城市軌道交通全自動運行系統的運營實踐

高杰 張鈺 金靚怡

[摘? ? 要]隨著現代科技的發展，城市軌道交通系統的運行逐漸實現智慧化、自動化，其中全自動運行系統的應用就是目前最突出的成就。在技術層面，全自動運行系統集成了多項先進技術，而在實踐中，全自動運行系統更需要配套全新的運營管理模式。因此結合實踐對城市軌道交通全自動運行系統的運營進行研究更有助于找到一條全新的發展道路。文章主要對城市軌道交通全自動運行系統及其優勢進行了分析，并結合國內某城市軌道交通無人駕駛線路中全自動運行系統的運營實踐對其實際應用進行了探討。

[關鍵詞]全自動運行系統;城市軌道交通;運營管理

[中圖分類號]U284.48 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Operation Practice of Fully Automatic Operation System of Urban Rail Transit

Gao Jie，Zhang Yu，Jin Liang-yi

[Abstract]With the development of modern science and technology， the operation of urban rail transit systems has gradually realized intelligence and automation， and the application of fully automatic operation systems is currently the most prominent achievement. At the technical level， the fully automatic operation system integrates a number of advanced technologies， and in practice， the fully automatic operation system needs a new operation and management model. Therefore， combining practice to study the operation of the urban rail transit fully automatic operation system is more helpful for us to find a new development path. This article mainly analyzes the automatic operation system of urban rail transit and its advantages， and discusses its practical application in combination with the operation practice of the automatic operation system in an unmanned driving line of a certain urban rail transit in China.

[Keywords]fully automatic operation system;urban rail transit;operation management

隨著城鎮化進程的推進，城市軌道交通的建設需求越來越旺盛。目前，我國城市軌道交通運營總歷程已超過7 000 km，且仍有許多城市的軌道交通項目正在建設，其總運營里程在未來一段時期內仍將持續增加。但在城市軌道交通的發展過程中，交通系統的安全可靠性也經受著巨大考驗，在里程增加、速度提升、自動化運行水平不斷提高的情況下，如何最大程度地保證軌道交通運行的安全性成為該領域熱議的課題。全自動運行系統是城市軌道交通的核心與中樞，其幫助軌道交通系統實現智能化的自動運行，讓“無人駕駛模式”成為軌道交通的發展趨勢。同時也借助現代技術讓軌道交通的運行更加安全可靠，為出行者提供更優質的交通服務。隨著全自動運行系統應用的日漸增多，對其運營進行研究分析，結合實踐不斷摸索，更有益于打造出符合時代需求的軌道交通系統，進而為現代城市發展提供助力。

1 城市軌道交通全自動運行系統概述

城市軌道交通全自動運行系統是建立在現代計算機通信、控制與系統集成等技術之上的，其對這些技術進行了綜合應用，最終構建出一套可以實現列車運行全過程自動化的現代化系統。而根據當前IEC和UITP對列車運行自動化水平的分級情況看，在現有五個等級的自動化系統中，GoA3與GoA4都屬于全自動運行系統。其區別在于GoA4在干擾事件下的運行也能夠實現自動化。

軌道交通全自動運行系統主要具有自動化程度高、管理控制集中化以及多重可靠冗余設計等特點。根據IEC和UITP對列車運行自動化水平分級所參照的指標就可以看出，全自動運行系統在列車休眠、喚醒、準備、自檢、運行、停車以及開關車門等各環節各步驟中均可以實現自動化控制，同時也能夠進行一些故障的自動修復，如此就使得列車的整個運行過程均無需人的參與。此外，在管理控制方面，全自動運行系統將列車運行控制、故障報警與處理、車廂內監視以及遠程求助等多項控制內容都進行了集成，使得工作人員在控制中心內可以對多個事項進行集中控制。而在系統的整體設計上，全自動運行系統則采用了冗余設計思路，在車輛、信號與通信系統等方面的設計上都應用了多重可靠冗余設計，使得主備系統可以無縫切換，如此就極大保障了整個系統的安全可靠性。

2 城市軌道交通全自動運行系統的優勢分析

正是由于全自動運行系統的自動化、管理控制集中化以及多重可靠冗余設計特點，使得其相較傳統的軌道交通運行系統在多個方面都具有顯著優勢。

（1）全自動運行系統具有更高的安全可靠性與靈活性。傳統軌道交通系統運行中對人力的依賴性較大，但人工操作難免會出現各種失誤或疏忽，如此就為軌道交通的運行帶來安全隱患。根據相關統計顯示，傳統軌道交通系統運行意外中因人為因素引發的超過一半。為解決這一問題，城市軌道交通開始探索全自動運行系統的建設，力求通過減少人工參與來提升系統運行的安全可靠性。這一目標顯然在現在的全自動運行系統中得以實現。現階段所采用的全自動運行系統通過多重可靠冗余設計以及集中化控制，將許多以往需要人力來完成的工作交給計算機，如此就在極大程度上將人為因素導致的隱患規避掉。同時自動化的監控、故障診斷與處理以及集中控制，使得系統整體運行效率大幅提升，各種安全隱患可以及時被排除，進一步提高了整個軌道交通系統的安全性。

（2）全自動運行系統能夠提供更優質的交通服務。全自動運行系統對人力的依賴性大幅降低，這也使得其運行時間得以進一步延長。目前，依托全自動運行系統的城市軌道交通基本可以實現24h不間斷運輸服務，這就為人們的出行提供了更大便利。此外，全自動運行系統由于采用了無線通信技術中的移動閉塞系統，使得其在運行過程中可以對列車運行位置進行精準定位，即使在高速運行中仍可以實現較高精度的定位，這就使得列車運行速度有了進一步提升的空間。再者，其實時跟蹤與自動折返功能也有助于進一步縮短車輛運行間隔，從而增加了城市軌道交通的整體運力，讓更多出行者可以及時享受到軌道交通的運輸服務。

