王金光

卡斯柯信號有限公司 上海 200070

引言

全自動駕駛項目ATS系統(tǒng)擴(kuò)展智能運(yùn)控功能是通過對既有地鐵線路運(yùn)營過程中存在的痛點(diǎn)問題與業(yè)主進(jìn)行溝通梳理，提出可以在既有ATS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增設(shè)智能運(yùn)控系統(tǒng)功能來提升調(diào)度支持能力[1]。擴(kuò)展功能涉及多專業(yè)聯(lián)動及運(yùn)維聯(lián)動的相關(guān)功能項，通過多專業(yè)界面設(shè)計、全景駕駛艙、智能調(diào)度功能提升、視頻分析等需求進(jìn)行相關(guān)整合。針對用戶新的需求，再結(jié)合應(yīng)用項目的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)ATS擴(kuò)展智能運(yùn)控功能相關(guān)需求的整合，給相關(guān)設(shè)計及應(yīng)用工作提供輸入性指導(dǎo)。

1 專業(yè)界面功能設(shè)計

1.1 站場圖

除既有ATS功能和元素設(shè)計外，融合信息及功能設(shè)計如下[2]：

1.1.1 融合信息。隧道風(fēng)機(jī)狀態(tài)：隧道風(fēng)機(jī)開啟時顯示，未開啟時隱藏不顯示；區(qū)間水位：低水位時隱藏不顯示，高水位閃動顯示，并輔以聲光報警；車站火災(zāi)與列車火災(zāi)：無火災(zāi)隱藏不顯示，發(fā)生火災(zāi)時閃動顯示，并輔以聲光報警；接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)：帶電紅色顯示，降級橙色閃動，失電綠色閃動，并輔以聲光報警。

1.1.2 無線呼叫。點(diǎn)擊列車，實(shí)現(xiàn)無線呼叫列車功能。

1.1.3 快捷導(dǎo)航。

點(diǎn)擊車站右鍵可以完成：可快捷導(dǎo)航到當(dāng)前車站的CCTV界面；可快捷導(dǎo)航到當(dāng)前車站的PSD界面?？煽旖輰?dǎo)航到當(dāng)前車輛的CCTV界面；可快捷導(dǎo)航到當(dāng)前車輛概覽界面。

1.2 運(yùn)行圖

除既有ATS運(yùn)行圖功能外，增加如下優(yōu)化功能：增加ats顯示當(dāng)前加載的運(yùn)行圖（包括自動加載或人工加載）的文字名稱，并在醒目位置顯示運(yùn)行圖的名稱，以便提醒調(diào)度注意；設(shè)計正點(diǎn)率和晚點(diǎn)率統(tǒng)計分析功能并顯示。

1.3 視頻監(jiān)控及聯(lián)動

主要聯(lián)動項目如：通過攝像頭布局圖選擇視頻輸出到對應(yīng)顯示器；用戶可自定義攝像頭分組，用戶可選擇預(yù)先定義好的分組，一鍵把多路視頻輸出到顯示器上；用戶可自定義輪詢攝像頭，按預(yù)先定義好的輪詢機(jī)制，自動切換視頻畫面；快速的視頻導(dǎo)航。

1.4 屏蔽門信息監(jiān)視

可以監(jiān)控信息如：全線屏蔽門開關(guān)門狀態(tài)；車門開關(guān)門狀態(tài)；屏蔽門故障狀態(tài)；車門故障狀態(tài);屏蔽門與車門之間夾人夾物報警。

1.5 火警監(jiān)督

火警監(jiān)督設(shè)計如：車站站廳站臺總火警信息；列車火災(zāi)信息等。

1.6 車輛信息監(jiān)視

監(jiān)視信息如：全線車輛光字牌；具體車輛狀態(tài)總覽。

2 全景駕駛艙

中間區(qū)域包括的元素包括：道岔正常/故障、計軸正常/失效等信號系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)；SPKS狀態(tài)列車動態(tài)位置；接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)：（帶電、失電、降級）；供電卡控（觸發(fā)供電卡控的車站）；車站/區(qū)間火災(zāi)；區(qū)間水位；區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)運(yùn)行/停止；人防門狀態(tài)；站臺緊急關(guān)閉；屏蔽門正常/故障，屏蔽門夾人夾物；列車正常/故障狀態(tài)；客流信息，虛線和車站小圓點(diǎn)代表客流，通過綠、黃、紅體現(xiàn)客流特征，綠代表空閑，黃、紅代表大客流情況。

兩邊區(qū)域6個顯示塊的內(nèi)容：可定制化顯示更多的顯示塊，不同用戶可自定義選擇自己關(guān)注的內(nèi)容，對自定義的內(nèi)容可保存；用戶登錄時，可自動調(diào)閱上次保存的顯示內(nèi)容；根據(jù)不同的運(yùn)營模式下，顯示不同的信息；考慮運(yùn)營準(zhǔn)備模式、正常運(yùn)營模式、故障及應(yīng)急模式、晚間停運(yùn)模式4個模式下，顯示不同的內(nèi)容；可進(jìn)行不同模式的切換操作；當(dāng)有故障發(fā)生時，彈框提示當(dāng)前有故障，是否切換為故障模式，用戶確定后切換到故障模式。

