中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710043

引言

隨著技術(shù)水平的提升，城市軌道交通已經(jīng)開(kāi)始向全自動(dòng)運(yùn)行邁進(jìn)，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是涉及多專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)性、綜合性工程，需要在設(shè)計(jì)階段開(kāi)始統(tǒng)籌考慮，注重多專(zhuān)業(yè)頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)不同系統(tǒng)之間信息交互、接口協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的工程實(shí)施。

1 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)不僅能夠提升對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)管理工作的效率，還綜合了土建和機(jī)電等專(zhuān)業(yè)，有利于改善地鐵工作模式，提升地鐵建設(shè)水平。一定程度上而言，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵從建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理模式、系統(tǒng)工程理念、應(yīng)用方法上的革新，而且構(gòu)建了全新的規(guī)范要求，完成了全新的頂層設(shè)計(jì)。

1.1 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分析

全自動(dòng)駕駛技術(shù)在國(guó)際上的主要標(biāo)準(zhǔn)包括IEC62267:2009標(biāo)準(zhǔn)系列，國(guó)內(nèi)綜合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)國(guó)情，進(jìn)行了一系列標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化工作，并形成GB/T32588.1-2006等標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)在此基礎(chǔ)上，結(jié)合城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，編制了全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)規(guī)范(T/CAMET 04017-2019)，涵蓋了需求規(guī)范、接口設(shè)計(jì)要求、測(cè)試驗(yàn)證設(shè)計(jì)需求、運(yùn)行規(guī)范等內(nèi)容，對(duì)工程建設(shè)的安全評(píng)估，以及運(yùn)營(yíng)條件提出了全面的要求[1]。

1.2 系統(tǒng)的組成和功能分析

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是涉及多專(zhuān)業(yè)的綜合性系統(tǒng)工程，各專(zhuān)業(yè)聯(lián)系密切，深度集成，提升了軌道交通的整體自動(dòng)化水平。其中，信號(hào)、車(chē)輛、綜合監(jiān)控、通信、站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)稱(chēng)為全自動(dòng)運(yùn)行的五大核心系統(tǒng)，各系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)線路在系統(tǒng)架構(gòu)、功能接口、設(shè)備配置方面均有所增強(qiáng)。

信號(hào)系統(tǒng)在控制中心增設(shè)車(chē)輛調(diào)度和乘客調(diào)度，用于實(shí)現(xiàn)車(chē)輛和乘客的相關(guān)監(jiān)視、控制功能；設(shè)置備用控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制中心的冗余備份；場(chǎng)段增設(shè)地面ATP/ATO設(shè)備，設(shè)置人員防護(hù)開(kāi)關(guān)（SPKS）、休眠喚醒應(yīng)答器等；正線車(chē)站增設(shè)站臺(tái)門(mén)開(kāi)/關(guān)門(mén)按鈕、清客確認(rèn)按鈕及SPKS開(kāi)關(guān)等。

車(chē)輛系統(tǒng)是全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的載體，由于全自動(dòng)運(yùn)行列車(chē)一般不配置司機(jī)，因此需要高可靠性、高可用性車(chē)輛系統(tǒng)的支撐。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中，車(chē)輛司機(jī)室一般設(shè)置為開(kāi)放式駕駛室；增加障礙物及脫軌檢測(cè)裝置；增加休眠喚醒功能；車(chē)輛關(guān)鍵設(shè)備冗余等。

綜合監(jiān)控通過(guò)集成和互聯(lián)的方式，將各分散孤立的設(shè)備系統(tǒng)形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件和軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的集中監(jiān)控和管理。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在全自動(dòng)運(yùn)行線路中可單獨(dú)設(shè)置，也可與信號(hào)ATS子系統(tǒng)集成，構(gòu)建以行車(chē)指揮為核心的行車(chē)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

通信系統(tǒng)在全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中需為調(diào)度人員提供車(chē)輛現(xiàn)場(chǎng)圖像、故障信息以及相關(guān)聯(lián)動(dòng)指令的傳輸通道。由于在全自動(dòng)運(yùn)行中，車(chē)上不設(shè)置司機(jī)/乘務(wù)員，乘客遇到緊急情況需直接與中心調(diào)度人員聯(lián)系，因此主要涉及通信系統(tǒng)的無(wú)線通信、視頻監(jiān)視、廣播、乘客信息子系統(tǒng)等。

站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)除了常規(guī)線路具有的功能外，增加與車(chē)門(mén)的對(duì)位隔離、站臺(tái)門(mén)/車(chē)門(mén)間隙探測(cè)等功能，為實(shí)現(xiàn)這些功能，在設(shè)備配置方面，增加與信號(hào)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)位隔離信息互傳；增加間隙探測(cè)設(shè)備等。

