城市軌道交通自動疏散功能的室內測試方案研究

秦鳳杰

（卡斯柯信號有限公司，上海 200071）

城市軌道交通的全自動無人駕駛系統，服務于智慧地鐵，旨在使乘客出行更高效、更便捷和更智能。與傳統的基于通信的列車自動控制系統（CBTC 系統）相比，全自動無人駕駛系統增加了很多新的功能。其中，自動疏散功能就是全自動無人駕駛系統的一個新功能，本文從自動疏散功能設置的意義出發，詳細介紹自動疏散的系統設計、場景分析，重點探討室內測試方案。

1 自動疏散設置的意義

城市軌道交通作為城市公共交通的重要組成部分，因為其環境的特殊性，大部分城市軌道交通都位于地下封閉的區間中，對外通信聯絡比較困難。一旦發生意外事故，如列車迫停區間無法動車，此時需要引導乘客進行有序疏散[1]。因此除了站臺設計、裝備設置及應急處理戰術等方面要考慮疏散外，城市軌道交通信號系統有必要考慮自動疏散功能。目前國內的很多全自動無人駕駛項目都設置了自動疏散功能[2]，本文從自動疏散的系統設計、場景分析、測試平臺的配置和室內測試用例設計幾個方面進行研究。

2 系統設計中自動疏散防護區域和自動疏散請求區域的劃分

自動疏散功能需要設置自動疏散防護區和自動疏散請求區。列車在一定區域內報告要求疏散，該區域定義為自動疏散請求區域。當疏散功能激活后，一定區域內的列車不能移動，區域外面的車輛也不能進入到該區域中，這些區域定義為自動疏散防護區域。自動疏散防護區可以通過不同的疏散觸發器將其設置為限制狀態，從而使防護區域內的列車不能移動，區域外的列車不能駛入防護區內。當列車在疏散請求區請求疏散時，與之關聯的自動疏散防護區域就會被激活，并將該區域設置為限制狀態。

自動疏散請求區域應該能覆蓋乘客容易出現在列車和軌道上的所有區域，疏散請求區域作為1 個觸發器要關聯疏散防護區域。圖1 為自動疏散防護區域的劃分。圖2 為自動疏散請求區域的劃分。

圖1 自動疏散防護區域的劃分

圖2 自動疏散請求區域

每個自動疏散防護區域都會關聯一系列的自動疏散請求區域。一旦與之關聯的任何一個請求區域觸發后，防護區域就會自動設置為限制狀態。表1 列出的是不同疏散防護區域對應的自動疏散請求區域。

表1 自動疏散防護區域和自動疏散請求區域的對應關系

請求區域觸發后，要保證請求區域加上至少一個車長的長度范圍內的防護區域都設置為限制狀態。例如，如果列車在請求區域Req_3 中，ZC 就會將防護區域Sec_1、Sec_2、Sec_ 3、Sec_4 和Sec_5 設置為限制狀態；如果列車在請求區域Req_4 中，ZC 將防護區域Sec_3、Sec_4 和Sec_6 設置為限制狀態。

3 自動疏散場景分析

3.1 通信車的自動疏散

當乘客通過緊急手柄去激活疏散區域時，如果列車在站間且在疏散距離之外運行，此時車載控制器（CC）不發送疏散請求，但是CC 會給列車自動監控子系統（ATS）發送緊急手柄落下的報警，列車在區間正常運行。如果列車到達站臺精確停車，則CC 不會將疏散請求發給區域控制中心（ZC），疏散區域也不激活。當未精確停車則CC 會將疏散請求發給ZC，疏散區域會激活。如果列車在站間且在疏散距離之內停車，CC發送疏散請求給ZC，ATS 上顯示疏散區域激活，車輛會允許車門打開；如果列車停穩并對標停準在站臺，CC 不會發送疏散請求給ZC，從而不激活疏散區。疏散區域激活后，未進入到疏散防護區域中的列車的移動終端無法進入疏散防護區，列車停在疏散防護區域外，已經在疏散防護區域中的列車不能動車。圖3 為通信車的自動疏散請求。

圖3 通信車的自動疏散請求

疏散完成后，中心調度員需要確認疏散區沒有乘客遺留后，才能進行疏散的解除，疏散區恢復到未激活狀態。對于疏散的解除，目前項目通用的方式有2 種，第一種為疏散手柄記憶，通過ATS 發給CC 的二次確認命令進行復位；另一種需要在車上人工移除記憶，通過ATS 給ZC 發送疏散區復位命令，將疏散區復位，通信車恢復到正常狀態。

3.2 非通信車的人工疏散

非通信車的疏散需要由ATS 中心調度員設置疏散命令，ZC 收到ATS 發來的疏散命令后，將疏散區域激活，ATS 界面上顯示疏散區域激活。圖4 為非通信車的自動疏散請求。

圖4 非通信車的自動疏散請求

ATS 調度員確認疏散已完成后，設置疏散解除命令，ZC 收到解除命令后，將疏散區解除激活狀態，ATS上顯示疏散區未激活。

4 FIVP 測試平臺的配置

在室內提前進行全自動無人駕駛系統測試，對關鍵運營場景進行充分的分析測試，將很大程度上減少現場調試的工作量，提升系統軟件和數據發布正確率，對縮短項目工期，把控產品質量起著至關重要的作用，從而保證交付運營的系統安全性、穩定性及可靠性。

城市軌道交通的信號系統室內測試采用FIVP（factory integration and validation platform）平臺進行測試[3]。該平臺使用的信號子系統，包括的CC、ATS、計算機聯鎖（CI）、ZC、線路控制器（LC）、數據傳輸系統（DCS）和維護支持系統（MSS）都是真實設備。軌旁設備、駕駛臺和車輛模式采用仿真軟件，主要模擬信號機、道岔、隔斷門、SPKS 和軌道等車站信號設備。同時，對車輛、信標、天線、信標、編碼里程計與車載控制器、軌旁列車控制子系統和計算機聯鎖子系統之間的信盧交互進行模擬[4]。

5 自動疏散的室內測試用例設計

FIVP 平臺對自動疏散功能的測試主要從列車分別在站臺處于靜止及運行狀態，列車在站間處于靜止和運行狀態4 個場景拉下緊急手柄進行測試用例的探討與分析[5]。表2 為不同場景下的測試用例設計。

表2 自動疏散測試的用例設計

6 結束語

本文對信號系統的自動疏散系統設計、疏散場景、室內測試平臺的配置及其室內測試用例的設計進行了分析，自動疏散功能的設置避免了在突發事故到后來緊急疏散的過程中乘客與移動的車輛發生碰撞，使乘客安全撤離出軌道區域。本文對后續全自動無人駕駛項目自動疏散功能的設計和測試提供了重要的參考價值。