城市軌道交通全自動無人駕駛的關鍵技術特點分析

梁波 羅長興

摘要：隨著我國城市化建設的步伐不斷加快，各大城市不斷優(yōu)化城市軌道交通，大力發(fā)展軌道交通事業(yè)。合理優(yōu)化城市軌道交通，一方面是為了緩解人口驟增引起的路面交通擁堵，另一方面能夠提升城市的整體形象。而目前隨著新科技新技術的誕生，為城市軌道交通全自動化無人駕駛的實現變成了可能。國內外各大城市軌道交通企業(yè)紛紛，針對城市軌道交通全自動無人駕駛技術進行研究，為進一步實現無人駕駛建立了科學依據。

關鍵詞：城市軌道交通；無人駕駛；關鍵技術

無人駕駛技術在城市軌道交通中的應用將很大程度上降低人工成本，而且能夠降低企業(yè)的管理費用，提升企業(yè)管理水平。在實施城市軌道交通全自動無人駕駛技術時需要滿足很多條件，而且對列車的智能化管理要求較高。列車在運行過程中進行全面系統(tǒng)的視頻監(jiān)管，而且列車在行進過程中的通信形式以及列車在各站點的自動停靠等安全問題，都需要全面考慮才能將無人駕駛技術真正地應用到城市軌道交通中。無人駕駛在城市軌道交通中的應用，將大大提升交通運輸的便捷性和準確性。

一、無人駕駛的主要功能

（一）無人駕駛的發(fā)展過程

每個城市在發(fā)展的過程中都形成了具有自身特點的城市軌道交通網絡，城市軌道交通已經成為廣大市民出行的主要交通工具，而且給市民的出行帶來了很大的方便。交通網絡的不斷完善，從根本上將解決城市交通擁堵及公交困難的情況。隨著高新科技的發(fā)展，許多城市軌道交通正向自動化方向發(fā)展，其發(fā)展的過程大致經歷了三個階段。第一個階段是人工駕駛階段，列車在行駛過程中通過駕駛員的全程操作，保證列車運行安全，并根據列車自動保護裝置進行超速監(jiān)測確保列車安全。第二個階段是人工駕駛自動化運行階段，列車駕駛員只需要通過操作列車的開關車門及列車的起到控制按鈕，其他的操作如列車的行駛速度、制動、停靠等統(tǒng)一由列車自行完成[1]。第三階段是全自動無人駕駛階段，列車運行中的所有操作均通過列車自主完成，不需要駕駛員操作。目前城市軌道交通已從人工駕駛自動化運行階段向全自動無人駕駛階段發(fā)展。

（二）無人駕駛的實施目的

無人駕駛最終的目的是通過現代化的設備替代人的工作，減少人員作業(yè)通過程序控制實現列車的自動行駛。由于在人工參與的工作中，許多都是可以依靠機器進行完成的，比如在列車行駛的過程中到站開門，可根據信息控制技術將到站信息傳遞給控制器，控制器發(fā)出指令控制列車發(fā)動機的制動系統(tǒng)，最后根據停車指令安全準確的停靠到站。到站的自動語音播報，上下列車的警示等等都可以通過信息技術和視頻控制技術進行反饋實現實時控制，避免人工出錯造成的列車事故等。在保證列車安全的情況下，通過全自動的列車控制實現無人駕駛，將為軌道交通公司在人力和物力的投入上大大縮減。作為城市的基礎運輸企業(yè)，可以將節(jié)省下來的員工分派至公司的其他崗位，比如地鐵站點的服務崗位，地鐵站點的設備維護崗位，執(zhí)勤工位等。這些崗位目前需要人力去維護才能保證地鐵站點的安全以及列車運行的安全。

（三）無人駕駛的先進性

通過車輛與車輛控制中心之間先進的通信系統(tǒng)，對整個類車在運行的過程中實施全線監(jiān)控，并通過復雜的多重冗余技術，將通信系統(tǒng)中的主系統(tǒng)和各部分的子系統(tǒng)連接起來，使整個系統(tǒng)在運行過程中不存在信息中斷的情況，從而提高整個信息系統(tǒng)的安全性和可靠性。列車采用先進的牽引制動設備，能夠通過控制中心的計算機進行實時控制，而且控制精度非常高。列車行駛過程中，列車能夠通過自動監(jiān)測系統(tǒng)對自身各個部件進行檢測，對可能出現的故障進行自動排查并及時向控制中心預警，使列車運行的安全可靠。為了確保列車安全，列車自身的控制信息、故障診斷以及報警信息將會通過實時安全高速的傳至客運中心，實現信息的雙向傳輸。在列車上通過實施通信的移動閉塞系統(tǒng)，保證列車運行的安全運行。

