軌道交通全自動無人運行探討

李世琦

（陜西城際鐵路有限公司，陜西 西安 710100）

1 全自動運行系統研究背景

全自動運行系統（Full Automatic Operation，簡稱FAO）目前代表了全球軌道交通領域最為先進的列車控制技術，全自動運行系統的發展起源于歐洲，首條全自動運行線路于1983 年在法國里爾首次投入商業運營，迄今已有將近34 年的歷史，隨著全球軌道交通迅猛發展，越來越多的國家和城市采用了全自動運行系統。

2 全自動運行系統的優勢

根據國際標準（IEC62290-1），列車運行的自動化等級（GoA）可劃分為5 個等級，如圖1 所示。

圖1 列車運行的自動化等級（GoA）

在傳統CBTC 系統（司機監督下的ATO 駕駛模式，即GoA2）中，司機、控制中心調度員、車站值班員共同參與運營控制，自動化程度較低且運營易受人為因素干擾。在全自動運行系統（即GoA3、GoA4）中，司機的工作職能移交給列車控制系統和控制中心，并形成了以信號為核心，緊密聯動車輛、綜合監控、通信、PIS、站臺門、消防等各個專業的系統工程。相比傳統CBTC 來說，全自動運行系統作為最高自動化等級的新一代城市軌道交通系統，主要具備以下四點優勢。

2.1 運營能力提升

全自動運行系統具有段內自動運行、正線自動運行、多系統聯動、列車蠕動等功能，在運營全過程中均體現了最高的自動化水平。與傳統CBTC 系統相比，全自動運行系統的高度自動化特性全面提升了線路運營能力，主要體現在以下三個方面。

（1）提升運營效率。全自動運行系統通過切實有效地控制策略，可實現列車全自動運行，有效防止人為誤操作，進一步減少人為因素對運營的影響。同時，當緊急情況發生時，全自動運行系統應急響應迅速，可迅速恢復運營。

（2）提升運營組織靈活性?？筛鶕\輸需求靈活調整運營策略，不受司乘人員的限制，實現全天不間斷的運輸服務，降低夜間/低峰時段的運營成本，提高系統對突發大客流的響應能力。

（3）優化人力資源配置。全自動運行系統正常運營過程中無需人工干預，大大降低了司機的勞動強度，列車上可根據需要配置乘務人員，在為乘客服務的同時，監視列車運行狀態。

2.2 安全性能提升

全自動運行系統在傳統CBTC 系統的基礎上，進一步擴大了安全防護范圍，增強了乘客/運營人員的防護功能以及應急情況處理功能，實現了列車運行全過程的安全防護。

（1）故障隔離。若一個或多個站臺門/車門故障，站臺門聯動時，對應車門及站臺門將不會打開，防止乘客跌落。

（2）障礙物/脫軌檢測。列車上加裝障礙物檢測器、脫軌檢測器，檢測到障礙物或列車脫軌后立即實施緊急制動，并向地面發出報警。

（3）人員/工作區防護。在車站及車輛段增設人員防護開關，對進入正線及車場自動化區域的人員進行安全防護。

（4）雨雪模式。在惡劣天氣下，列車可進入雨雪模式，按照較小的緊急制動率和限速計算超速防護曲線，同時限制牽引和制動的輸出，避免空轉打滑的發生。

2.3 高可靠易維護

全自動運行系統關鍵設備均采用冗余技術（如服務器冗余、列車定位頭尾冗余等），可降低運行故障率，弱化人為錯誤操作的影響，提高系統的可用性和可靠性。另外，全自動運行系統具備設備自診斷功能，易管理維護，可有效減少維護工作量，降低維護人員勞動強度。

2.4 兼容常規模式

全自動運行系統作為最高自動化等級的新一代城市軌道交通系統，是對傳統CBTC 系統的繼承與發展。在控制模式方面，全自動運行系統不但完全兼容常規駕駛模式，而且在此基礎上增加了全自動運行模式和蠕動模式，保留了傳統駕駛相關系統的特性。

表1 全自動無人運行系統與CBTC 信號系統增加的接口與功能

3 全自動無人運行系統與CBTC 信號系統增加的接口與功能

全自動無人運行系統與傳統CBTC 系統相比自動化功能有了較大提升，不但信號系統軟硬件冗余度有了加強，也增加了與多個系統的接口。增加的接口以及功能見表1。

4 結語

信號專業作為全自動運行的主導專業，涉及行車指揮、行車操作等內容，相較于傳統軌道交通系統，全自動運行系統不但對可靠性的指標要求更高，而且增加了大量的接口與功能。從信號系統專業技術上講，全自動運行功能已可實現，但從國內軌道交通運營管理經驗以及實際應用上，還需要進一步的發展與完善。