城市轨道全自动无人驾驶技术应用探讨

城市轨道全自动无人驾驶技术应用探讨

杲呈霄

济南轨道交通集团第一运营有限公司  山东济南  250000

摘要：随着全自动无人驾驶技术的加速发展，其系统服务可用性的考核也受到广泛关注，但目前的城市轨道交通运营绩效考核方法并不适用于全自动无人驾驶技术。基于全自动无人驾驶技术在列车运行操作上的特点和故障管理策略对于系统服务可用性的影响，提出了一种适用于全自动无人驾驶技术的系统服务可用性考核方法，为完善城市轨道交通服务可用性考核方法提供一定的技术支持。

关键词：城市轨道；全自动；无人驾驶技术

引言

《城市轨道交通运营绩效评估体系》中的绩效考核方法适用于传统地铁中列车、屏蔽门和信号等系统，鉴于全自动无人驾驶与传统地铁技术相比，系统的运营方式和故障处理策略有很大的不同，所以该考核方法是否适合全自动无人驾驶的系统服务可用性考核需要进行进一步的研究。

1城市轨道全自动化无人技术特点

1.1全自动化操作，提高运行安全度

无人驾驶系统在运行过程中可以全面地考虑到列车的安全。例如，发生追尾、正面或者侧面的冲撞、列车脱轨、列车发生障碍物碰撞等状况。除此之外，还能有效地考虑到列车上的乘客及其运营人员的生命安全。例如，在上下车期间的乘客、在车厢内的乘客、在站台上的乘客、列车维护人员等安全问题。在列车运行的全程具有各种运行工况的自动安全保护。

1.2全自动化管理，提高运行可靠性

无人驾驶系统对于车辆控制、列车控制、通信网络等相关设备都需要采用冗余技术进行配置。这项技术能高效地实现主系统与备用系统的灵活切换，同时还能直接提高车辆的自检能力，确保在工作时期的列车能不间断地保持正常的运作状态。除此之外，也有效地提高了综合监控系统、台门系统等的性能，这些系统的增强可以有效地提高城市轨道的运营安全性与可靠程度。

1.3全自动化运行，提高运行行车组织的灵活性

城市轨道交通使用全自动无人驾驶技术可以帮助城市轨道的运行摆脱有人驾驶系统司机配置问题与人员周转问题。根据列车的时机营状况调整运营间隔，减少由于人工参与而造成运行效率下降或者人为因素事件的发生等状况。在客流量较大的情况下可以灵活地开展增减列车的措施，提高系统在面对突发大客流时的反应能力，有效地提高运营组的灵活程度。

1.4全自动化系统，提高服务质量与水平

无人驾驶设备需要应用到先进的ATC系统，这个系统的应用可以实现列车连续速度曲线控制与自动化的调整，这样可以保证列车准时准点并且平稳地运行。与此同时，可以增强列车上的视频监控与紧急对讲功能作用，帮助城市轨道在运行过程中应急处理能力的提高。

1.5全自动化运作，实现人力资源优化

城市轨道在全自动无人驾驶技术的应用之下能将司机从枯燥、反复的工作之中脱离出来，增强列车上的乘务人员配置。当系统的自动化程度提高时，可以有效地增强设备的自诊能力，促进运行维护功能水平的提高，帮助运营人员降低了工作的强度与难度。

2智能化仿真试验平台融合研究

2.1无人驾驶与列车控制功能融合研究

城市轨道交通全自动无人驾驶系统包括地面操作控制系统、轨旁设备系统、数据传输通信系统、位置传输系统及车载设备等部分，其中与车载设备直接相关的是数据传输通信系统和位置传输系统。车载设备是全自动无人驾驶系统与列车之间的功能接口。全自动无人驾驶系统对列车的控制通过车载设备来实现，同时列车的运行状态需要通过车载设备传输给地面的无人驾驶操作控制系统。全自动无人驾驶系统车载设备控制列车的方式主要有两种：通过硬线信号或者通过列车网络控制系统（ＴＣＭＳ）。考虑到安全及延时等因素，目前全自动无人驾驶系统列车重要的控制功能大多直接通过硬线信号与相关列车子设备连接进行相应子设备的控制，一般的控制功能及状态监视等通过车载ＴＣＭＳ系统来实现。