2.1 運(yùn)營準(zhǔn)備模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)時狀態(tài)。兩邊區(qū)域結(jié)合車輛、各外部系統(tǒng)、車站相關(guān)數(shù)據(jù)，給出是否準(zhǔn)備好，是否運(yùn)行正常的監(jiān)視，讓調(diào)度及時掌握各個系統(tǒng)的狀態(tài)，做一些具備條件的、能夠自動檢查的項目。比如車輛的準(zhǔn)備情況，輔助調(diào)度查看。此功能不作為可以開始運(yùn)營的充分條件。

兩邊區(qū)域主要包括：運(yùn)營倒計時；運(yùn)營準(zhǔn)備情況：創(chuàng)建時刻表情況等信息；車輛喚醒情況；圖定上線車數(shù)，列車上線情況；信號系統(tǒng)/ISCS/PIS/PA/CCTV/AFC等系統(tǒng)運(yùn)營狀態(tài)；車站開站狀態(tài)。

2.2 正常運(yùn)營模式

2.2.1 實(shí)時統(tǒng)計信息指標(biāo)：當(dāng)天運(yùn)營指標(biāo)：5分鐘晚點(diǎn)、準(zhǔn)點(diǎn)率、兌現(xiàn)率等（當(dāng)天開始運(yùn)營到當(dāng)前時間）；列車滿載率指標(biāo)：滿載率50%以下班次統(tǒng)計、滿載率50%～80%班次統(tǒng)計、滿載率80%～100%班次統(tǒng)計，可以點(diǎn)擊查看詳細(xì)列表；扣車統(tǒng)計指標(biāo)：當(dāng)前正扣車站臺統(tǒng)計；跳停統(tǒng)計指標(biāo)：當(dāng)前正跳停站臺統(tǒng)計；當(dāng)前上線列車數(shù)，圖定上線車數(shù)。

2.2.2 歷史統(tǒng)計信息指標(biāo)：一段時間內(nèi)（可配置）發(fā)生過卡控的供電區(qū)，并按發(fā)生頻率排序；一段時間內(nèi)（可配置）車站進(jìn)站客流的top排序指標(biāo)；一段時間內(nèi)（可配置）列車5分鐘（可配置）晚點(diǎn)偏差的top排序指標(biāo)，以及發(fā)生晚點(diǎn)的區(qū)間統(tǒng)計；一段時間內(nèi)（可配置）統(tǒng)計的準(zhǔn)點(diǎn)率兌現(xiàn)率。

2.3 故障及應(yīng)急模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)時正常、故障狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)生影響運(yùn)營的故障時，全景總覽界面主顯區(qū)的故障設(shè)備應(yīng)紅色閃爍，同時輔以聲光報警。供電臂綠閃（失電），橙閃（降級）。

顯示的故障是總的故障，例如列車，無論牽引、制動等主要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，都會引起設(shè)備紅閃報警。

左鍵點(diǎn)擊對應(yīng)的故障設(shè)備，可彈出該設(shè)備對應(yīng)的實(shí)時故障列表（一個設(shè)備可能同時有多個故障），查看故障的詳細(xì)信息，點(diǎn)擊具體故障信息，可打開預(yù)案處理界面。

右鍵點(diǎn)擊對應(yīng)故障設(shè)備，可導(dǎo)航到具體詳細(xì)的頁面。比如道岔故障，可導(dǎo)航到站場圖故障道岔的具體位置。車輛故障，可導(dǎo)航到車輛光字牌界面。車站火災(zāi)，可導(dǎo)航到全線FAS報警界面。

當(dāng)發(fā)生故障時，如區(qū)間有迫停列車，全景總覽界面應(yīng)閃爍提示，并每隔一定時間（可配置）輔以聲光告警。

兩邊區(qū)域顯示具體故障及應(yīng)急處置相關(guān)信息，包括：故障信息列表，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)；故障影響列車，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)；故障影響站臺，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)；可能的故障原因；可能的維護(hù)時間；可能的人員到達(dá)現(xiàn)場的時間；區(qū)間停車超時TOP排序，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)；實(shí)時站臺發(fā)車延誤TOP排序，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)。

2.4 晚間停運(yùn)模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)時狀態(tài)。

兩邊區(qū)域，系統(tǒng)結(jié)合車輛、各外部系統(tǒng)、車站相關(guān)數(shù)據(jù)，給出相關(guān)停運(yùn)狀態(tài)。比如列車入庫情況，列車休眠情況等。

兩邊區(qū)域主要包括：列車入庫情況；列車休眠情況；列車進(jìn)入的存車線名稱；車站停運(yùn)狀態(tài)。

3 智能調(diào)度提升功能

3.1 全自動運(yùn)行圖編制

系統(tǒng)結(jié)合歷史線路客流特征，一鍵生成全日運(yùn)行圖，編圖人員同時可指定首末班車、巡道車、車站避免雙向同時到站等運(yùn)營約束要求?？筛鶕?jù)實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)行圖的手工調(diào)整。