（3）全自動運行系統能夠進一步降低運營成本。自動化程度的提升，最直接的利好就是減少了大量人力物力的投入，如此就在一定程度上降低了軌道交通的運營成本。不僅如此，由于全自動運行系統提升了軌道交通的運行密度，城市軌道交通場站內的站臺乘降等作業時間也大幅減少，加之系統可以根據場站內工況實時調節照明與通風等模式，這就使得軌道交通運行中的整體能耗大幅縮減，進一步減少了運營成本。而新的系統的應用，使得軌道交通企業相應的對人力配置進行優化，提高人力利用率，這也有助于其運營成本的進一步壓縮。

3 城市軌道交通全自動運行系統的運營實踐

為進一步了解全自動運行系統的特點和以之為支撐的城市軌道交通運營模式，此處就結合國內某城市的軌道交通全自動運行系統的運營實踐進行分析。

3.1 某城市軌道交通全自動運行系統的基本情況

該城市軌道交通全自動運行線路是國內第一條實現無人駕駛的軌道交通線路，從中可以看到大量新技術、新材料的應用。同時這一線路也在運營管理模式上進行了大膽突破，讓車站無人值守的運行理念開始被軌道交通行業所接受。

該城市的全自動運行線路于2010年11月正式開通運營，其長度達3.94 km，全程共9個站臺，一端與該城市最擁擠的線路平行設置，兩線距離間隔300 m。該線路內的多個站點都可以進行客流交換。自該線路開通之后，幫助該城市有效緩解了其他線路的運行壓力，起到了重要的疏導作用。

該無人駕駛線路位于該城市的中心軸上，沿途有多個客流大站。由于無人駕駛模式為列車提供了更通透的視野，使得其本身又具有了觀光旅游的功能，受到眾多年輕人的青睞。

3.2 無人駕駛線路的日常列車運行組織

該無人駕駛線路采用大交路運行，一端采用站后折返模式，另一端采用站前折返模式。其折返示意圖具體如圖1所示。此外，線路列車的組織采用等間隔行車方式，實際行車參照具體的運行計劃，并根據每天的客流情況分成高、中、低峰期。

3.3 運營管理模式分析

作為一條應用了全自動運行系統的軌道交通線路，該城市軌道交通企業也專門針對其在運營管理模式上進行了大膽創新，充分結合全自動運行系統的特點和設計思路構建出一套獨具特色的管理模式。如企業將該線路的運營管理完全交與一個部門，然后對這一部門的組織架構進行了重新調整（圖2）。調整后的部門下設一個綜合職能室和4個生產分布組織（中心站、調度分部、信號檢修分部、綜合檢修分部）。

3.4 運維管理系統分析

在無人駕駛線路的運維管理系統搭建上，其采用的是一套全新的LMIS系統平臺。該平臺由后臺管理網站與手持終端兩部分組成，然后結合無人駕駛線路的運營業務情況又進一步細分出維修管理、資產管理、施工管理三個模塊，用以為這三方面工作提供管理服務。與傳統Maximo系統相比，LMIS系統在多個方面都具有先進性。如預防性維護工單的填報上，LMIS系統可以按照“車站單體可維修設備”維度進行填報，如此就提高了工單信息的可參考性;在工單填報方式上，LMIS系統支持手持終端填報，而無需再利用電腦端進行填報，如此就使得工單的填報更加便捷，時效性更高;工單關閉操作上，Maximo系統需要人工手動關閉，而LMIS系統則會在工單填報完畢的7天后自動關閉，如此就減少了大量人力勞動;在維修系統的登錄方式上，LMIS是以個人賬號來登錄手持設備，這與以往系統的以班組賬號登錄相比最大的好處在于可以掌握每個人的登錄信息，使每個維修記錄都可以定位到個人，從而在后續調查時方便責任的準確追查，有利于規范維修管理工作;在檢修記錄與設備履歷的呈現與存儲方式上，LMIS系統是以電子形態進行記錄，這便于工作人員隨時進行查

閱，有助于提高工作效率;在人員工時的統計上，LMIS系統采用系統自動統計方式，相較于以往線下人工統計，準確性更高，能夠規避各種弄虛作假行為;在報表的應用上，LMIS系統擁有更強的適用性，其允許工作人員結合實際工作需求自定義報表，如此也為管理工作的開展提供了便利。

4 結語

綜上所述，全自動運行系統對于現代城市軌道交通的發展優化無疑有著重要作用，由于其應用了多項現代科技，使得城市軌道交通在運行效率、管理效率、服務質量以及成本控制等多方面都取得較大進步。而根據上述城市軌道交通無人駕駛線路中全自動運行系統的運營實踐可以看到，其在實踐中的應用并不單單是對列車組織運行的優化，更能夠推動軌道交通企業在運維管理方面進行創新，讓無人駕駛運營理念滲透到每個員工的心中，從而全面提升我國城市軌道交通的整體運營與服務水平。

參考文獻

[1] 佚名.北京軌道交通燕房線全自動運行系統示范工程實施與應用[J].城市軌道交通，2020（7）：14-16.

[2] 焦曰里，陳建兵.全自動運行城市軌道交通的列車控制管理系統[J].城市軌道交通研究，2020，23（6）：162-165.

[3] 溫朋哲，徐道亮，高士杰，等.城市軌道交通全自動運營場景及功能需求分析[J].機車電傳動，2020（3）：132-136.

[4] 尹聰聰.城市軌道交通全自動運行線路運營管理模式分析[J].城市軌道交通研究，2019，22（S2）：19-23.