浅谈地铁无人驾驶系统的设计

浅谈地铁无人驾驶系统的设计

焦爱莉

（成都地铁运营有限公司，成都，610000）

摘要：随着时代的不断发展，地铁无人驾驶系统技术已经成为我国新建地铁运行技术的主要趋势。在当前的地铁驾驶中通常都是通过人工的方式来对其进行管控及操作，无人驾驶可提高列车的整体运作效率和安全性，提供自动监控、无线通信等功能，有效降低驾驶员失误带来的安全风险。本文介绍了地铁无人驾驶的优点，并对地铁无人驾驶系统的设计进行研究与探索。

关键词：地铁；无人驾驶；系统设计

1 引言

关于地铁无人驾驶系统而言，在应用的过程中主要是通过采用高度自动化的控制系统，由地铁线路控制中心通过计算机进行管理和操作，如对信号系统操作、车辆系统调整等等，以此实现地铁列车全自动正线运行、自动进/出站、自动开/关门、自动唤醒/休眠等功能。

无人驾驶的地铁列车，无需司机操作，在信号系统的自动控制下，列车具备全自动正线运行、自动进/出站、自动开/关门、自动唤醒/休眠等功能，还能主动诊断故障

相较于传统的地铁驾驶模式，全自动运行可以按照最优模式提供更精准的运营控制，运营的可靠性和效率得到显著提高，相比人工驾驶列车故障率可降低75%。

2地铁无人驾驶系统的优点

地铁无人驾驶系统具有多个方面的优点：

（1）更准点，效率更高。地铁无人驾驶系统能够避免到站开、关门等操作的人为因素影响，更准确地控制列车的运行速度和到发时间。调度可根据客流量的变化，灵活调整运营，避免出现空车的情况发生，使得整个运营组织能够变得更加灵活和方便。据相关数据表明，在国外的地铁无人驾驶系统中，地铁每公里的运行能耗能够比传统减少百分之三十。

（2）运行速度更稳，更安全。地铁无人驾驶系统在运行的过程中，能够精准控制列车的加减速，运行速度更稳，乘客不会因急刹车造成不适，与此同时能够减少行车中的间隔，在一定的程度上提高旅行的速度。与传统人工操作的方式比较，不仅能够加强车辆方面的周转工作，也可以起到减少配置列车数量的效果。

（3）司机脱离繁忙，更灵活调配列车。地铁无人驾驶系统可减少司机定员，弱化或简化车站行车调度人员配置，不再需要考虑运营中司机的派班计划，司机可从繁忙中解放出来，更方便灵活地调配列车，职责更多起到监测作用。

（4）应用地铁无人驾驶系统，能够在一定的程度上减少人工方面所产生的失误，以此避免造成时间、效率的浪费，大大的减少了司乘人员的劳动强度。

3自动驾驶技术现状

随着时代的不断发展，地铁无人驾驶的将是城市轨道交通的发展趋势。作为地铁司乘驾驶系统长期应用经验的总结和优化，引入地铁无人驾驶系统，可以有效降低驾驶员失误带来的安全风险，进而在最大化限度中保障我国的地铁运行能够具有安全性以及稳定性作用。

在实际的情况中，现有的ATO模式信号系统存在以下问题：第一，内部中的信号管控逻辑需通过车载-地面区域控制-联锁子系统协调处理三个方面，以此让信号的传输无误。但不同子系统中的传输会存在延时的情况发生，进而在一定的程度上减少了系统的效率及可靠性。第二，所需要的轨旁设备较多，这就使得系统中的调试时间变长。第三，若在运行的时候，出现设备故障的情况发生，会致使整个影响范围扩大，进而导致对整体运营造成隐患。

