城市轨道交通全自动运行系统及安全需求
谢正媛 李伶伶
摘 要：本文从控制中心调度、车站运营作业、车辆段运营作业、车载运营作业、故障应急处置方式等五个方面分析城市轨道交通全自动运行系统与传统轨道交通的区别，讨论新的轨道交通运营模式下，岗位的变更及工作职责的变化。展望全自动运行系统的发展新时期。
关键词：全自动运行；运营需求分析；岗位设置
中图分类号：U292 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0223-02
1 概述
全自动驾驶系统代表了目前城市轨道交通现代化的最先进技术。全自动驾驶系统将传统司机的工作职能一部份由列车自动控制系统负责，另一部分则将移交到控制中心去完成。传统的司机、控制中心调度员和车站值班员共同参与控制的运营控制模式，转变为以控制中心调度员直接面向运行的运营控制模式。这种运营模式的变革，对参与运营的各主体部门运营需求都产生了变化。
2 控制中心调度需求变化
由于全自动驾驶系统是完全没有司机参与，车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营，自动实现列车休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车和开关车门。对控制中心的高度集中管理要求更高，调度员的专业分工更加细化，专业水平和系统设备运行管理的经验要求更高。除了设置基本的行调、电调、环调、设备调度、总调外，在控制中心增设了客运调度、车辆维修调度。客运调度主要负责与列车内乘客通话，即时解决乘客问题；向列车和车站远程广播，通知乘客运营信息，组织乘客疏散；负责与车站作业人员联系。车辆维修调度根据列车检修计划安排列车检修；正线运行中出现的故障列车安排其进入车辆段检修。此外，行调增加列车运行、站台门监控及远程控制功能，行调可直接与车站和列车上的乘客通话和远程广播。
控制中心不但要管理正线，还要调度管理车辆段及停车场的自动化区域，当现场需要人工干预时，控制中心可实现必要的自动联动和经调度员确定的手动联动。并可协同司机、车站值班员等岗位人员进行协同应急处置。控制中心调度员担负了原有司机及车站值班员的工作，这也要求线路控制中心提高其可靠性，设置线路主、备控制中心。主控制中心设在运营控制中心，后备控制中心设在车辆段。如主控制中心因事故停止使用时，行调可通过备用控制中心完成监控在线列车运行的功能。
3 车站作业运营需求变化
由于全自动驾驶系统的高度自动化，系统正常运营时，车站及轨旁值班员主要是管理车站的乘客服务，他们必须对乘客的要求做出快速反应，以确保实现对乘客的高质量的服务。其中：车站值班员负责查看车站设备，回答和解决乘客的提问和要求，管理车站秩序；站台操作员主要负责帮助和引导乘客上下车，并及时处理车门或屏蔽门故障，以确保列车能正常载客；线路多职能巡逻人员在线路运营时主要是处理列车客室内与乘客相关的服务内容，当线路或列车出现故障时，在控制中心调度员的指令下，处理现场故障。信号系统在车站站台门两端处和车站控制室IBP盘上增设关门按钮，实现清客确认和车门关闭的功能；列车运行至终点站，巡逻人员通过按压站台设置的关门按钮协助调度员进行清客确认，关闭车门，列车自动入段。
全自动运行系统下，车站岗位设置和职能与传统轨道交通线路变化不大，分为站区中心站和一般车站。站区中心站设有综控室和技术室，一般车站仅设综控室。综控室设置值班主任、车站值班员等岗位，技术室包括轨道及车站维护人员，对轨旁设备维护修理。由于UTO模式无司机值乘，因此在交路折返站不设轮乘室和司机值班室。
4 车辆段作业运营需求变化
车辆段包括全自动运行区域、非全自动运行区域。相比传统线路，车辆段全自动运行区域列车可实现自动化出入库，唤醒、自检、洗车、转线、休眠等功能，可省去很多人工操作。自动化车辆段在无人区具备有人区及无人区的门禁隔离，还设置了检修人员进入的检修地沟，停车股道与检修地沟设置了SPK人员防护开关。因此在全自动线路的车辆段，列车在车辆段内具备ATP的防护功能，也具备精确停车定位的功能，因此在全自动车辆段内需设置信号系统的区域控制器（ZC），在停车股道范围设置精确停车所需的应答器。由于在全自动车辆段内列车依靠移动授权（MA）进行行车，因此列车需要时刻与轨旁ATP进行列控信息的交互，因此几乎在整个车辆段范围，均须覆盖车地无线（LTE-M）。此外相比传统车辆段，全自动车辆段的自动运行区域和非全自动运行区域之间需要设置转换轨。
5 车载作业运营需求变化
车辆是全自动驾驶城市轨道交通系统的运动载体与核心。人工模式时，司机操作司控器驾驶列车。STO模式时，司机根据提示按压ATO启动按钮后驾驶列车。UTO模式时，完全由信号系统根据运行图时刻表控制列车运行。
UTO系统控制传输路径为由OCC控制车载ATC（列车自动控制）设备，通过MVB（多功能车辆总线）传输到TCMS（列车控制管理系统）、ICU（逆变器控制单元）、BCU（制动控制单元）。车辆在控制中心的控制下自动实现列车休眠、唤醒、自检、自动运行、停车和开关车门，以及在轻微故障情况下实现自动切除、恢复供电等功能，包括洗车也能无人操作自动完成。列车安装的火灾报警系统，能够将火警信息传送至司机室及控制中心显示并报警，协助乘客快速逃生。客室内的乘客紧急报警和对讲系统可与控制中心实时通话，由客运调度员为乘客答疑解惑，协助乘客应急处理。客室监控系统无盲区，司機室监控除监视司机台及所有按钮开关外，也可监视列车前方50m路况，为紧急疏散或列车故障提供影像资料。广播系统根据信号系统提供的信息自动预报站、报到站，全自动广播。列车前端和末尾的机械障碍物探测装置一旦探测到障碍物，立即触发列车紧急制动，同时将信息传输至OCC，方便调度员远程控制。列车的关键控制电路、设备都有冗余设计，减少单点故障对列车运行的影响。若因紧急事件需要疏散，可由控制中心远程打开逃生门。
6 故障应急处置作业变化
若全自动运行系统设备出现异常，故障列车或在线列车没有遵循时刻表运营，中心调度员可以在任何时间根据需要，通过“人工”办理调线、调整停站时间、临时增减车辆等方式，合理配置在线车辆运营路径、运行时间及数量，完成增加、扩展、减少、取消或重新建立运营计划的控制，平衡列车之间的乘客流量，满足运营需求。如设备故障需要立即修复，结合列车配备的视频监控系统，控制中心可通过视频图像了解车内情况，对事件或故障做出正确反应，乘客可通过车载对讲系统与控制中心乘客调通话交流。当需要有人驾驶车辆时，车站巡逻人员可打开驾驶台盖板，实施驾驶操作，此时车载系统设备自动将控制中心与乘客的通话权转换为控制中心直接与司机通话，司机与乘客对话的管理关系。
7 结语
通过以上各方面的分析，全自动驾驶系统技术做为一个节约能源的、高新技术的、附加值很高的新型产业，可以为轨道交通提供更舒适、更安全、高效的服务，进一步提升轨道交通安全与效率。随着全自动驾驶成为被认可的可靠方案且将保持着高速增长，特别是国内的北京、上海、和广州等地铁已经在陆续研究采用全自动驾驶的系统，国内轨道交通即将迎来无人驾驶系统建设高潮。
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