城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行FAO項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)籌備中的啟示

曹啟濱

新時(shí)代的科技進(jìn)步，促進(jìn)了當(dāng)今城市軌道交通自動(dòng)化、信息化、智能化程度的大幅度提高，5G+物聯(lián)網(wǎng)、AI人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)為新一代軌道交通提質(zhì)增效。當(dāng)前國(guó)內(nèi)新建地鐵線路廣泛采用了全自動(dòng)運(yùn)行（Full Automatic Operation，F(xiàn)AO）系統(tǒng)，信號(hào)系統(tǒng)從單純追求列車(chē)高密度追蹤的移動(dòng)閉塞CBTC列控系統(tǒng)，發(fā)展成為多專(zhuān)業(yè)控制設(shè)備的深度耦合、控制信息共享聯(lián)動(dòng)的總集成平臺(tái)。

全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)部分新建軌道交通線路上得到了成功的示范應(yīng)用。針對(duì)新技術(shù)落地，軌道交通運(yùn)營(yíng)管理方面也急需同步進(jìn)行重大調(diào)整［1-2］。

1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)架及特點(diǎn)

1.1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)架

CBTC列車(chē)控制系統(tǒng)以提升行車(chē)能力為主要功能，在此基礎(chǔ)上，F(xiàn)AO 以信號(hào)為總牽頭專(zhuān)業(yè)，將通信、車(chē)輛、綜合監(jiān)控、乘客服務(wù)信息、客流現(xiàn)狀，以及系統(tǒng)故障與異常狀態(tài)處置提示等匯總到信息流統(tǒng)籌大平臺(tái)，打破了原有按照設(shè)備專(zhuān)業(yè)管轄劃分的信息“孤島”，形成了以安全運(yùn)營(yíng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)、信息化輔助支持、智能化決策的中樞。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)架見(jiàn)圖1。信息流的深度強(qiáng)關(guān)聯(lián)耦合聯(lián)動(dòng)，也為今后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)5G+AI 提供了技術(shù)基礎(chǔ)［3-4］。

圖1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)架

1.2 全自動(dòng)運(yùn)行主要特點(diǎn)

FAO 通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能，減少了人工的介入操作。業(yè)內(nèi)最初曾普遍認(rèn)為FAO 就是無(wú)人駕駛，取消司機(jī)是FAO 系統(tǒng)唯一特性的理解是完全片面化的。從實(shí)踐角度看，現(xiàn)階段FAO 技術(shù)的核心目的并非取消司機(jī)。

1）FAO 是多專(zhuān)業(yè)深度融合的信息流與控制平臺(tái)，具備列車(chē)自動(dòng)休眠喚醒、自動(dòng)出庫(kù)、車(chē)門(mén)/站臺(tái)門(mén)故障自動(dòng)對(duì)位隔離、列車(chē)遠(yuǎn)程故障處置、災(zāi)害模式下自動(dòng)聯(lián)動(dòng)，以及以車(chē)客服務(wù)為顯著特征的聯(lián)動(dòng)功能。FAO 提煉了軌道交通常規(guī)運(yùn)營(yíng)指揮、應(yīng)急處置、故障和災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)及公共應(yīng)對(duì)辦法，將其系統(tǒng)化植入到設(shè)備系統(tǒng)，降低了人工介入度。類(lèi)似于十余年前，軌道交通具備ATO 自動(dòng)運(yùn)行功能時(shí)，將乘務(wù)員從人工操縱牽引手柄的繁重機(jī)械化動(dòng)作中解放出來(lái)，是一種降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高智能化水平的勞動(dòng)環(huán)境與工作品質(zhì)的提升。

2）FAO 是在安全可靠運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的融合。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行需要多專(zhuān)業(yè)配合，現(xiàn)階段無(wú)法做到全部故障、災(zāi)害、異常狀態(tài)的無(wú)限窮舉，并通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)縫支持。目前，F(xiàn)AO系統(tǒng)可以做到監(jiān)測(cè)、甄別、判斷、輔助決策和輔助動(dòng)作，降低人工決策和操作的頻次。當(dāng)區(qū)間、車(chē)輛發(fā)生嚴(yán)重異常，造成運(yùn)營(yíng)車(chē)流擁塞，存在路軌車(chē)輛乘客危急時(shí)，仍不可避免地需要人工確認(rèn)及補(bǔ)救，以搭建完善的運(yùn)營(yíng)管理底線。特別是超大規(guī)模城市軌道交通客流量極大、列車(chē)追蹤密集，完全無(wú)人駕駛遇有緊急異常時(shí)，可能會(huì)擴(kuò)大延誤范圍、交通擁堵和社會(huì)負(fù)面影響［5］。

