張?zhí)彀? 呂高騰 趙云

摘 要：如今，城市的經(jīng)濟(jì)、科技等快速發(fā)展，城市交通中軌道交通成為重要的內(nèi)容，全自動(dòng)無(wú)人駕駛列車(chē)將是發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，本文主要就城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛的情況進(jìn)行分析，明確國(guó)內(nèi)外的無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用情況，指出城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 全自動(dòng) 無(wú)人駕駛 系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（a）-0009-02

近些年來(lái)，城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)逐漸興起，城市軌道交通系統(tǒng)技術(shù)也呈現(xiàn)出新的發(fā)展形勢(shì)，為使城市軌道交通實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，提高城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行以及自動(dòng)化水平，與國(guó)際先進(jìn)的城市軌道交通系統(tǒng)有效銜接，全面推進(jìn)全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)，更好地為城市交通行業(yè)發(fā)展提供服務(wù)。

1 城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)效益分析

1.1 全壽命周期成本經(jīng)濟(jì)分析

首先能夠使建設(shè)成本降低，提高運(yùn)行效率。使用無(wú)人駕駛技術(shù)能夠使運(yùn)能增加，相比于擴(kuò)大列車(chē)編組等方法，這種急速措施可以運(yùn)用較低的投資獲得更加理想的效果。對(duì)車(chē)輛進(jìn)行科學(xué)的編組，縮短行車(chē)間隔，使系統(tǒng)的輸送能力水平得到提升，以滿足線路的客流需要。同時(shí)還能夠留出運(yùn)能儲(chǔ)備的空間，是一種比較理想的方式。使用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)能夠使列車(chē)停站和折返的時(shí)間縮短，使行車(chē)速度得到提升，讓乘客快速的被送到位置，也使汽車(chē)輛周轉(zhuǎn)加速，減少備用車(chē)，使配車(chē)數(shù)量減少。通過(guò)分析，無(wú)人駕駛技術(shù)能夠節(jié)省5%～6%左右車(chē)輛[1]。雖然城市軌道交通使用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)在機(jī)電系統(tǒng)方面的投資會(huì)增加，但是對(duì)于整個(gè)交通系統(tǒng)而言，建設(shè)成本是減少的。

其次可以減少定員，使運(yùn)營(yíng)成本減少。利用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)由于正線不需要配備列車(chē)司機(jī)等，因此運(yùn)營(yíng)的定員會(huì)減少，因此管理培訓(xùn)工作也能夠簡(jiǎn)化。運(yùn)用這種駕駛模式可以精簡(jiǎn)操作層面，提高管理效率，使運(yùn)營(yíng)管理水平得到提升。使用無(wú)人駕駛技術(shù)，利用監(jiān)控方法結(jié)合客流的實(shí)際變化情況對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，使在線運(yùn)營(yíng)車(chē)輛數(shù)量增多或者是減少，科學(xué)的分布各時(shí)段運(yùn)能，適應(yīng)客流分布曲線，減少空車(chē)運(yùn)行的情況。使運(yùn)營(yíng)成本減少，也降低車(chē)輛檢修工作量。

1.2 全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)綜合效益分析

無(wú)人駕駛系統(tǒng)能夠?qū)⑿熊?chē)過(guò)程中的安全、乘客安全以及運(yùn)營(yíng)人員安全等得到保障，使車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種正?；蛘弋惓Ｇ闆r得到自動(dòng)化的安全防護(hù)。全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)的車(chē)輛控制、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等都是使用冗余技術(shù)配置，做到主、備系統(tǒng)的“無(wú)縫”切換[2]，提高車(chē)輛自檢的能力水平，使車(chē)輛能夠連續(xù)正常運(yùn)行，使監(jiān)控以及站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)等更加適用、可靠。

無(wú)人駕駛設(shè)備使用ATC系統(tǒng)，能夠自動(dòng)化的調(diào)整車(chē)輛連續(xù)速度曲線控制，使自動(dòng)行車(chē)能夠準(zhǔn)時(shí)、平穩(wěn)的運(yùn)行，利用車(chē)輛上的視頻監(jiān)控以及緊急對(duì)講等功能使應(yīng)急處理能力得到強(qiáng)化。此外無(wú)人駕駛系統(tǒng)還能夠?qū)⑺緳C(jī)從重復(fù)作業(yè)中解放出來(lái)，配備乘務(wù)人員，使系統(tǒng)自動(dòng)化水平得到提升，強(qiáng)化設(shè)備自身診斷和運(yùn)營(yíng)維護(hù)功能，減少運(yùn)營(yíng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析

城市軌道交通全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)由于是沒(méi)有司機(jī)的，需要交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)履行司機(jī)的職能，相關(guān)系統(tǒng)相互配合保證功能的順利實(shí)現(xiàn)。這就需要信號(hào)系統(tǒng)與關(guān)系系統(tǒng)之間的接口增多，使信息得到有效的傳遞，并應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景的需要。并且使用無(wú)人駕駛系統(tǒng)，對(duì)于停車(chē)場(chǎng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等也提出了較為嚴(yán)格的要求[3]。

2.1 接口設(shè)計(jì)

