城市轨道交通全自动无人驾驶系统分析与探讨

【摘 要】 随着城市发展速度的加快，城市轨道交通已经成为城市交通的重要组成部分，而全自动无人驾驶列车无疑是下一步发展的重点。通过对国外无人驾驶技术的简要分析，总结出无人驾驶技术的优势和主要技术规则，并结合国内的应用情况，提出一些国内发展全自动无人驾驶技术的意见和建议。

【关键词】 城市轨道交通 无人驾驶 列车 车门

近年来，随着全国各地轨道交通系统建设大潮的兴起，城市轨道交通系统新技术也层出不穷。为了提高城市轨道交通网络化建设的先进性，同时提高城市轨道交通系统的运营效率和自动化水平，与世界先进城市轨道交通系统接轨，各地的轨道交通系统建设纷纷采用全自动无人驾驶这项新技术。因此，这项新技术也越来越多的被人们了解和接受。

1 国外无人驾驶技术应用概况

（2）西班牙巴塞罗那地铁9号线采用全自动无人驾驶系统，线路全长41.4km。列车控制数据采用扩展频谱无线电，在列车和控制中心传输。

（3）日本名古屋爱知县修建了一条HSST-100型磁悬浮系统，线路全长8.9km，设9座车站，运行模式选择为ATO无人驾驶模式。

2 无人驾驶技术优势

（1）全自动无人驾驶地铁具有列车唤醒启动、休眠、出入停车场、清洗、行驶、停车、开关车门、故障恢复等一系列的自动功能，并具有常规运行、降级运行、运行中断等多种运行模式，可有效提高运量和系统运行效率。

（2）无人驾驶列车由于起动和制动的均匀性，乘客乘坐更加舒适。此外，列车最高速度可达80km/h，同时高新的技术保障了运营的安全。

（3）全自动无人驾驶地铁自动化程度较高，节省了人力、物力。虽然初期建设成本较普通地铁要高，但维护成本低，降低了运营成本。

3 全自动驾驶系统主要技术规则

（1）列车自动运行。全自动驾驶系统的核心是铁路自动化控制系统，其由机载车载部件和固定驻站部件组成，不仅连接联锁装置，还可以从沿线的车站轨道监控系统和其他系统中获取信息。

（2）驾驶室转换。列车折返时，应能够自动确定运行方向，并自动激活或关闭相应驾驶端，实现驾驶室的转换，转换时不能引发数据丢失。列车在站台进行驾驶端转换时，车门和屏蔽门保持开启状态；在非折返线等非站台区时，车门应保持关闭状态。

（3）车门屏蔽门技术要求。全自动无人驾驶屏蔽门和车门开关应为自动开关。除正常情况外，还需考虑故障时的操作。①屏蔽门故障时，应人工将故障屏蔽门关闭并锁定；屏蔽门系统应向信号系统报告被锁定屏蔽门的位置，在列车到达站台前，信号系统将故障屏蔽门位置发送给列车；列车将对应车门隔离，使其在该站停站时不参与开、关门动作。②开门故障时，对应列车应自动将故障车门关闭并锁定；关门故障时应人工将车门关闭并锁定；同时系统向信号系统发送被锁定车门位置，进而隔离前方到站相应屏蔽门，使其在该站列车停车时不参与开、关门动作。③人工开关门：列车停站期间可人工开关车门屏蔽门。信号系统接收人工开关车门屏蔽门命令，并检查开关门条件成立后，才可向车辆、屏蔽门发送命令。同时，所有与乘客换乘相关的故障必须通过车载广播系统通知乘客。

（4）列车停车位置。正线列车会根据预设停站程序进行进站停车，列车停靠每座车站。列车进站后没停到规定位置时，系统将自动调整。

（5）特殊情况下区间疏散、救援方式。当遇到火灾、人员夹伤等突发事件时，列车会停止运营，并自动监视危害信息，调动监控、安防等系统，完成紧急情况下的救援作业。指挥控制系统集安防、消防和通信于一体。系统还具有自动呼叫、联系相关人员请求救援协助的功能。

（6）辅助联动的相关系统。列车上应装有自动化列车监控系统，使控制中心可以监控站台和相关轨道区域，并实时观察列车内部和外部车头车尾情况，方便用于观察列车运营情况及对突发事故进行处理；列车上应配备无线电通信线路，乘客可通过专用电话直接与控制中心通话；列车运行过程中应能随时探测到前方是否有人或物进入轨道区，并做出不同反应，同时将信息会发送到控制中心，调度员可马上了解现场状况。

（7）无人驾驶地铁应具有列车出轨自动检测功能。如果系统探测到列车出轨，应会自动启动紧急刹车。

（8）车门障碍物探测。车门系统应安装障碍探测及保护系统，当有人或物被夹时，系统控制车门打开直到障碍解除，车门关闭，列车才会出站。

（9）报警装置。每列车上都应配有报警装置。如有危险发生乘客可启动紧急报警装置，车上的闭路监控摄像头能即时监控事故状况，同时将实时影像传送到控制中心。

4 我国的应用情况

在我国，已经有众多的地铁线路开始采用全自动无人驾驶技术。

（1）北京轨道交通机场线采用全自动无人驾驶列车。运用成熟的设计思想和运行辅助系统，确保其具有较高的安全可靠性。同时，通过辅助系统实现了列车的精确定位、高速运行、实时跟踪和自动折返，缩短了列车运行间隔，提高了行车密度和旅行速度。根据客流自动调整列车开行密度和运营策略，灵活适应高、低峰客流。

（2）上海地铁10号线为国内首次运用无人驾驶技术的线路。在原技术基础上，升级了列车安全检测系统，车门、车厢内及重要设备的监控能力进一步提高，进一步保障了乘客乘坐的安全性。

（3）北京轨道交通燕房线拟采用全自动无人驾驶系统。已从运能、安全性、可用性、准点性、舒适性、快捷性、灵活性等方面进行了详细分析求证，为线路的开通运营做足了前期准备。

5 结语

全自动驾驶技术是一项全球领先的技术，虽然已经发展到了相对成熟的地步，但是随着技术的革新和新技术的产生和发展，势必会融入更多的更全面的车辆、信号、运营的相关新技术，而更先进列控系统的开发无疑是保证列车更安全可靠的基石，下一步建议进行新一代列控系统的开发。

参考文献：

[2]周文.西班牙修建无人驾驶地铁[J].铁道知识，2003（6）：20.

[3]何宗华.日本城市轨道交通的类型与技术发展[J].城市轨道交通研究，2004（5）：5-8.

[4]孙延焕，陈丽民，陈军科.北京机场线无人驾驶模式系统的研究与实践[J].都市快轨交通，2012（5）：38-41.