地铁无人驾驶系统关键技术探讨

地铁无人驾驶系统及关注的主要问题

2008年7月16日

目录

1简介3

2基于CBTC的无人驾驶系统一般主要有以下运营模式：3

3相比传统的CBTC有人驾驶系统，无人驾驶系统有其特定的功能4

3.1列车的自动唤醒和休眠4

3.1.1唤醒4

3.1.2休眠4

3.2驾驶室的自动切换功能4

3.3车门/屏蔽门控制功能4

3.3.1屏蔽门故障应对5

3.3.2列车门故障应对5

3.3.3人工开、关门5

3.4站台停车位置调整5

3.5蠕动模式6

3.6强制有人驾驶模式（ATPM）6

4关注的主要问题6

4.1相比于传统的停车场功能，无人驾驶系统需要对停车场实现全自动停车场的管理功能6 4.2相比于传统的有人驾驶系统，无人驾驶系统一般需要考虑以下几个方面活动7

4.2.1在列车上需配备以下系统应用于无人驾驶：7

4.2.2在车站将需配备以下系统应用于无人驾驶：8

4.3救援模式10

4.3.1列车可移动10

4.3.2列车不可移动10

4.4工作人员的防护10

4.5运营方案以及其它辅助支持系统的研究10

1 简介

无人驾驶系统是将列车驾驶员执行的工作完全自动化的、高度集中控制的列车控制系统。无人驾驶系统具备列车自动唤醒启动和休眠、自动出入停车场、自动清洗、自动运行、自动停车、自动控制车门上下客等功能；并具有正常运营、降级运营等运营模式。

无人驾驶系统在世界上多个城市的轨道交通中得到了应用，并成功应用于大运量轨道交通中。

哥本哈根、巴黎、温哥华、新加坡等城市的无人驾驶系统已投入运营，目前国外也有越来越多的城市在建设无人驾驶系统。无人驾驶系统是一项成熟的技术，在设计、施工、车辆与机电设备及系统集成等方面均已取得丰富经验。

无人驾驶系统代表了目前轨道交通现代化的最先进技术，它不仅提高了列车运行的安全性能，而且与传统地铁相比，其系统的旅行速度大约提高了10％，在交通服务的供给方面具有很强的适应性和灵活性，有效保证了运营的准点性和舒适性，极大地改善了交通系统的服务质量。作为先进的客运交通系统，将引导现代城市轨道交通发展趋势。

2 基于CBTC的无人驾驶系统一般主要有以下运营模式：

➢AM模式：无人驾驶模式；

➢AMC模式：有人自动驾驶模式（传统的CBTC系统自动驾驶模式，同一阶段AM 和AMC只有一个有效）；

➢人工驾驶模式：ATPM、RM和BY旁路模式；

➢蠕动模式；

AM模式

在正常运营条件下，所有列车将运行在无人自动驾驶模式下。

AMC控制模式

该模式是完全自动模式但是车上有司机。ATP和ATO完成与AM模式中相同的功能。唯一的区别在于：当ATO收到发车命令准备触发时，ATO在DDU上显示一个告警信息，通知司机按压驾驶台上的启动按钮。

人工驾驶模式

由司机人工驾驶列车运行，在人工模式下，当DDU上出现准备好的指示后，由驾驶员执行相应的操作。

蠕动模式的控制

只有当正线区间运行的列车，在AM模式下，列车的牵引/制动信号控制均出现故障时进行蠕动模式CPM，列车停车后才能启动CPM。

OCC操作员应确认并人工启动CPM模式。在该模式下，列车的运行速度小于20 kph 且牵引/制动通过列车线路控制。由ATP对CPM模式下的列车运行速度进行监控并在超速时应用紧急制动。

3 相比传统的CBTC有人驾驶系统，无人驾驶系统有其特定的功能

3.1列车的自动唤醒和休眠

3.1.1唤醒

每天运营开始前或插入列车时，根据时刻表，信号系统给每列列车自动分配识别号，当两端的驾驶室都选择AM模式（在其它模式下，需人工触发唤醒程序），在即将接近列车发车时，ATS将自动给列车发送唤醒指令，列车接收到唤醒指令后，将执行车载各子系统的启动、自检和静态测试。所有唤醒程序结束，TMS将向信号系统报告列车状态(成功或是故障代码序列)列车的唤醒过程及唤醒工况，如果唤醒不成功，将给OCC调度员提示相应的故障信息，如果列车唤醒成功，则列车可以插入运营，等待信号系统发送新的指令。

在任何时候，OCC调度员可远程人工唤醒列车。

3.1.2休眠

根据时刻表，列车服务行程结束后，列车驶入停车场库线或正线存车线并停稳后，为了节省能源和保养设备，系统将自动启动休眠程序，在休眠前，信号系统将给车辆维护系统发送提示信息，使其确认是否需下载车辆维护信息，在给定时间后，车辆关闭相应的车载子系统，进入休眠状态，仅保持唤醒部分设备持续工作。

3.2驾驶室的自动切换功能

在列车折返时，应根据移动授权的方向，自动确定运行方向，并自动激活/关闭相应的驾驶端，实现驾驶室的转换。驾驶室的转换不能引起任何数据的丢失，如列车门的状态/控制数据，列车的状态等。

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，列车在折返线等非站台区进行驾驶端转换时，车门保持关闭状态。

3.3车门/屏蔽门控制功能

除了传统的系统车门/屏蔽门控制（如联动，开&关门外），还有以下应用于无人驾驶系统的故障应对功能和人工介入操作。

3.3.1屏蔽门故障应对

对于个别的屏蔽门故障，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的屏蔽门的位置（包括站台号或门编号），在列车到达该站台前，信号系统将故障屏蔽门的位置发送给列车，列车将电气隔离对应的车门，使其在该站停站时不参与开、关门动作，同时车载广播通知系统通知乘客。

3.3.2列车门故障应对

对于个别车门开门故障，车辆应自动将故障车门关闭并锁定；对于车门关门故障，应人工将故障车门关闭并锁定。车辆应向信号系统报告被锁定的车门的位置（门编号）。在门故障的列车到达每个车站前，信号系统向该站的屏蔽门系统发送相关信息，由屏蔽门系统电气隔离相对应的屏蔽门，使其在该列车停站时不参与开、关门动作。同时通过车载广播系统通知乘客。

3.3.3人工开、关门

在列车停站期间，可通过ATS工作站、屏蔽门站台控制盒内的开关，来人工开/关车门、屏蔽门（主要应对人工清除车门或屏蔽门所夹物体，或是不明原因的车门、屏蔽门动作不正常情况。）。信号联锁系统接收人工开/关车门、屏蔽门命令（屏蔽门不直接接收该命令，与屏蔽门没有接口），并检查开、关门条件成立后，才可向车辆（通过车载ATC）、屏蔽门发送该命令。

3.4站台停车位置调整

信号系统将控制正线服务的列车执行预设的停站程序。除非信号系统发出跳停的命令，否则列车会在每个站都停车。

当列车未停在规定的停车点(±500mm)内时，ATO将自动进行站停位置调整。若列车没完全驶入站台停车，ATO系统将再次启动列车缓慢跳跃式调整(jog)前进，直至对位。若列车越过了站台但不超过5米的范围内，列车同样缓慢跳跃式调整后退来对位站台。

若列车越过站台超过5米限制或在给定次数之内还是未停准，则列车将直接自动启动驶到下一个车站（如果前方进路允许）而跳停本站。并生成一个警告发送至OCC，同时启动广播向列车上的旅客播送通知。