地鐵車輛全自動駕駛系統(tǒng)發(fā)展分析

(山東職業(yè)學(xué)院 山東 濟南 250104)

一、引言

我國地鐵建設(shè)進(jìn)入高速爆發(fā)階段，各城市新建地鐵線路逐步投入使用，隨著信號系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，地鐵駕駛自動化程度不斷提高，全國多條全自動駕駛線路將陸續(xù)開通，例如：上海地鐵14號線、15號線和18號線；青島地鐵8號線；北京地鐵燕房線；成都地鐵9號線等[1-2]。

二、地鐵全自動駕駛發(fā)展

我國地鐵駕駛模式主要分為了三個階段：

(一)完全手動駕駛模式

地鐵發(fā)展初期，信號系統(tǒng)發(fā)展不完備，地鐵的駕駛主要依靠駕駛員依據(jù)信號系統(tǒng)進(jìn)行完全手動駕駛。

(二)手動駕駛的自動化運行模式

隨著地鐵信號系統(tǒng)的發(fā)展，使地鐵車輛聯(lián)合信號設(shè)備進(jìn)行實時通訊，地鐵車輛得以在人工監(jiān)控下實現(xiàn)行駛過程和進(jìn)站對標(biāo)停車的自動化運行，但是開關(guān)車門操作和列車啟動操作還是需要司機進(jìn)行控制。

(三)全自動駕駛模式

計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，地鐵駕駛運行模式也迎來了革命性的變革，無人干預(yù)且自動運行的全新地鐵信號和車輛系統(tǒng)已經(jīng)在地鐵行業(yè)進(jìn)行運用，其主要的優(yōu)勢在于地鐵列車在運行過程中的各個環(huán)節(jié)均實現(xiàn)自動化運行，無需人工干預(yù)。

(四)全自動駕駛等級分類

依據(jù)國際公共交通協(xié)會(UITP)將列車運行的自動化水平(自動化等級,簡稱GoA)劃分為5個等級：

表1 UITP列車自動化水平等級分類表

三、地鐵全自動駕駛系統(tǒng)與傳統(tǒng)駕駛控制系統(tǒng)差別

地鐵全自動駕駛系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的駕駛控制系統(tǒng)的最主要區(qū)別在于運營管理方式和系統(tǒng)構(gòu)成不同。

(一)運營管理方式的差異

地鐵全自動駕駛系統(tǒng)的運行監(jiān)控模式完全基于OCC(地鐵運行控制中心)統(tǒng)一控制，地鐵車站沒有控制車輛運行的權(quán)限；乘客的乘降和組織完全依賴控制中心；車輛的行車組織完全基于計算機程序進(jìn)行的最優(yōu)化計算，運行的原則完全基于“故障-安全模式”，發(fā)生緊急狀況才能進(jìn)行人工介入，使系統(tǒng)降級運行。為了保證乘客的安全及列車的穩(wěn)定運行，控制中心需要設(shè)置備用設(shè)備，一旦發(fā)生故障，備用設(shè)備要立即投入使用，以提高控制中心運行的穩(wěn)定性[5]。

(二)地鐵全自動駕駛系統(tǒng)組成

全自動駕駛系統(tǒng)的的基本組成主要有以下部分：

1.全自動運行系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)

全自動運行的地鐵車輛內(nèi)沒有司機值乘，但駕駛室內(nèi)依然需要設(shè)置簡易駕駛臺，一旦車輛發(fā)生緊急故障，需要客室內(nèi)工作人員進(jìn)入駕駛室緊急接管列車；同時，車輛內(nèi)系統(tǒng)采用冗余設(shè)計，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性；駕駛室內(nèi)設(shè)置相應(yīng)傳感器(例如：攝像頭和煙霧傳感器等)，實時將車輛信息傳輸?shù)娇刂浦行?，同時接收到控制中心傳來的列車運行指令。

2.全自動運行系統(tǒng)的信號系統(tǒng)

全自動駕駛系統(tǒng)的安全運營對于信號系統(tǒng)提出了更高的要求，因此，信號系統(tǒng)的設(shè)計需要更高的可靠性、安全性、冗余性、高定位精度和大傳輸帶寬，同時運行模式需要采用移動閉塞方式。

3.地鐵運行控制中心(OCC)

全自動運行的駕駛模式對于控制中心提出了更高的要求，控制中心采用一級完全控制模式，地鐵的行車控制，車站設(shè)備控制、電力調(diào)度控制和防災(zāi)控制均在控制中心內(nèi)進(jìn)行，其功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)地鐵OCC的功能[4]。

四、結(jié)論

本文主要主要介紹了我國及國際上全自動駕駛系統(tǒng)的主要類別，并對地鐵全自動駕駛系統(tǒng)和傳統(tǒng)的駕駛系統(tǒng)進(jìn)行對比，得出全自動駕駛系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)駕駛系統(tǒng)其系統(tǒng)組成更為復(fù)雜，信息化程度和集成度更高，但其安全性、穩(wěn)定性及冗余性完全滿足運營需要。