(huì)采取緊急制動(dòng)或降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)方式。如果供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)與配電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)造成列車(chē)停止運(yùn)行。由此，站臺(tái)門(mén)與信號(hào)系統(tǒng)之間存在著關(guān)聯(lián)性，如果出現(xiàn)故障就會(huì)令列車(chē)無(wú)法接收到發(fā)車(chē)指令的信息。因此，在進(jìn)行相關(guān)工程建設(shè)過(guò)程中，需要充分地考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性問(wèn)題。

2.1.2 車(chē)輛段與停車(chē)場(chǎng)問(wèn)題

車(chē)輛段與停車(chē)場(chǎng)的規(guī)模會(huì)因?yàn)閹?kù)線長(zhǎng)度而造成影響。因此，在工程前期，需要明確地規(guī)定庫(kù)線長(zhǎng)度，不同廠家生產(chǎn)的無(wú)人駕駛系統(tǒng)對(duì)安全防護(hù)方式與距離存在著一定的差異。所以，在前期需要開(kāi)展包容性的設(shè)計(jì)方案。段/場(chǎng)需要明確規(guī)定自動(dòng)化區(qū)域以及非自動(dòng)化區(qū)域。轉(zhuǎn)換軌設(shè)計(jì)之上，需要全面地考慮到車(chē)輛運(yùn)作的便捷程度及應(yīng)急處置能力。除此之外，土建筑設(shè)計(jì)需要充分地考慮到工作人員在自動(dòng)化區(qū)域地下或地下通道進(jìn)出是否安全便捷。并且需要有效地預(yù)防車(chē)輛在特殊狀況下沖出線路終端，造成車(chē)輛與設(shè)施出現(xiàn)損壞的問(wèn)題。因此，在正線與輔線終端需要設(shè)置專門(mén)的緩沖車(chē)擋。

2.2 及時(shí)確立運(yùn)營(yíng)模式與團(tuán)隊(duì)

全自動(dòng)化無(wú)人駕駛會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)在崗位上與職位上發(fā)生變化。從運(yùn)營(yíng)多年的城市系統(tǒng)角度而言，全自動(dòng)化無(wú)人駕駛技術(shù)會(huì)給運(yùn)營(yíng)模式的改變?cè)斐刹恍_擊。由于無(wú)人駕駛系統(tǒng)具有運(yùn)行控制與管理經(jīng)營(yíng)高度集中化的特征，主要會(huì)造成以下沖擊:第一，控制中心的調(diào)度人員從過(guò)去面向司機(jī)、司機(jī)面向乘客的關(guān)系轉(zhuǎn)化為直接面對(duì)乘客的關(guān)系。通過(guò)控制中心與列車(chē)的視頻與語(yǔ)音通信設(shè)備就可以正確地識(shí)別列車(chē)上乘客在列車(chē)中的狀況。第二，過(guò)去需要依靠司機(jī)來(lái)進(jìn)行設(shè)備故障的處理，但是在全自動(dòng)化無(wú)人駕駛系統(tǒng)應(yīng)用之后，司機(jī)的列車(chē)控制職能轉(zhuǎn)化為控制中心調(diào)度人員的直接遠(yuǎn)程處理，并且改為控制中心調(diào)度人員直接控制無(wú)人駕駛列車(chē)的運(yùn)行。這種改變拓寬了中心調(diào)度工作人員的職能。因此，需要積極擴(kuò)大中心調(diào)度崗位。這樣才能促進(jìn)工作的更換進(jìn)行。同時(shí)，也需要培養(yǎng)調(diào)度人員加強(qiáng)對(duì)信息的識(shí)別與判斷，學(xué)習(xí)遠(yuǎn)程控制命令的使用等多方面的理論技能。第三，需要積極增加線路多職能保障隊(duì)伍，這支隊(duì)伍需要直接聽(tīng)從中心調(diào)度員的指揮，有效地完成和處理非正常運(yùn)作之下的緊急任務(wù)，為乘客開(kāi)展輔助性的引導(dǎo)工作，實(shí)現(xiàn)站臺(tái)門(mén)故障的處理在必要情況下需要要求司乘人員上車(chē)進(jìn)行列車(chē)故障的處理。這項(xiàng)工作開(kāi)展對(duì)于保障人員的綜合素質(zhì)有了更高的要求。因此，在工程項(xiàng)目即將建立時(shí)，需要積極組織一支獨(dú)立的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)有效地與建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、系統(tǒng)方展開(kāi)全面的系統(tǒng)功能需求研究，明確運(yùn)行管理方式、崗位設(shè)計(jì)、人員培訓(xùn)等多方面的工作。只有在這樣之下才能夠有效地促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)工作的順利開(kāi)展。做好運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)備工作時(shí)可以采用扁平化與集中高效的設(shè)計(jì)原則。設(shè)置專門(mén)的運(yùn)營(yíng)部門(mén)、科學(xué)合理地將控制中心、列車(chē)、其他維修專業(yè)進(jìn)行整合性的管理。這樣可以有效地提高內(nèi)部溝通效率，促進(jìn)運(yùn)行管理工作效率的提高。在開(kāi)展系統(tǒng)巡檢維護(hù)工作中可以將專業(yè)較為接近的人員進(jìn)行合并，這樣可以有效地提高故障應(yīng)急處理的工作效率。與此同時(shí)，依據(jù)全自動(dòng)化無(wú)人駕駛的特點(diǎn)，需要加強(qiáng)創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)管理模式與組織框架，尤其是要針對(duì)我國(guó)城市交通軌道客流量較大的特點(diǎn)，加強(qiáng)研究乘客應(yīng)急疏散工作與列車(chē)援救工作的制定。