4 无人驾驶系统设计

4.1升级信号系统设计

对于列车控制自动化而言，无人驾驶是对信号系统开展设计和提升。按照传统ATO模式系统中可能存在的问题，需要从以下几个方面进行研究：

（1）若采用FAO技术，需从车地无线通信稳定性的角度进行思考，更适宜应用LTE技术。

（2）信号系统中需秉持着一定的设计原则及设计内容。

（3）提高信号系统功能，关于无线通信的稳定性而言，是一项制约着自动驾驶的重要因素，其中LTE-M无线通讯网络是应用较为可靠的通信方式。

4.2车载控制平台系统设计

从目前的情况来看，基于车载控制平台的列车自动运行控制系统，主要是通过由三个方面的内容进行组成。第一是列车间通信，区别于传统的列车控制系统。传统的列控系统主要采用列车地面列车通信方式，而采用列车到列车通信方式。不同列车之间的通信只需要通过无线通信网络就可以建立起来，后续的列车也可以直接获取前方列车的信息，并根据位置信息和线路状态信息对列车进行调整。第二，列车控制系统从轨旁到车载，至于从轨旁到车载的设计思路，主要需要整合一系列线路资源，确保传统信号系统的轨旁联锁设备和区域控制设备能够在一定程度上深度融合，然后在轨旁，只需简单的目标控制器和基础设备，就可以保证列车的良好运行。三、列车运行的主要设计思想，主要是从列车到列车的通信和车辆控制平台，进而在最大化限度中保障列车能够实时获取到信息，并且按照时刻表自主进行调整和规划。

这一种系统与传统的设备进行对比，有着以下几个方面的优点：

（1）能够较好的加强系统可靠性，在列控系统中，只需要简单的通过联锁和ATP保护功能就可以更好的保护行车安全，通过系统结构的功能优化来进行分配工作，以此在最大化限度中提高行车的稳定性和安全性。

（2）除了轨旁目标控制器，主要的列控功能还可以进行出厂调试工作，无疑可以更好的减少现场安全和调试时间，进而缩短工程建设周期，保障建设的成本得到减低。

（3）提升性能，将线路资源管理以及移动授权功能进行结合，使整个系统的实时性得到提高，进而保障系统的性能得到加强。

（4）减少相关的专业负担，可以通过对车站进行精简，进而减少百分之五十的用房面积。同时，通过对轨旁设备的整合或减少，可以减少系统维护的工作量，保证整个系统的运维成本。

（5）网络化运营，当列车在行驶的过程中，可以通过车载系统来对其进行操作和管理，这就使得对于轨旁及控制中心系统的依赖性比较低，因此能够较好的开展网络化运行工作。

4.3车载控制子系统设计

在整个车载控制子系统当中，一般都是采用一体化设计的思想，其中需要将车载列控系统与车辆网络进行融合，使得两者的传感器得到融合，以此推动列车的子系统设计。

4.4轨旁子系统设计

对于轨旁子系统，取消了传统CBTC系统所需的区域控制器和联锁设备，只需要在一定程度上保留列车地面通信设备和信号等等基础设备便能够进行运行，这无疑就大大减少了列车的成本。

4.5无线通信子系统设计

关于无线通信子系统而言，主要是通过由两个方面的内容进行构成，是骨干网和无线网络。在这两个内容中，主要负责为不同的系统提供安全或不安全的信号传输。其中，对于无线网络，需要使用LTE技术进行应用。此外，针对LTE技术，制定了相应的标准化规范，并在部分城市轨道交通系统中应用，最大限度地为车辆通信提供了有效保障。

4.6地铁自动监控系统设计

关于列车自动监控子系统而言，主要是为了能够对列车中的各种数据进行统计以及分析。例如，当某一些列车在出现降级运作的时候，需要及时的上报，提供相应的人工介入应急处理方式，进而在保障列车的自动监控功能得到应用。

5结语

综上所述，对于地铁无人驾驶系统而言，具有多个方面的优点，不仅仅提高列车的整体运作效率和安全性外，也可提供自动监控、无线通信等功能。但在实际的应用过程中，需要对这一项技术进行深入的研究和探索，使地铁无人驾驶系统能够更好的为人民服务，为城市轨道交通长远高效发展提供坚实的基础。

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