2.2智能化仿真试验平台与智能运维系统联动研究

智能化仿真试验平台可以进行全自动无人驾驶环境下整条运行线路的列车运行仿真，其中一列运行列车为列车半实物仿真系统仿真，其余列车均为全自动无人驾驶仿真系统虚拟仿真的列车。这些列车完全按照实际的线路运行模式进行线路运行试验。为了更好地体现智能化仿真试验平台的功能，可以把智能化仿真试验平台与智能运维系统进行联动。智能化仿真试验平台所有运行列车的状态数据通过列车半实物仿真系统的数据记录单元（ＥＲＭ）收集后，通过无线传输设备以４Ｇ或者Ｗｉ－Ｆｉ的方式发送给智能运维系统。通过智能运维系统实时展示智能化仿真试验平台运行列车的状态数据，同时进行列车的故障诊断及健康评估等智能运维试验。智能化仿真试验平台与智能运维系统的联动在提高智能化仿真试验平台试验效率的同时，也可以对智能运维系统的功能进行验证，彼此之间起到了互相促进的作用。

3实施建议

城市轨道全自动无人驾驶系统在实施时应重点关注系统决策与规划、场景安全分级以及感知技术挑战等问题。

3.1做好矿山作业场景的决策与规划

与公路乘用车无人驾驶的分布式决策相比，城市轨道全自动无人驾驶系统更适宜采用中心式决策，即利用中心式的控制器全局优化所有车辆决策，这样便从理论上保证了全局最优。但这样会提升对计算资源的需求量，因此，需要提出一种平衡决策模型复杂度和决策优化程度的全局决策方法，以此来规划城市轨道全自动的采运卸作业调度和行驶轨迹，在节约资源的前提下保证多车运行安全与作业效率提升。

3.2实施作业场景安全分级

城市轨道全自动无人驾驶作业场景包含完成正常运营任务的多种场景，可大致分为正常作业场景、非紧急降级场景和紧急降级场景。正常作业场景指无人驾驶系统在无故障、无意外情况下按照生产需求正常作业的情形。此时系统按照作业计划以高度自动化方式运行，除工作人员正常进行任务分配、调度以及需求确认意外，系统通常不需要人工干预。非紧急降级场景指主动功能降级处理，一般是因系统内部故障或作业需要等，如路面障碍物干扰等，危险性较低，一般只发生在个别车辆上。这时需要一定程度的人工干预，排查异常，进行局部处理解决后便可恢复正常。

3.3加强提高运营人员专业能力

对于城市轨道全自动无人驾驶技术的有效应用会直接影响到项目运行管理工作顺利开展。想要保证城市轨道，全自动无人驾驶技术的正常运行，离不开良好的运营人员及优秀的设备设施保障团队。需要加强运营人员对于车辆技术的了解，同时需要有效把控供电、信号、路线以及驾驶技术等多个方面。除此之外，还需要加强优化OCC调度员的控制与指挥能力，引导相关运营人员认真学习全自动无人驾驶的相关基础知识，同时注重培训运营人员良好的协作能力与心理素质，这样才能够有效地提高中央集中控制管理能力。这样在城市轨道正常运转状况下及故障状况下都能够充分的发挥自身的工作能力，解决相关问题。需要积极明确每个岗位的业务技能标准，分清楚每个岗位之间的工作界限，从而有效地减少在工作中发生责任划分不清的情况。

结语

全自动无人驾驶技术相对于传统的有人驾驶，在列车运行方式和故障管理等方面有着较大的变化，全自动无人驾驶技术强化了中央控制室的监控和故障处理能力，同时，无人驾驶技术对于故障发生的时长及原因记录更为准确。采用改进的全自动无人驾驶的系统服务可用性考核方法可以更加简洁、客观地反映出产品的真实性能水平。因此，建议采用此方法作为全自动无人驾驶的系统服务可用性考核方法。

参考文献

［１］杨勇．城市轨道交通无人驾驶的关键技术特点分析［Ｊ］．城市轨道交通研究，２０１７，２０（Ｓ１）：８４－８７．

［２］任红波．城市轨道交通运营绩效考核指标体系探讨［Ｊ］．城市轨道交通研究，２０１３，１６（１２）：２１－２３．

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