2.3 加強(qiáng)系統(tǒng)之間的同步匹配

城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的有效落實(shí)必須要依靠可靠的系統(tǒng)運(yùn)作。例如，信號(hào)系統(tǒng)、車(chē)輛系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)之中增加冗余性這樣可以有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。部分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)會(huì)對(duì)信號(hào)系統(tǒng)控車(chē)造成影響。因此，需要將可靠性指標(biāo)與信號(hào)系統(tǒng)保持一致?tīng)顟B(tài)。第一，自動(dòng)化車(chē)輛基地，車(chē)輛基地主要有出入段/場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、洗車(chē)線、正線輔助線無(wú)人駕駛運(yùn)行線路、車(chē)輛各庫(kù)線、進(jìn)行車(chē)擋設(shè)計(jì)時(shí)需要充分地考慮到車(chē)輛自動(dòng)入庫(kù)停車(chē)的安全標(biāo)準(zhǔn)。車(chē)輛基地?zé)o人駕駛區(qū)需要設(shè)立明顯的安全防護(hù)欄，這樣可以有效地防止非操作人員進(jìn)入此地，并且需要為維修人員設(shè)置專業(yè)的安全保護(hù)措施。這樣才能夠促進(jìn)維修人員在工作過(guò)程中獲得安全保障。第二，車(chē)輛控制體系與信號(hào)體系一般應(yīng)用的是智能接口與硬件接口，在接口中不僅會(huì)存在著離散模擬信號(hào)而且還存在著網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，無(wú)人駕駛對(duì)于車(chē)輛的體系穩(wěn)定與可利用性提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行規(guī)劃之前需要對(duì)當(dāng)前已經(jīng)熟練的平臺(tái)控制路線進(jìn)行修改，增加可以控制的電氣器件，有效地增加車(chē)輛控制網(wǎng)絡(luò)冗余性。除此之外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考慮當(dāng)各類設(shè)備出現(xiàn)狀況時(shí)，如何有效的開(kāi)展遠(yuǎn)程診斷，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決。第三，做好無(wú)線通信系統(tǒng)同步工作。在城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)當(dāng)中需要增加寬帶，所以需要將多數(shù)車(chē)上設(shè)備內(nèi)容進(jìn)行傳遞，因此，無(wú)線傳輸?shù)膶拵з|(zhì)量需要不斷地提升來(lái)適應(yīng)當(dāng)前技術(shù)的需要。第五，加強(qiáng)設(shè)備檢測(cè)設(shè)施。任何一種檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于全自動(dòng)無(wú)人駕駛安全性問(wèn)題都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是當(dāng)前這些系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，依舊不能夠很好的匹配信號(hào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 加強(qiáng)提高運(yùn)營(yíng)人員專業(yè)能力

對(duì)于城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的有效應(yīng)用會(huì)直接影響到項(xiàng)目運(yùn)行管理工作順利開(kāi)展。想要保證城市軌道，全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的正常運(yùn)行，離不開(kāi)良好的運(yùn)營(yíng)人員及優(yōu)秀的設(shè)備設(shè)施保障團(tuán)隊(duì)。需要加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)人員對(duì)于車(chē)輛技術(shù)的了解，同時(shí)需要有效把控供電、信號(hào)、路線以及駕駛技術(shù)等多個(gè)方面。除此之外，還需要加強(qiáng)優(yōu)化OCC調(diào)度員的控制與指揮能力，引導(dǎo)相關(guān)運(yùn)營(yíng)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)全自動(dòng)無(wú)人駕駛的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)注重培訓(xùn)運(yùn)營(yíng)人員良好的協(xié)作能力與心理素質(zhì)，這樣才能夠有效地提高中央集中控制管理能力。在對(duì)于多職能團(tuán)隊(duì)的選擇上，需要選擇能夠承擔(dān)起一崗多責(zé)的工作人員。這樣在城市軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下及故障狀況下都能夠充分的發(fā)揮自身的工作能力，解決相關(guān)問(wèn)題。需要積極明確每個(gè)崗位的業(yè)務(wù)技能標(biāo)準(zhǔn)，分清楚每個(gè)崗位之間的工作界限，從而有效地減少在工作中發(fā)生責(zé)任劃分不清的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文從城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的概述作為出發(fā)點(diǎn)，為城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)工程建設(shè)提供相關(guān)建議，從系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、及時(shí)確立運(yùn)營(yíng)模式與團(tuán)隊(duì)、加強(qiáng)系統(tǒng)之間的同步匹配、加強(qiáng)提高運(yùn)營(yíng)人員專業(yè)能力等多個(gè)方面開(kāi)展研究，期望能為城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用提供一定的參考。