探究城市轨道交通全自动驾驶的发展与思考

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  摘要:本文论述了城市轨道交通全自动驾驶的发展历程,探索城市轨道交通全自动驾驶的发展趋势和技术特征,促进我国城市轨道交通全自动驾驶可持续发展,提出发展我国全自动化驾驶的策略,优化城市交通体系。
  关键词:城市轨道交通;全自动驾驶;发展策略
  城市轨道交通全自动驾驶指的是列车驾驶员视线自动化工作,利用列车运行系统完成相关工作。城市轨道交通全自动驾驶系统具备丰富的功能,可以实现多重运行模式。城市轨道交通全自动驾驶系统利用现代通信技术和自动控制技术等,维护轨道交通的安全性和可靠性,使整体运行效率不断提升,保障城市轨道交通良好的运行状态,这也是我国轨道交通技术未来发展方向。
  一、概述城市轨道交通全自动驾驶发展趋势和技术特征
  (一)发展趋势
  全自动驾驶地铁发展速度不断提高,很多新建线路另一个全自动驾驶设计方案,例如迪拜全网中有5条线开始设计为自动驾驶,全世界最长的全自动驾驶线路是迪拜地铁红线,全长为52km,行车最佳间隔为90s,最高时速可以达到90km以上。【1】
  地铁交通不断发展,很多城市不断改造既有轨道交通路线为全自动驾驶,例如巴黎地铁1号线营运单位和西本子公司签订合同,建设地铁自动化项目,引进各种新技术设备,实现地铁完全自动化,城市世界全自动地铁的代表,对于世界肠坏死轨道交通现代化建设起到引领作用。近些年亚洲国家发展速度不断提高,竣工的全自动驾驶地铁线路里程位于世界前列。结合相关统计数据,全自动驾驶城市轨道交通运营里程将会呈倍数增长,在2025年总里程将会达到1800km以上。
  (二)技术特征
  1.线路结构类型:全世界全自动驾驶轨道交通线路结构类型比较丰富,主要类型是高架线和地下混合线路,很少有纯地下线路。针对无人值守的自动驾驶路线,要重视隧道人员疏散问题,实际结构关系到运营效果。
  2.轮轨制式:早期的全自动驾驶列车主要是利用橡胶轮。在全世界轨道交通线路发展过程中,钢轮钢轨制式占据69%磁悬浮占据2%以上。当前我国全自动驾驶线路主要是利用钢轮钢轨制式,磁悬浮和橡胶轮胎的应用数量比较少。最早在铁路中利用钢轮钢轨制式,这种方式具有很强适应性和可靠性,因此被广泛应用。橡胶轮制式具有很强的爬坡能力,产生的噪音比较小。对于各类线路地具有很强的适应性,但是整体结构非常复杂,整体承载力比较小,橡胶粉尘会污染环境。
  3.站台安全门:在轨行区,站台安全门发挥着防护作用,其中红外线和激光检测装置发挥着重要的作用。站台安全门可以实现全自动驾驶线路封闭运行,针对行车延迟的所有原因,乘客进入站台轨道区的人为因素占据较大的比重。
  4.车輛:在发展初期,每列车载客在300人以内,城市轨道交通全自动驾驶实现显著的改变,当前载客列车的容量为300~700人,这是中低容量列车,利用中低容量列车,可以有效降低土建规模,有效降低整体工程造价。
  5.列车运行间隔:城市轨道交通全自动驾驶系统可以有效缩短发车间隔,使发车频率不断提高,缩短乘客等车的时间,进一步提升城市轨道交通的服务质量。
  二、我国城市轨道交通全自动驾驶的发展
  (一)国发展城市轨道交通全自动驾驶的必要性
  我国城市轨道交通发展速度不断提高,当前全国各大城市不断建设轨道交通,逐渐加密交通线网,逐渐增大了客流负荷,对于轨道骄傲通建设运行提出了较高的要求,这也突出了城市轨道交通全自动驾驶技术发展的必要性。【2】
  利用当前的技术条件,很难实现地铁最小运营间隔在2min以内,为了解决城市地铁的客流量,尤其是解决早晚高峰期的客流量,我国需要不断研究全自动驾驶技术,使地铁交通的运营能力不断提高,充分激发地铁的运输能力。为了提高骄傲通系统自动化水平,降低人为操作的负面影响,因为发生了人为操作之后,可能会引发地铁事故,利用城市轨道交通全自动驾驶技术,提出针对性的发展策略,可以避免因为人为因素引发地铁事故。实现城市轨道交通全自动驾驶可以减低运行人员的工作强度,使乘客服务质量不断提升。轨道交通司机劳动强度比较高,利益熊全自动驾驶可以降低司机劳动强度,增加列车巡视人员的数量,一方面可以为乘客提供优质服务,同时可以全面监视列成运行情况。
  (二)发展策略
  1.技术路线:我国特大城市可以加强研究 钢轮钢轨制式自动驾驶系统,二三线城市可以发展低运量系统。积极引进国际前沿技术,完善各种技术体系,优化自动驾驶技术标准,建立系统方案。
  2.装备制造:根据现有的CBTC系统完善信号系统,利用冗余车载ATO和车辆接口冗余配置,提升轨道交通运行的安全性和可靠性。根据时刻表可以自动发车和停车,增加车辆自动唤醒和休眠以及脱轨检测等功能,利用车载设备实现自诊断,向控制中心实时上传故障告警信息和车辆状态参数等。利用通信系统传送数据,控制中心负责监控列车前方和车内的视频,此外常客和控制中心可以实现紧急通话。
  3.应急处置:利用设备系统处理灾害和突发事件,实现远程故障恢复,同时可以远程开启逃生门,探测站台门和车门事故,
  4.安全评估:在系统设计和验收等阶段利用安全认证技术,提升装备的安全性,避免出现遗漏的风险点。完善第三方专业安全认证机构,保障安全评估效果。【3】
  5.运营组织:设置城市轨道交通全自动驾驶,在顶层优化运营模式,制定完善的应急预案。我国缺乏城市轨道交通全自动驾驶发展经验,因为我国需要发展人才团队,保障团队成员具备较高的复合业务能力,在运营实践当中,逐渐过度人工驾驶到自动驾驶,不断优化城市轨道交通全自动驾驶系统,完善全自动驾驶的线路。
  结束语:
  我国不断发展城市轨道交通全自动驾驶技术,当前上海市已经实现全自动驾驶,并且取得显著的成果。我国在微辣轨道交通建设过程中,需要不断完善城市轨道交通全自动驾驶系统,积极学习国际先进的发展经验,促进我国轨道交通可持续发展。
  参考文献:
  [1]冯浩楠,黄苏苏,付伟,李智.城市轨道交通全自动运行系统多功能仿真平台设计与实现[J].实验技术与管理,2020,37(01):238-241+249.
  [2]范晓栋.城市轨道交通全自动驾驶车辆在线监测平台的设计与应用[J].智能城市,2019,5(11):3-5.
  [3]陈宁宁,张琦,王开锋,高莺,贾鹏.城市轨道交通既有车辆段短库线全自动驾驶改造方案研究[J].城市轨道交通研究,2019,22(03):46-50.
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