除上述五大核心系統(tǒng)外，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)還涉及車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)工等在內(nèi)的配套系統(tǒng)，各系統(tǒng)密切聯(lián)動(dòng)、高效協(xié)同，共同推動(dòng)全自動(dòng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)。

2 全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)典型場(chǎng)景的應(yīng)用分析

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)采用以運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景和運(yùn)營(yíng)規(guī)則為主線的建設(shè)方法，場(chǎng)景包括正常運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景、故障運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景、應(yīng)急運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，不同城市根據(jù)各自需求形成各城市的全自動(dòng)場(chǎng)景，本節(jié)選取其中2個(gè)典型場(chǎng)景進(jìn)行分析[2]。

2.1 列車(chē)喚醒

列車(chē)在投入運(yùn)營(yíng)前，需由控制中心遠(yuǎn)程自動(dòng)或手動(dòng)向列車(chē)發(fā)送喚醒命令，或人工本地按壓車(chē)輛上電按鈕對(duì)列車(chē)進(jìn)行低壓上電。

在喚醒之前，控制中心調(diào)度員應(yīng)通過(guò)信號(hào)ATS系統(tǒng)確認(rèn)停車(chē)庫(kù)內(nèi)或正線休眠點(diǎn)列車(chē)車(chē)況為休眠狀態(tài)，并確認(rèn)列車(chē)出庫(kù)計(jì)劃、錄入ATS，與各列車(chē)進(jìn)行匹配；ATS根據(jù)出庫(kù)計(jì)劃，分批次自動(dòng)喚醒列車(chē)；車(chē)載信號(hào)喚醒后，對(duì)全自動(dòng)運(yùn)行必需的列車(chē)功能執(zhí)行綜合自檢（包括車(chē)輛設(shè)備自檢、車(chē)載信號(hào)設(shè)備自檢以及開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)、施放制動(dòng)等聯(lián)合測(cè)試），列車(chē)自檢失敗、靜態(tài)測(cè)試失敗或動(dòng)態(tài)測(cè)試失敗，認(rèn)為列車(chē)喚醒失敗，并向中心發(fā)送喚醒失敗告警信息；若喚醒成功，車(chē)載信號(hào)系統(tǒng)將綜合自檢的完整信息上報(bào)ATS，ATS自動(dòng)向喚醒并自檢成功的FAM模式列車(chē)下發(fā)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃并自動(dòng)向列車(chē)下發(fā)“待命”工況。

2.2 對(duì)位隔離

全自動(dòng)運(yùn)行對(duì)位隔離包括：站臺(tái)門(mén)故障隔離車(chē)門(mén)和車(chē)門(mén)故障隔離站臺(tái)門(mén)。站臺(tái)門(mén)故障隔離車(chē)門(mén)是指當(dāng)車(chē)站站臺(tái)門(mén)故障或被人工鎖閉隔離后，列車(chē)在該站臺(tái)時(shí)，該側(cè)站臺(tái)的所有列車(chē)相對(duì)應(yīng)的車(chē)門(mén)保持鎖閉，不參與停站的開(kāi)、關(guān)門(mén)作業(yè)。站臺(tái)門(mén)發(fā)生故障時(shí)，車(chē)輛對(duì)乘客進(jìn)行提示，站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)點(diǎn)亮故障站臺(tái)門(mén)對(duì)應(yīng)的故障指示燈。車(chē)門(mén)故障隔離站臺(tái)門(mén)是指當(dāng)列車(chē)車(chē)門(mén)故障隔離后，本列車(chē)停站時(shí)對(duì)應(yīng)的站臺(tái)門(mén)能保持鎖閉不參與停站的開(kāi)、關(guān)門(mén)作業(yè)。車(chē)門(mén)發(fā)生故障時(shí)，車(chē)輛對(duì)乘客進(jìn)行聲光提示，站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)點(diǎn)亮故障車(chē)門(mén)對(duì)應(yīng)站臺(tái)門(mén)的故障指示燈[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，各大城市均在積極規(guī)劃和建設(shè)全自動(dòng)運(yùn)行地鐵線路，國(guó)內(nèi)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)即將迎來(lái)井噴式發(fā)展。但國(guó)內(nèi)全自動(dòng)運(yùn)行相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、建設(shè)體系還亟待完善，因此，在全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，需要各家單位（包括設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、系統(tǒng)商等）共同參與，確定全自動(dòng)場(chǎng)景，落實(shí)全自動(dòng)功能，以滿足實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，提高城市軌道交通的服務(wù)水平、運(yùn)營(yíng)安全和運(yùn)行效率。