信號(hào)系統(tǒng)與洗車(chē)機(jī)接口是利用連鎖子系統(tǒng)進(jìn)行連接的，使信號(hào)系統(tǒng)能夠有效的控制洗機(jī)車(chē)，使自動(dòng)化的洗車(chē)功能順利實(shí)現(xiàn)。信號(hào)系統(tǒng)與有線廣播系統(tǒng)連接，使控制中心與車(chē)輛之間能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)障礙的信息傳送，如果車(chē)輛出現(xiàn)異常，可以通過(guò)有線廣播系統(tǒng)通知乘客。單扇車(chē)門(mén)出現(xiàn)故障問(wèn)題，信號(hào)系統(tǒng)能夠與車(chē)輛、站臺(tái)屏蔽門(mén)等控制設(shè)備接口，保證單扇門(mén)隔離功能順利實(shí)現(xiàn)。信號(hào)系統(tǒng)與車(chē)輛上車(chē)門(mén)、牽引以及制動(dòng)系統(tǒng)相連接。信號(hào)系統(tǒng)還需要與逃生門(mén)有效的連接，遇到緊急時(shí)刻能夠自動(dòng)觸發(fā)逃生門(mén)。障礙物檢測(cè)接口通過(guò)連鎖與信號(hào)系實(shí)現(xiàn)信息的交互，車(chē)載設(shè)備與遠(yuǎn)程喚醒模塊相連接。

2.2 停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)

要進(jìn)行無(wú)人駕駛，就需要有自動(dòng)化的停車(chē)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的需要。自動(dòng)化的停車(chē)場(chǎng)需要結(jié)合需要形成不同的防護(hù)區(qū)，防護(hù)區(qū)之間需要有門(mén)禁系統(tǒng)，組好隔離工作，自動(dòng)化停車(chē)場(chǎng)中的自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)與人工運(yùn)行區(qū)之間也需要做好隔離工作，通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)互通。同時(shí)需要增加連鎖子系統(tǒng)與車(chē)庫(kù)門(mén)接口，增加連鎖與門(mén)禁系統(tǒng)接口。

2.3 視頻監(jiān)控與分析系統(tǒng)

傳統(tǒng)電視以及車(chē)內(nèi)監(jiān)控是有限制的，只能對(duì)站廳、出入口以及站臺(tái)等乘客進(jìn)行監(jiān)控，雖然車(chē)內(nèi)有監(jiān)控，但是信息傳輸會(huì)受到多種因素的影響，需要通過(guò)非實(shí)時(shí)的方法進(jìn)行溝通。而使用全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)可以建立全方位、全線無(wú)盲區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)站臺(tái)、停車(chē)場(chǎng)以及車(chē)輛內(nèi)部等進(jìn)行全面的監(jiān)控，完善綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)動(dòng)機(jī)制，如果出現(xiàn)異常關(guān)鍵問(wèn)題，信號(hào)系統(tǒng)能夠?qū)o急停車(chē)進(jìn)行控制，報(bào)警信息可以利用聯(lián)動(dòng)機(jī)制將信息傳遞給視頻監(jiān)控系統(tǒng)，快速找到預(yù)警的位置，如站臺(tái)屏蔽門(mén)沒(méi)有關(guān)閉等，可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圖像讓中心調(diào)度采取有效的措施與工作人員配合解決問(wèn)題。

完善視頻分析系統(tǒng)，傳統(tǒng)的視頻系統(tǒng)主要是客流量進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，檢測(cè)障礙物，對(duì)警戒線報(bào)警進(jìn)行分析，判斷視頻分析行為。同時(shí)視頻分析能夠了解車(chē)站的客流量信息，尤其是多條線路交換的換乘站。但是目前還沒(méi)有合適的方法獲得單個(gè)站臺(tái)的客流量問(wèn)題，使用視頻分析系統(tǒng)對(duì)客流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能夠避免無(wú)人駕駛線路遇到較大客流擁堵導(dǎo)致車(chē)門(mén)不能關(guān)閉的情況。其他分析功能也是如此，通過(guò)視頻分析能夠了解不同線路中的情況，并將獲得的信息傳遞給控制中心，與信號(hào)系統(tǒng)有效聯(lián)動(dòng)，暫停車(chē)輛運(yùn)行，解決問(wèn)題后再行車(chē)。

2.4 通信系統(tǒng)

利用長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)對(duì)列控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，通過(guò)1.8 GHz的專(zhuān)網(wǎng)頻段避免通信被干擾，提高其可靠性，此外使用20 MHz載波頻率配置使車(chē)輛有足夠的無(wú)線通道[4]，滿足乘客信息系統(tǒng)、車(chē)內(nèi)監(jiān)控帶寬需要等。建立雙LTE通信網(wǎng)備份機(jī)制，如果一張通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，另一張網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫切換，兩張網(wǎng)絡(luò)相互備份，加之每張網(wǎng)都有A、B網(wǎng)，B網(wǎng)可以冗余備份A網(wǎng)的CBTC信息[5]，車(chē)內(nèi)監(jiān)控后上行帶寬要比下行高，D（時(shí)分）-LTE支持上下行不對(duì)稱的時(shí)隙配置，結(jié)合業(yè)務(wù)需要對(duì)上下行通道靈活配置。

3 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛技術(shù)是先進(jìn)的技術(shù)手段，在國(guó)內(nèi)外有著很好的應(yīng)用，并逐步走向成熟。隨著技術(shù)革命的推進(jìn)與發(fā)展，城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛技術(shù)也加入了很多車(chē)輛、信號(hào)以及運(yùn)營(yíng)方面的技術(shù)，我國(guó)的城市軌道交通需要把握住機(jī)遇，利用城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)對(duì)技術(shù)進(jìn)行分析，積累經(jīng)驗(yàn)并將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分享交流，為今后城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)的建設(shè)提供技術(shù)性的支持。在今后的城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)中應(yīng)積極研究與開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)智能化的交通系統(tǒng)研究，使城市軌道交通全自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)得到全面的升級(jí)與推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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