宋相宇 董高杰

摘 要： 基于CBTC駕駛技術(shù)，研究全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)面對(duì)的工程建設(shè)問(wèn)題及全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)面對(duì)的挑戰(zhàn)。深入研究全國(guó)城市軌道交通現(xiàn)有駕駛配套設(shè)施和工程建設(shè)，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行分類(lèi)并對(duì)不同項(xiàng)目中如何選擇全自動(dòng)無(wú)人駕駛的功能進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞： 全自動(dòng)駕駛;技術(shù)建設(shè);障礙物檢測(cè);應(yīng)急處置

【中圖分類(lèi)號(hào)】U284.48 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.064

0 引言

本人深入研究全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)，基礎(chǔ)建設(shè)需要進(jìn)行的優(yōu)化升級(jí)措施，及應(yīng)用會(huì)面對(duì)的挑戰(zhàn)。

1 全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)工程建設(shè)的相關(guān)問(wèn)題

1.1 車(chē)輛段及車(chē)輛設(shè)計(jì)

要真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人化運(yùn)營(yíng)，在項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)階段就應(yīng)做好全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)的設(shè)定，比如DTO、UTO的設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)不同的自動(dòng)化程度逐步提高或增加對(duì)各系統(tǒng)的指標(biāo)及功能要求。從運(yùn)營(yíng)維護(hù)場(chǎng)景入手，列出所有的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等場(chǎng)景，考慮不同場(chǎng)景下各個(gè)系統(tǒng)接口和功能分配 ; 提取出所有與土建設(shè)計(jì)有關(guān)的因素（如停車(chē)庫(kù)長(zhǎng)度、停車(chē)庫(kù)型式、自動(dòng)化區(qū)域及非自動(dòng)化區(qū)域、牽引電控制、弱電設(shè)備安裝等）作為邊界條件。

1）車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)：庫(kù)線長(zhǎng)度往往影響車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)的規(guī)模，需要在前期盡早確定，由于不同廠商的無(wú)人駕駛系統(tǒng)對(duì)于安全防護(hù)方式和距離的要求不同，因此，建議在前期采取包容性設(shè)計(jì)的方式;車(chē)輛段有人區(qū)和無(wú)人區(qū)的劃分，轉(zhuǎn)換軌設(shè)計(jì)需采用全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)，考慮車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)的便捷性，同時(shí)，土建設(shè)計(jì)需要考慮工作人員進(jìn)出無(wú)人區(qū)的地下/地上通道。

2）無(wú)人駕駛對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)提出更高的要求，比如蠕動(dòng)模式、防過(guò)沖等功能需要車(chē)輛提供獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)硬線接口，也需要車(chē)輛對(duì)于低速的控制更加精準(zhǔn);列控系統(tǒng)多數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)與車(chē)輛TCMS系統(tǒng)的信息交互實(shí)現(xiàn)，因此需要盡早明確車(chē)輛系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)和技術(shù)要求。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1.2 盡早確立運(yùn)營(yíng)管理模式和團(tuán)隊(duì)

由于全自動(dòng)無(wú)人駕駛對(duì)于運(yùn)營(yíng)最主要的區(qū)別在于崗位位置和職責(zé)的變化，對(duì)于已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年的城軌系統(tǒng)而言，是不小的沖擊和改變;無(wú)人駕駛系統(tǒng)具有運(yùn)行控制及運(yùn)營(yíng)管理高度集中化的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下方面。

1）控制中心調(diào)度員從面向列車(chē)司機(jī)和司機(jī)再面向乘客的關(guān)系，轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯用嫦虺丝?，并通過(guò)控制中心與列車(chē)間的視頻及語(yǔ)音通信設(shè)備，識(shí)別及處理列車(chē)上乘客的突發(fā)情況。

2）由原來(lái)通過(guò)司機(jī)處理的設(shè)備故障和列車(chē)控制職能轉(zhuǎn)變?yōu)橛煽刂浦行恼{(diào)度員直接處理和控制無(wú)人駕駛列車(chē)的運(yùn)行;OCC調(diào)度人員需要增加職能或增加崗位，對(duì)于更多信息的識(shí)別和判斷以及遠(yuǎn)程控制命令的使用都需要對(duì)調(diào)度人員加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)和能力培養(yǎng)。

3）增加了線路多職能保障隊(duì)伍，直接聽(tīng)從控制中心調(diào)度員的指令，完成和處理非正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的緊急作業(yè)，可以輔助引導(dǎo)乘客，處理屏蔽門(mén)故障，以及在必要時(shí)作為司乘人員上車(chē)處理列車(chē)故障，對(duì)保障人員的綜合素質(zhì)有更高的要求。

建議按扁平化和集中高效的原則設(shè)計(jì)，設(shè)立獨(dú)立的運(yùn)營(yíng)部門(mén)，將控制中心、車(chē)站、各維修專(zhuān)業(yè)相互協(xié)調(diào)配合進(jìn)行管理，減少內(nèi)部溝通環(huán)節(jié)，提高運(yùn)作效率;在系統(tǒng)巡檢維護(hù)方面，建議將相近專(zhuān)業(yè)適當(dāng)合并，提高故障應(yīng)急處理效率。

