150610 无人驾驶地铁车辆的研发与应用_长客股份于青松

无人驾驶地铁在世界多个国家和地区开通和成熟运用；
【2013年UITP数据】
1 无人驾驶地铁的发展情况 截止2013年底，在世界范围内已有32个城市、48条、
674km的线路应用无人驾驶。无人驾驶车辆应用经历了探索推广-成熟应用阶段，无人驾驶的应用正从低密度、低客流线 路逐级发展到大客流高密度线路。
从2011年到2035年全世 界无人驾驶项目上预计 增加2.5倍
以上信息来源于: International Association of Public Transport (UITP)
R1
不可接受范围
R2
风险大小
R3
减少风险的 成本、时间
或问题
根据当地安全法规，结合EN50126制定风险矩阵
R
可接受范围
4
低至合理而可接受程度原则
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
4 “司机室”规划
开放的司机室设计
封闭的司机台设计
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
5 列车TCMS网络技术
列车检测及诊断功能更强大
3155
2 1 4 1 2 2 1 1 1 2
101
52 17 58 26 60 66 21 22 21 56
2438
运营线路制式及长度（公里）
轻轨 单轨
现 代 磁浮交 有轨电车 通
市轨域快度2增0（1线4公路年里长新）2运 长01营 度 里3线 （ ）年路 公末
备 注:
77
62
542 含市域快轨S2线77公里
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
8 障碍物及脱轨检测技术
• 设置障碍物检测、脱轨检 测系统用于保障行车安全 最大程度降低列车灾害；
• 目前技术为国外垄断，国 产化刚刚开始；
• 需要研究并解决非接触式 障碍物以及脱轨检测技术 以最大程度的保护乘客安 全；
目录
1
无人驾驶地铁的发展情况
2
无人驾驶地铁车辆的关键技术
• 2014年末，22个城市建成投运线路101条，投运里程3155公里， 其中地铁2438公里，位居世界第一，地铁保有量约2万辆。
1 无人驾驶地铁的发展情况
运营线路 运 营 序 号 城 市 总长度 线 路
（公里） (条) 地 铁
1
北京
604
19
527
2
上海
643
17
548
3
天津
147
4
重庆
202
5
1965—1990 探索阶段
1990—2000 推广阶段
2000—至今 成熟应用阶段
1 无人驾驶地铁的发展情况
【2013年UITP数据】
1 无人驾驶地铁的发展情况
【2013年UITP数据】
1 无人驾驶地铁的发展情况
1969
北京地铁1号线
2008
北京机场线
2010
上海10号线
2014
香港南岛线
2015
较高的安全可靠性
自动控制、诊断，减少了人为操作失误；系统具有较高的冗余性， 并具备丰富的远程恢复、旁路、隔离等功能；
提升运营服务品质 较高的经济性
柔性的运营时间表; 准点，并具有较高的运输效率; 较高的自动化水平提供更多人性化服务功能；
能够减少列车配置数量; 较少人工投入; 能耗水平低;
相对成熟的技术
自动化等级
应急事件的检 安全速度 牵引制动 车门控制 列车上下线
测和应对
GoA0 人工目视 司机
司机
司机
司机
司机
GoA1
ATP
自动
司机
司机
司机
司机
GoA2
ATO
自动
自动
司机
司机
司机
GoA3
DTO
自动
自动
自动
乘务员
乘务员
GoA4 UTO/FAO 自动
自动
自动
自动
Leabharlann Baidu
自动
1 无人驾驶地铁的发展情况
无人驾驶轨道交通系统，以提升轨道交通运营安全性、服务品质，提高经济性为 目的，充分利用现代电子、电气、机械以及信息技术的具有高度自动化水平的新 一代城市轨道交通系统。
3
小结
（1）无人驾驶地铁在世界范围广泛应用，提高了轨道交通系统的运营安全 性、服务品质以及经济性；我国在无人驾驶地铁技术研究和应用上处
于初步发展阶段；
轨道
供电
信号
无人驾驶系统是一门综合 性技术
综合监控
运营管理
维修管理
（2）无人驾驶地铁在我国的应用面临着技术、观念以及法律法规的挑战，需 要各位同仁共同推动发展；
• 车辆、信号、通信、供电 等系统依据此场景功能需 求，应急故障说明等信息 来进行各自系统的功能设 计；
序号 1 2 3 4 5
分类 列车休眠唤醒
正线运营 车辆段运营 车辆故障处理 系统应急故障处理
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
