任寧寧，杜江紅

(1. 北京城市軌道交通咨詢有限公司, 北京 100068；2. 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

1 概述

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行線路的控制系統(tǒng)依賴于信號(hào)、車輛、通信、綜合監(jiān)控等各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，在列車的全自動(dòng)運(yùn)行控制中，信號(hào)系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)。北京軌道交通燕房線是全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)國(guó)家自主創(chuàng)新示范工程，是國(guó)內(nèi)第一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)運(yùn)行軌道交通線路，實(shí)現(xiàn)中國(guó)版FAO 在列車全自動(dòng)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化行車管控。

本文面向互聯(lián)互通的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合燕房線項(xiàng)目提出 FAO 系統(tǒng)互聯(lián)互通測(cè)試方案。

2 燕房線工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

北京軌道交通燕房線作為國(guó)內(nèi)首條自主化的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，首次自主研發(fā)列車無人駕駛技術(shù)。建立了操控列車、服務(wù)乘客、感知環(huán)境以及應(yīng)急處置的駕駛?cè)蝿?wù)模型，攻克了列車休眠喚醒、雨雪模式控制、障礙物脫軌檢測(cè)、遠(yuǎn)程復(fù)位重投等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全時(shí)段全天候列車無人駕駛。創(chuàng)新研發(fā)了FAO 行車綜合自動(dòng)化調(diào)度管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)和綜合監(jiān)控的深度集成。攻克了FAO 的多專業(yè)協(xié)同控制、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、智能運(yùn)維等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)在途列車實(shí)時(shí)監(jiān)控及乘客的遠(yuǎn)程服務(wù)。提升全過程智能管控能力，應(yīng)急處置時(shí)間降低30%。首次研發(fā)全系統(tǒng)全生命周期RAMS 保障技術(shù)。采用全系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)、逐層分配、失效模式分析等方法，提出差模多樣化冗余機(jī)制，構(gòu)建室內(nèi)測(cè)樣、樣板段聯(lián)調(diào)、試運(yùn)行等全過程驗(yàn)證確認(rèn)體系。首次通過全系統(tǒng)RAMS 評(píng)估，保障燕房線全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)示范工程高水平開通。

3 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)主要由FAO 最小系統(tǒng)、平臺(tái)適配層及測(cè)試平臺(tái)層構(gòu)成，如圖1 所示。

圖1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)組成框圖Fig.1 Block diagram for the composition of FAO system

1） FAO 最小系統(tǒng)：標(biāo)準(zhǔn)FAO 系統(tǒng)或被測(cè)FAO系統(tǒng)。

2）平臺(tái)適配層：適配不同F(xiàn)AO 信號(hào)系統(tǒng)，主要為聯(lián)鎖、車載；TIAS 接口適配及倒切。

3）測(cè)試平臺(tái)層：線路仿真、車輛仿真、通信系統(tǒng)。

測(cè)試線路數(shù)據(jù)選用北京新機(jī)場(chǎng)線和北京3、12、17、19 測(cè)試線路。線路包括5 個(gè)控區(qū)，5 個(gè)車站以及4 個(gè)區(qū)間。線路有固定限速，有坡度，彎道能夠全面的模擬整個(gè)線路的環(huán)境，滿足跨控區(qū)、站前/站后折返條件、設(shè)置區(qū)間信號(hào)機(jī)的長(zhǎng)大區(qū)間（需要設(shè)置信號(hào)機(jī)的區(qū)間），同時(shí)可以驗(yàn)證系統(tǒng)所有功能，滿足系統(tǒng)測(cè)試需求。線路數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保持一致，真實(shí)、可靠。

4 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測(cè)試方案

4.1 測(cè)試范圍

互聯(lián)互通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測(cè)試范圍主要包括《城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)規(guī)范》（T/CAMET 04017—2019）、《城市軌道交通基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）互聯(lián)互通系統(tǒng)規(guī)范》（T/CAMET 04010）、《城市軌道交通基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）互聯(lián)互通接口規(guī)范》（T/CAMET 04011）中要求的基本功能和線路自身功能特點(diǎn)。