3）2022 年1月，國(guó)家交通運(yùn)輸部針對(duì)FAO 系統(tǒng)司機(jī)添乘和乘降安全進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，在運(yùn)營(yíng)初期需要有司機(jī)值乘。FAO 是自動(dòng)化、智能化的運(yùn)行控制系統(tǒng)，雖然從系統(tǒng)的角度替代了人工操作，但不是純粹的無(wú)人駕駛。對(duì)值守、監(jiān)護(hù)做出的進(jìn)一步定位，將進(jìn)一步促進(jìn)業(yè)內(nèi)對(duì)FAO“運(yùn)行”職能的認(rèn)知和把控。

2 FAO對(duì)運(yùn)營(yíng)管理的影響

2.1 調(diào)度指揮方面

FAO 的深度融合、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，打破了傳統(tǒng)按照設(shè)備專(zhuān)業(yè)劃分的分工，將大量的實(shí)時(shí)信息流傳遞給調(diào)度中心，將行車(chē)、電力、環(huán)控、車(chē)輛、乘客及維修調(diào)度臺(tái)高度集中。

1）行車(chē)業(yè)務(wù)打破了單純以ATS監(jiān)視組織車(chē)流的唯一視點(diǎn)，擴(kuò)展為包括環(huán)境感知、系統(tǒng)異常、乘客呼叫于一體的指揮、控制、決策、服務(wù)體系。

2）FAO 增加了乘客調(diào)度職責(zé)，車(chē)廂內(nèi)的乘客可以通過(guò)緊急對(duì)講直接與調(diào)度員通話，反映訴求、報(bào)告突發(fā)情況，即增加了調(diào)度員的服務(wù)職能。

3）在非FAO 級(jí)別時(shí)，車(chē)輛狀態(tài)由司機(jī)掌握，車(chē)輛故障由司機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)，發(fā)生影響運(yùn)營(yíng)的情況時(shí)，調(diào)度員根據(jù)司機(jī)現(xiàn)場(chǎng)反饋的情況進(jìn)行決策施令；FAO 系統(tǒng)則將在線列車(chē)狀態(tài)、異常故障等全面運(yùn)行信息實(shí)時(shí)上傳調(diào)度指揮系統(tǒng)，調(diào)度員（車(chē)輛調(diào)）需要提高對(duì)車(chē)輛技術(shù)的深入判斷能力與決策水平，辨識(shí)可能的隱患和故障，并遠(yuǎn)程進(jìn)行決策施令［6］。

2.2 車(chē)站及乘務(wù)方面

車(chē)站綜控員增加相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)職能，包括自動(dòng)清客、車(chē)門(mén)/站臺(tái)門(mén)故障自動(dòng)對(duì)位隔離等功能的服務(wù)解釋工作；司機(jī)乘務(wù)專(zhuān)業(yè)的崗位定義將發(fā)生重大變化，司機(jī)也將以綜合巡檢職能隊(duì)員的身份離開(kāi)駕駛室，甚至一些新興FAO 項(xiàng)目交付時(shí)已無(wú)司機(jī)室布置，因此需單獨(dú)制定FAO 線路乘務(wù)人員對(duì)列車(chē)的巡檢、看護(hù)、管理、處置、服務(wù)等多職能職責(zé)［7］。

2.3 運(yùn)維方面

傳統(tǒng)的軌道交通運(yùn)營(yíng)設(shè)備專(zhuān)業(yè)劃分較多，存在各系統(tǒng)各專(zhuān)業(yè)各自為戰(zhàn)、專(zhuān)業(yè)間壁壘多、協(xié)作弱的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，專(zhuān)業(yè)間接口經(jīng)常存在技術(shù)上的斷擋和接口失靈，管理上也常存在專(zhuān)業(yè)邊界推諉現(xiàn)象。