3.2 防區(qū)間迫停連續(xù)自動扣車

實(shí)現(xiàn)行車阻塞時防區(qū)間迫停連續(xù)自動扣車，如列車故障處置停留時間較長，將對線路上后續(xù)運(yùn)行列車造成阻塞影響。智能調(diào)度系統(tǒng)分析行車時刻表影響，為行調(diào)提供“自動扣停后續(xù)列車”的策略命令，即當(dāng)前方列車因故無法按時發(fā)車期間，按照預(yù)定策略自動將所有后續(xù)列車扣停在相距一個車站的站臺，避免后續(xù)列車進(jìn)入?yún)^(qū)間后在隧道區(qū)間長期等待。

3.3 故障車快速退車下線

故障車下線快速設(shè)置策略及自動執(zhí)行。智能調(diào)度系統(tǒng)為行調(diào)提供“故障車快速退車下線”策略命令，可以直接安排需要下線維修的列車或者因運(yùn)營調(diào)整需要退出載客服務(wù)的列車清客并前往正線存車位置或者回到車輛場段，如需回車輛場段檢修，可同步自動聯(lián)動添加車場入庫計劃和檢修計劃，控制列車返庫維修。

3.4 備車快速上線

備車上線快速設(shè)置策略及自動執(zhí)行。智能運(yùn)控系統(tǒng)為行調(diào)提供“備車上線快速設(shè)置”策略命令，可快捷安排在正線存車線或者車輛場段內(nèi)的備用列車按時按地投入運(yùn)營載客服務(wù)，同步協(xié)調(diào)安排插入位置的前后列車運(yùn)行速度，優(yōu)化行車間隔。

3.5 提前折返替開

提前折返替開策略及自動執(zhí)行。智能運(yùn)控系統(tǒng)為行調(diào)提供“提前折返替開”策略命令，當(dāng)某一行車方向因故障出現(xiàn)較大行車間隔，影響乘客服務(wù)時，快捷安排另一方向上較少客流需求的列車?yán)每缟舷滦卸删€提前折返，補(bǔ)償故障方向的行車間隔，同步協(xié)同安排列車清客和折返作業(yè)的廣播和乘客導(dǎo)引聯(lián)動。

3.6 局部中斷運(yùn)營下全線行車交路自動變更

線路部分區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)施設(shè)備故障，例如牽引停電，導(dǎo)致列車無法通過，智能調(diào)度系統(tǒng)提供“局部中斷運(yùn)營下全線行車交路自動變更”策略命令，為調(diào)度提供一鍵決策下達(dá)，同時協(xié)同安排全線所有列車變更為新的交路路徑運(yùn)行，從而隔離開故障的區(qū)間，最大可能保證線路上其他正常區(qū)間的列車?yán)^續(xù)循環(huán)運(yùn)行，維持計劃的載客服務(wù)間隔。在區(qū)間故障恢復(fù)時，同樣利用該策略命令，快速將所有列車恢復(fù)到正常運(yùn)行圖的行車路線模式下。

4 視頻分析

通過圖像識別技術(shù)進(jìn)行視頻智能識別和深度學(xué)習(xí)進(jìn)行視頻清客、遺留物品檢測、人員異常行為檢測、客流統(tǒng)計區(qū)域態(tài)勢密度分析[3]。

4.1 視頻清客

基于視頻識別分析功能，在線路需要清客的終點(diǎn)站、折返站，實(shí)現(xiàn)視頻清客功能。

4.2 遺留物品檢測

具有物品遺留檢測功能，可以檢測指定的偵測區(qū)域內(nèi)物品被遺留的時間，當(dāng)超過設(shè)定的時間閾值時，認(rèn)為發(fā)生物品遺留，從而產(chǎn)生報警信號。

4.3 人員異常行為檢測

具有人員異常行為檢測功能，通過分析前端視頻流，當(dāng)檢測出快速奔跑、肢體沖突、人員倒地行為事件時，能夠產(chǎn)生報警信息，從而輔助管理人員及時處理異常行為。

4.4 客流統(tǒng)計

具備實(shí)時客流人數(shù)統(tǒng)計功能，可以在車站出入口、車站通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙向客流人數(shù)、雙向流速、密度的統(tǒng)計功能。

4.5 區(qū)域態(tài)勢密度分析

具備區(qū)域態(tài)勢密度分析的功能，能夠識別出場景中的“人”和“人群”，統(tǒng)計指定區(qū)域內(nèi)的人群數(shù)量、人群密度等級，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常報警等級進(jìn)行自動判斷分析，一旦發(fā)生異常情況，系統(tǒng)能自動發(fā)出報警信息并提供相關(guān)信息。

5 結(jié)束語

通過對全自動駕駛項目ATS系統(tǒng)擴(kuò)展智能運(yùn)控功能需求的整合，對行車調(diào)度人員的指揮能力將會有極大的提升。系統(tǒng)提供了不同運(yùn)營模式之間的切換，便于行車調(diào)度人員集中精力完成特定場景下的應(yīng)急處理。在既有調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行智能化、自動化的能力提升，減輕行車人員的工作量，提高控車效率。