二、無人駕駛的關鍵技術

（一）各系統(tǒng)間的接口連接

實現軌道交通全自動無人駕駛最主要的關鍵點就是解決信息傳遞的問題，由于全程無人控制，各系統(tǒng)間需要進行數據的傳輸才能保證列車運行的安全。因此在各系統(tǒng)之間搭建接口并進行連接，才能實現信息互通。例如信號系統(tǒng)與洗車機信息接口連接實現自動洗車，信號系統(tǒng)與視頻監(jiān)控接口連接實現實時監(jiān)控，信號系統(tǒng)與列車廣播系統(tǒng)接口連接實現列車運行后臺與乘客之間的信息互聯(lián)，信號系統(tǒng)與列車門控系統(tǒng)接口連接實現列車門的實時開關控制，信息系統(tǒng)與列車各安全設施接口連接實現對緊急事件的應急處理等。通過系統(tǒng)間接口的聯(lián)通，使列車運行根據安全可靠。

（二）自動化列車停車場設計

自動化列車在行駛到終點后，需要到停車場統(tǒng)一調度。這時需要建立一個專門為自動化列車的停車場。停車場中需要根據不同的功能劃分多個防護區(qū)，每一個防護區(qū)都是相互獨立的個體，因此防護區(qū)和防護區(qū)直接需要設立門禁系統(tǒng)，實現列車之間的有效隔離。在自動化列車停車場中還應該設計人工運行區(qū)域，該區(qū)域主要用于人員對各列車的保養(yǎng)和維修，這些區(qū)域需要與自動化列車停放區(qū)域隔離的同時還需要互通，可通過門禁系統(tǒng)增加接口與信息系統(tǒng)接口互聯(lián)，實現門禁互通。在停車車庫也需要增加接口，實現列車的自動出入庫。通過自動化列車停車場的設計，實現列車自動停放大大提升了列車運行效率，降低了列車調度人員的工作量。

（三）全方位視頻監(jiān)控及分析

在無人駕駛的列車上實施視頻監(jiān)控，是確保整個列車安全運行的關鍵所在，與原始的監(jiān)控系統(tǒng)相比，采用無人駕駛系統(tǒng)需要沿線的所有站臺、停車場、列車內外以及沿途通道都必須進行視頻監(jiān)控，做到無死角無盲區(qū)的全程監(jiān)管確保列車無障礙運行。在整個無人駕駛系統(tǒng)中建立全方位的監(jiān)控系統(tǒng)，信息傳遞系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并將這些系統(tǒng)通過接口連接實現聯(lián)動，這樣對于應對突發(fā)事件以及異常情況都能夠及時做出反應，并快速報警排查。當遇到緊急情況時視頻監(jiān)控系統(tǒng)會第一時間發(fā)現并報警，信息傳遞系統(tǒng)將信號傳至控制中心，控制中心迅速控制列車行進的速度并能使列車緊急停車。通過對列車沿途的所有情況進行拍攝并進行分析，確保列車運行安全。

三、結束語

城市軌道交通全自動無人駕駛的實施，將很大程度上減少鐵路運營公司的人員成本，將人的工作由機器設備完成，將人員從繁雜的工作中解放出來。自動化技術的實施將更加方便快捷地服務城市居民，為人們的生活帶來更多便利。雖然目前無人駕駛技術在信息傳遞等其他技術方面存在技術難點，但隨著技術的不斷發(fā)展，這些技術難點必將被攻破。

參考文獻：

[1]黎錦弘.城市軌道交通無人駕駛技術的若干應用問題[J].建筑工程技術與設計，2015（25）：121.

[2]張文都.城市軌道交通無信通信技術比較[J].硅谷.2012（17）：37-37.

（作者單位：四川眾合智控科技有限公司）