2 無(wú)人駕駛系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

全自動(dòng)無(wú)人駕駛列車(chē)運(yùn)行完全依靠信號(hào)控制，因此信號(hào)系統(tǒng)須采用高可靠、高安全及高冗余設(shè)計(jì)，需要更高的列車(chē)定位精度以及實(shí)時(shí)的列車(chē)運(yùn)行控制命令和設(shè)備狀況報(bào)告，同時(shí)要求ATC車(chē)載與軌旁設(shè)備之間能雙向高容量通信。設(shè)備故障或突發(fā)事件，后續(xù)處理依然存在一些缺陷，仍需要更完備的運(yùn)營(yíng)規(guī)則和處理準(zhǔn)則。例如：在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)制動(dòng)設(shè)備故障或車(chē)門(mén)故障，若依然需要牽引的話，將存在一定的安全隱患，如何正確處理。

2.1 障礙物檢測(cè)問(wèn)題

列車(chē)障礙物監(jiān)測(cè)包括異物侵限系統(tǒng)對(duì)無(wú)人駕駛安全比較重要，但在目前地鐵中還未真正實(shí)現(xiàn)。這也是無(wú)人駕駛技術(shù)未全面實(shí)施的重要原因，也是實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛安全運(yùn)營(yíng)亟需解決的問(wèn)題。可以參照無(wú)人駕駛汽車(chē)的避障傳感器的微波雷達(dá)、激光雷達(dá)等技術(shù)，或高速鐵路的防異物侵限技術(shù)進(jìn)行解決。

2.2 故障應(yīng)急處置問(wèn)題

成熟有效的運(yùn)營(yíng)組織方案和設(shè)備故障下列車(chē)運(yùn)行組織能力是目前實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的又一障礙?？上绕诜e累經(jīng)驗(yàn)，逐步解決。在地鐵無(wú)人駕駛系統(tǒng)建設(shè)的初期，應(yīng)研究制定出適用于國(guó)內(nèi)軌道交通基本運(yùn)營(yíng)條件的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)、運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、運(yùn)營(yíng)功能、運(yùn)營(yíng)組織、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和事故與災(zāi)害處理緊急預(yù)案等; 同時(shí)借鑒國(guó)外的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍和多職能維護(hù)人員，加強(qiáng)OCC 調(diào)度員的控制和指揮能力，提升中央集中實(shí)時(shí)控制的管理水平，為正確實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛運(yùn)營(yíng)提供管理上的保證，并在應(yīng)用中逐漸完善和成熟。

2.3 相關(guān)試驗(yàn)問(wèn)題

傳統(tǒng)的列車(chē)在完成型式試驗(yàn)后，將分別做車(chē)輛的限界試驗(yàn)，以及車(chē)輛與信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的技術(shù)接口等試驗(yàn)。全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)必須要確保整個(gè)系統(tǒng)安全、可靠、萬(wàn)無(wú)一失地運(yùn)行。由于監(jiān)控系統(tǒng)也高度集成，因此要進(jìn)行車(chē)輛、信號(hào)、通信、供電、 綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以及救援、應(yīng)急疏散等的聯(lián)合調(diào)試;而后要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的不載客試運(yùn)行，以考核車(chē)輛及各子系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.4 安全問(wèn)題

安全問(wèn)題是保障全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵系統(tǒng)長(zhǎng)期成功運(yùn)行的核心。如何進(jìn)行有效的安全監(jiān)測(cè)和評(píng)估是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。需要對(duì)軌道、信號(hào)、電力和牽引供電、廣播和通信、控制中心、車(chē)站、車(chē)站站臺(tái)門(mén)、車(chē)輛和土建工程等子系統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)估。并對(duì)每項(xiàng)檢查、測(cè)試和安全驗(yàn)收的結(jié)果，都要求分別提供相關(guān)的報(bào)告，以作為評(píng)估的結(jié)果，來(lái)確保評(píng)估的完整性、真實(shí)性和可追溯性。

3 結(jié)束語(yǔ)

全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)是一套全新的技術(shù)，在國(guó)外也是處于試運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，技術(shù)的運(yùn)用會(huì)遇到很多問(wèn)題。因此國(guó)內(nèi)大批量的上馬全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)一定要慎重。設(shè)計(jì)施工部門(mén)需要充分調(diào)研研究，做好充分預(yù)想，縝密的組織項(xiàng)目的專(zhuān)業(yè)評(píng)審。運(yùn)營(yíng)單位做足故障應(yīng)急預(yù)案，調(diào)度人員做足車(chē)輛技術(shù)培訓(xùn)，能在第一時(shí)間處置車(chē)輛故障。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宜芳.全自動(dòng)無(wú)人駕駛車(chē)輛段設(shè)計(jì)，北京地鐵14號(hào)線工程論文專(zhuān)輯2015（2）.

[2] 武長(zhǎng)海.城市軌道全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用探討[J]鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2016（10）.

[3] 王日凡.全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng) 全新理念的城市軌道交通模式[J]城市軌道交通研究，2006（8）.

[4] 范榮巍.燕房線全自動(dòng)無(wú)人駕駛車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng).鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2016.