FAO 系統(tǒng)強(qiáng)耦合、系統(tǒng)設(shè)備交叉接口深度關(guān)聯(lián)，若按照傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)劃分，會(huì)造成更多管理上的“壁壘”、技術(shù)上的“深井”，最終損害全系統(tǒng)能力。因此，運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)首先打破傳統(tǒng)的信號(hào)專(zhuān)業(yè)設(shè)備和管理格局，將信號(hào)系統(tǒng)作為統(tǒng)籌FAO 平臺(tái)的牽頭專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)，并以綜合、合作、協(xié)同統(tǒng)籌維修方式，搭建集約整合的維修隊(duì)伍平臺(tái)，從籌備新線之初就排除傳統(tǒng)的以專(zhuān)業(yè)“自我保護(hù)”的本體意識(shí)，培育面向全系統(tǒng)維保的技術(shù)隊(duì)伍。

在運(yùn)維人員隊(duì)伍建設(shè)方面，運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照有人值守、有人操作的傳統(tǒng)配置，預(yù)先培訓(xùn)、教育相關(guān)操作職工、技術(shù)干部，做足人員儲(chǔ)備，制定應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)信號(hào)與運(yùn)輸組織，即FAO 降級(jí)體系的管理規(guī)章、應(yīng)急方案等，并組織員工隊(duì)伍進(jìn)行有人盯控的新建線路FAO 調(diào)試，開(kāi)展人員、管理、系統(tǒng)、設(shè)備在籌備期的有效鍛煉、磨合，保障新建線路有序開(kāi)通投運(yùn)。

3 運(yùn)營(yíng)單位籌備的關(guān)鍵要素

3.1 建立系統(tǒng)思維

全自動(dòng)運(yùn)行融合度高，必須要從大系統(tǒng)全局構(gòu)建，對(duì)全部功能場(chǎng)景整體貫穿把握，領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷、功能規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)、接口關(guān)系和聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景的總體架構(gòu)，以便后續(xù)從各板塊細(xì)致分解各功能。

系統(tǒng)思維必須打破傳統(tǒng)以專(zhuān)業(yè)自我一體的格局。信號(hào)作為整體牽頭專(zhuān)業(yè)，應(yīng)配備總體工程師，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)、子模塊、接口專(zhuān)業(yè)的技術(shù)配合和應(yīng)用落地；車(chē)輛、機(jī)電、供電、通信及綜合監(jiān)控等相關(guān)專(zhuān)業(yè)，不能孤立地認(rèn)為FAO 屬于信號(hào)專(zhuān)業(yè)職責(zé)而出現(xiàn)技術(shù)缺位，應(yīng)按照“大一統(tǒng)”的理念實(shí)現(xiàn)包括運(yùn)營(yíng)單位、建設(shè)單位、各專(zhuān)業(yè)供貨商的主動(dòng)協(xié)作。

3.2 細(xì)化功能需求

樹(shù)立“建設(shè)為了運(yùn)營(yíng)，運(yùn)營(yíng)為公眾服務(wù)”的概念。明確定義需求：并非廠家生產(chǎn)什么，用戶就被動(dòng)接受什么；也不是用戶提什么，廠家均應(yīng)實(shí)現(xiàn)。一定要打破“唯廠家論”和“唯用戶論”的2 個(gè)極端。

在系統(tǒng)格局的基礎(chǔ)上，建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及供貨單位應(yīng)當(dāng)共同強(qiáng)化基本框架設(shè)計(jì)初衷的原則、基本功能、基本理念，學(xué)會(huì)融通，在可選配的環(huán)節(jié)上專(zhuān)心分析。

FAO 的基本功能是在凝練了軌道交通傳統(tǒng)線路多年多線的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，融合了常見(jiàn)故障、異常、服務(wù)業(yè)務(wù)等的基礎(chǔ)上形成的。運(yùn)營(yíng)單位可以進(jìn)一步結(jié)合不同線路的經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)痛點(diǎn)進(jìn)行分析，細(xì)化FAO 大系統(tǒng)下的個(gè)性化需求。結(jié)合具體線路客流、車(chē)流、運(yùn)營(yíng)管理組織模式等綜合施策，設(shè)計(jì)需求時(shí)需結(jié)合管理布局和管理職能同步考究，避免出現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)展階段倒溜和過(guò)度超躍，技術(shù)前進(jìn)而管理漏失引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)［8］。

3.3 管理制式對(duì)接

FAO 項(xiàng)目籌備質(zhì)量如何，管理制式非常關(guān)鍵，包括建設(shè)管理和運(yùn)營(yíng)管理2 個(gè)方面。在建設(shè)階段，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)雙方都宜配備總體牽頭、總體協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人，聯(lián)絡(luò)組織各分系統(tǒng)和分專(zhuān)業(yè)的需求、進(jìn)度、質(zhì)量和工藝等。