3 RAMS技术
EN50126
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
3 RAMS技术
2
无人驾驶地铁车辆的关键技术
3
小结
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
1 运营模式
ATP START
FAO ATO
手动模式
CM
RM
后退模式
备用模式
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
2 无人驾驶场景分析
各系统设计参考标准
• 根据区域将无人驾驶车辆 分成五大类运行场景；
• 每类场景按若干子场景信 息；
无人驾驶地铁车辆的研发与应用
2015年6月10日 上海
目录
1
无人驾驶地铁的发展情况
2
无人驾驶地铁车辆的关键技术
3
小结
目录
1
无人驾驶地铁的发展情况
2
无人驾驶地铁车辆的关键技术
3
小结
1 无人驾驶地铁的发展情况
• 2014年末，全国铁路营业里程达11.2万公里，其中高速铁路里程 1.6万公里，位居世界第一， 动车组保有量1791列。
北京燕房线
ATP/ATO (GOA1,GOA2)
车头外观
车头外观
车头外观
车头外观
车头外观
CNRCRC
无 ATP
CNRCRC 无人驾驶
CNR合资公司 无人驾驶
CNRCRC 无人驾驶
中国地铁车辆的自动化水平的进步和发展
CNRCRC 自主化
1 无人驾驶地铁的发展情况
香港地铁南岛线
北京地铁燕房线
目录
1
无人驾驶地铁的发展情况
9
30
56
16
627
含市域快轨22号线56公里，不含11 号线苏州段6公里
52
8
8
139
87
32
170
239 不含广佛线21公里
179
35
24
72
8
95
81
60
114
48
8
56 含54路有轨电车8公里
104
23
127 含旅顺南线40公里
94
11
144
含市域快轨成灌线73公里、成彭线21 公里
6
46
17
• 通讯数据量增加导致列车 总线负载率升高，需确保 安全关键信息的实时性；
• 网络系统与信号系统通讯 数据的合理筛选确保支持 OCC对车辆状态的监控；
• 需全方位解决单点故障不 会导致网络通讯失败；
• 需要足够的信息支持无人 驾驶模式下列车网络系统 的自诊断以及车辆状态的 自诊断功能；
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
地铁
轻轨
单轨
有轨 电车
磁浮
自导 向
市域 快轨
1 无人驾驶地铁的发展情况
2011年，美国内华达州
谷歌无人驾驶汽车
奥迪A7无人驾驶汽车
以色列苍鹭无人机
美国全球鹰无人机
中国翔龙无人机 伦敦无人驾驶地铁（概念）
1 无人驾驶地铁的发展情况
IEC62290、IEC62267 标准定义，关注车辆自动化水平、安全要求； GoA3、GoA4是较高自动化水平的轨道交通系统，可无人驾驶；
6 车地大数据通信技术
OCC车辆调与TCMS界面一致 • 车辆控制信息可通过TCMS与ATC安全通道传输； • 车辆状态机及故障诊断信息可通过TCMS与ATC以太网接口传输； • 旅客语音及视频信息；
2 无人驾驶地铁车辆的关键技术
7 车辆控制电路安全冗余设计技术
车辆控制电路安全分析
• 基于全自动驾驶场景需求对车辆电路进行设计； • 各子系统按整车分配的RAMS指标保证本系统故障率要求； • 系统电路进行可靠性分析、设计，保证单点故障发生不影响车辆运营； • 关键安全功能，如转向架隔离等，可实现OCC远程复位、旁路、隔离； • 受流系统、紧急制动等功能可通过OCC实现操作；
广州
239
6
深圳
179
7
武汉
96
8
南京
176
9
沈阳
114
10
长春
56
11
大连
127
5
87
4
115
9
239
5
179
3
61
6
168
6
54
3
4
12
成都
155
3
61
13
西安
14 哈尔滨
15
苏州
16
郑州
17
昆明
18
杭州
19
佛山
20
长沙
21
宁波
22
无锡
合计
52 17 76 26 60 66 21 22 21 56
18
18
58 含上海11号线苏州段6公里
26
20
40
18
48
21 为广佛线21公里
22
新开通城市轨道交通城市
21
新开通城市轨道交通城市
56
新开通城市轨道交通城市
239 87
134
30 227 409 2746
1 无人驾驶地铁的发展情况
城市轨道交通系统
CJJ /T 114-2007 城市公共交通分类标准