4.2 測(cè)試策略

1) 廠商完成互聯(lián)互通FAO 系統(tǒng)功能測(cè)試

A、B、C、D、E 5 個(gè)信號(hào)廠商完成43 個(gè)場(chǎng)景下的功能測(cè)試，如圖2 所示。

2) 互聯(lián)互通FAO 共線測(cè)試

共線測(cè)試是指不同信號(hào)廠商車載設(shè)備在相同的線路環(huán)境上進(jìn)行FAO 測(cè)試。

A、B、C、D、E 5 個(gè)信號(hào)廠商在北京新機(jī)場(chǎng)線的地面設(shè)備完成43 個(gè)場(chǎng)景下的功能測(cè)試，示意圖如圖3 所示。

圖3 互聯(lián)互通FAO共線測(cè)試示意圖Fig.3 Schematic diagram of interconnectivity FAO common channel test

3) 互聯(lián)互通FAO 跨線測(cè)試

跨線測(cè)試是指不同信號(hào)廠商車載設(shè)備在不同的地面設(shè)備上進(jìn)行FAO測(cè)試，示意圖如圖4 所示。

圖4 互聯(lián)互通FAO跨線測(cè)試示意圖Fig.4 Schematic diagram of interconnectivity FAO cross-line test

A、B、C、D、E 5 個(gè)信號(hào)廠商分別在其他廠商的地面完成43 個(gè)場(chǎng)景下的功能測(cè)試。

4.3 測(cè)試內(nèi)容

測(cè)試內(nèi)容主要分為功能測(cè)試、數(shù)據(jù)測(cè)試、接口測(cè)試和其他測(cè)試。

功能測(cè)試是將多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行的單產(chǎn)品控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)集成在一起，組成功能完整的多產(chǎn)品控制系統(tǒng)后，驗(yàn)證各單產(chǎn)品之間的接口及系統(tǒng)整體的功能、性能符合相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及用戶需求。數(shù)據(jù)測(cè)試是對(duì)各個(gè)單產(chǎn)品控制系統(tǒng)之間接口數(shù)據(jù)的完整性及各單產(chǎn)品配置數(shù)據(jù)的邏輯一致性進(jìn)行測(cè)試，尋找與工程設(shè)計(jì)需求不相符的工程配置數(shù)據(jù)。接口測(cè)試是用于檢測(cè)子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交換，傳遞和控制管理過程，以及系統(tǒng)間的相互邏輯依賴關(guān)系等測(cè)試。其他測(cè)試主要測(cè)試信號(hào)系統(tǒng)外的其他子系統(tǒng)，具體測(cè)試內(nèi)容如圖5 所示。

圖5 互聯(lián)互通FAO測(cè)試內(nèi)容Fig.5 Interconnectivity FAO test content

4.4 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

選取A、B、C、D、E 5 家信號(hào)廠商的地面數(shù)據(jù)進(jìn)行跨線測(cè)試，5 家車載在該線路上進(jìn)行共線運(yùn)行，如圖6 所示，應(yīng)能保持模式不降級(jí)通過跨線邊界，互聯(lián)互通FAO 全部可測(cè)功能部分均通過測(cè)試，達(dá)到課題驗(yàn)收目標(biāo)。

圖6 互聯(lián)互通FAO驗(yàn)收測(cè)試示意圖Fig.6 Schematic diagram of interconnectivity FAO acceptance test

5 結(jié)語

基于互聯(lián)互通的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)是國(guó)內(nèi)首個(gè)且唯一具有FAO 核心系統(tǒng)（包含信號(hào)、車輛、LTE、綜合監(jiān)控等）功能、接口測(cè)試能力及進(jìn)行FAO 運(yùn)營(yíng)服務(wù)培訓(xùn)能力的綜合型實(shí)驗(yàn)室，將為我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FAO 系統(tǒng)提供良好的發(fā)展平臺(tái)和技術(shù)支撐。目前，全自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)的互聯(lián)互通正在進(jìn)行二期測(cè)試，該篇文章提出的測(cè)試方案對(duì)于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的FAO 科研驗(yàn)收有重要的指導(dǎo)意義。