運(yùn)營(yíng)管理制式也是開(kāi)通運(yùn)營(yíng)和經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵。上海10 號(hào)線、北京燕房線等FAO 示范項(xiàng)目都做出了實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)，建立脫離傳統(tǒng)線路的指揮、維修、技術(shù)團(tuán)隊(duì)，單獨(dú)應(yīng)對(duì)FAO 的聯(lián)動(dòng)融合，打破專(zhuān)業(yè)間技術(shù)壁壘與管理鴻溝是應(yīng)對(duì)FAO 的關(guān)鍵任務(wù)之一。

3.4 經(jīng)濟(jì)價(jià)值研究

新時(shí)代軌道交通將逐漸從運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)向經(jīng)營(yíng)。結(jié)合FAO，在人員編制、員工操作勞動(dòng)強(qiáng)度、故障對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響等方面進(jìn)行有益嘗試，并全面提升自動(dòng)化、信息化、智能化管控水平。FAO 的功能再分配，扭轉(zhuǎn)了軌道交通行業(yè)勞動(dòng)密集型、操作聚合型的勞動(dòng)格局，提升了勞動(dòng)環(huán)境與品質(zhì)，鋪墊了軌道交通行業(yè)智慧化就業(yè)方向，提升了行業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值，為進(jìn)一步融匯新科技、打造智慧地鐵車(chē)站、實(shí)現(xiàn)車(chē)客匹配智慧出行、降低人員及設(shè)備損耗，實(shí)現(xiàn)綠色低碳可持續(xù)的交通等奠定基礎(chǔ)。

3.5 工期籌劃

FAO 的建設(shè)管理應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)步調(diào)一致，減少“窩工”返工降效的發(fā)生。信號(hào)系統(tǒng)作為弱電控制專(zhuān)業(yè)，往往是新線建設(shè)中最后交付調(diào)試的設(shè)備系統(tǒng)，而信號(hào)專(zhuān)業(yè)本身又是關(guān)系開(kāi)通和安全運(yùn)營(yíng)的決定性方面，其自身的調(diào)試任務(wù)多、項(xiàng)點(diǎn)繁、標(biāo)準(zhǔn)高、安全責(zé)任重，調(diào)試的人力物力成本也比較高昂。FAO 系統(tǒng)大融合后，包括綜合監(jiān)控整合，通信、車(chē)輛等的聯(lián)動(dòng)測(cè)試，以及未來(lái)軌道“云”的相關(guān)接口測(cè)試，都需要在站后工程中實(shí)現(xiàn)，需有明確的統(tǒng)籌推進(jìn)方案，同步接口測(cè)試和功能驗(yàn)收。

FAO 功能仍然要高度強(qiáng)調(diào)人員操作的重要性，人工操作是對(duì)FAO 補(bǔ)充和兜底的底線保障，切不可完全以系統(tǒng)自律運(yùn)行為唯一方案而忽視降級(jí)條件下的人員應(yīng)對(duì)水平。在FAO 線路的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)階段，特別是接納本省市第一個(gè)FAO 項(xiàng)目時(shí)，要預(yù)先儲(chǔ)備人才、搭建隊(duì)伍，建立FAO 降級(jí)下全流程、全覆蓋、完善的規(guī)章守則，并落實(shí)培訓(xùn)執(zhí)行到位；在調(diào)試階段，施行運(yùn)營(yíng)人員有規(guī)章的盯控保障，及時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)調(diào)試異常，及時(shí)干預(yù)，避免出現(xiàn)危急事態(tài)，并針對(duì)調(diào)試挖掘隱患，不斷迭代管理規(guī)章，形成完善的包含降級(jí)應(yīng)用的FAO 全系統(tǒng)管理制度，實(shí)現(xiàn)FAO 系統(tǒng)有保障的安全可靠投運(yùn)。

FAO 項(xiàng)目宜在開(kāi)通前完成全功能調(diào)試，全功能交付開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。軌道交通載客線路需要利用夜間有限的停運(yùn)時(shí)間段進(jìn)行維保檢修，特別注意新建線路宜避免遺留FAO 尾工，以減少對(duì)運(yùn)營(yíng)維保的影響。

4 結(jié)論

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是新技術(shù)落地的新事物，是以信號(hào)系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)的又一次飛躍，需要建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)單位進(jìn)一步深入研究、密切配合，站在新技術(shù)的高度統(tǒng)籌推進(jìn)。