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摘要：全自动无人驾驶地铁在全球轨道交通领域日渐升温，已经成为了今后城市轨道交通发展的大方向。全自动化的控制系统不仅可以提高列车的发车频率，减少两站间的等候时间，还能使列车始终保持最佳的安全性能，进而提高乘客的舒适感。文章结合实际经验，针对轨道交通无人驾驶系统的功能需求及相关技术要点进行了具体的分析，以供大家研究探讨。
关键词：轨道交通;无人驾驶系统;功能需求;技术要点
引 言：目前，城市轨道交通系统建设逐渐兴起，城市轨道交通系统技术也呈现出新的发展形势，为使城市轨道交通实现网络化的发展，提高城市轨道交通系统的运行以及自动化水平，与国际先进的城市轨道交通系统有效衔接，全面推进全自动无人驾驶技术，更好地为城市交通行业发展提供服务。
1城市轨道交通无人驾驶系统的功能特点
1.1兼顾了效率、舒适、节能，可根据计划时刻表自动调整线路上列车走行时间、运行间隔;牵引制动时由计算机控制冲击率，并能减少不必要的加减速操作，减少能耗损失。根据既定计划、历史客流时空分布甚至大客流预警、实时断面客流变化等信息，可以自动生成开行方案调整建议，甚至自动调整开行班次及运行间隔，及时疏散乘客或减少空车走行。
1.2车辆、信号、通信各专业结合更加紧密，可以建立集成各子系统、使各子系统密切配合的综合监控系统（ISCS），通过ISCS协调各个子系统协调配合完成设备故障处理、列车救援等工作。网络化运营时，通过全网控制中心（COCC）与各线路ISCS配合完成复杂的、人工难以协调的自动化网络运营功能。
1.3提供各类人机监控界面与接口，正常自动运行时，自动向运营人员、维护人员、乘客提供各种信息，这些信息同时可供相关人员随时调用查看;发生异常时，系统执行安全反应并清晰明了地提供报警及其影响级别，自动定位或辅助人工定位问题所在，并提供人工干预的操作接口。
2城市轨道交通全自动无人驾驶关键技术分析
2.1 接口设计
信号系统与洗车机接口是利用连锁子系统进行连接的，使信号系统能够有效的控制洗机车，使自动化的洗车功能顺利实现。信号系统与有线广播系统连接，使控制中心与车辆之间能够实现无障碍的信息传送，如果车辆出现异常，可以通过有线广播系统通知乘客。单扇车门出现故障问题，信号系统能够与车辆、站台屏蔽门等控制设备接口，保证单扇门隔离功能顺利实现。信号系统与车辆上车门、牵引以及制动系统相连接。信号系统还需要与逃生门有效的连接，遇到紧急时刻能够自动触发逃生门。障碍物检测接口通过连锁与信号系实现信息的交互，车载设备与远程唤醒模块相连接。
2.2 停车场设计
要进行无人驾驶，就需要有自动化的停车场，实现全自动化的需要。自动化的停车场需要结合需要形成不同的防护区，防护区之间需要有门禁系统，组好隔离工作，自动化停车场中的自动化运行区与人工运行区之间也需要做好隔离工作，通过门禁系统互通。同时需要增加连锁子系统与车库门接口，增加连锁与门禁系统接口。
2.3 视频监控与分析系统
传统电视以及车内监控是有限制的，只能对站厅、出入口以及站台等乘客进行监控，虽然车内有监控，但是信息传输会受到多种因素的影响，需要通过非实时的方法进行沟通。而使用全自动无人驾驶系统可以建立全方位、全线无盲区实时监控系统，对站台、停车场以及车辆内部等进行全面的监控，完善综合监控系统、信号系统、视频监控系统等联动机制，如果出现异常关键问题，信号系统能够对紧急停车进行控制，报警信息可以利用联动机制将信息传递给视频监控系统，快速找到预警的位置，如站台屏蔽门没有关闭等，可以结合现场图像让中心调度采取有效的措施与工作人员配合解决问题。
完善视频分析系统，传统的视频系统主要是客流量进行分析统计，检测障碍物，对警戒线报警进行分析，判断视频分析行为。同时视频分析能够了解车站的客流量信息，尤其是多条线路交换的换乘站。但是目前还没有合适的方法获得单个站台的客流量问题，使用视频分析系统对客流进行统计，能够避免无人驾驶线路遇到较大客流拥堵导致车门不能关闭的情况。其他分析功能也是如此，通过视频分析能够了解不同线路中的情况，并将获得的信息传递给控制中心，与信号系统有效联动，暂停车辆运行，解决问题后再行车。
2.4 通信系统
利用长期演进系统对列控数据进行传输，通过1.8 GHz的专网频段避免通信被干扰，提高其可靠性，此外使用20 MHz载波频率配置使车辆有足够的无线通道[4]，满足乘客信息系统、车内监控带宽需要等。建立双LTE通信网备份机制，如果一张通信网络出现问题，另一张网络能够实现无缝切换，两张网络相互备份，加之每张网都有A、B网，B网可以冗余备份A网的CBTC信息[5]，车内监控后上行带宽要比下行高，D（時分）-LTE支持上下行不对称的时隙配置，结合业务需要对上下行通道灵活配置。
3无人驾驶技术的挑战
3.1在线检测监测
除了对运行周期内车辆运行状态的监测，各个系统（信号系统、通信系统、PAS、环境与设备监控系统、火灾报警系统、自动售检票系统、PIS等）还要进行自身故障的处理及解决。无人驾驶系统还需要着重考虑障碍物检测，以及检测后的处理方式。尤其是，目前业界障碍物检测主要依据接触式，还没有很好的非接触式障碍物检测手段，一旦遇到障碍物就会导致紧急制动。这将会大大降低无人驾驶的效率。此外，还要考虑烟火检测及应对措施，考虑反恐防暴监测及应对措施，考虑异物入侵监测及应对措施，以保证无人驾驶系统有序运营。
3.2运营中的紧急事故处理
在运营过程中，一旦遇到突发事故，尤其是车内的事故，比如列车紧急制动按钮在运行区间内被乘客恶意触发，在UTO模式下列车上如果没有相关人员维护，将会带来很大的潜在威胁。这就需要运营管理团队考虑如何解决诸如此类问题。另外，在遇到不遵守地铁运营规则的事例时，如在列车关门瞬间乘客或物件抢入卡在列车门或者站台屏蔽门中间，从而影响列车自动化运行的，这也需要站务人员作处理，要在不额外增加人员配置的条件下防患于未然。
4结语
总之，全自动无人驾驶系统与传统有人驾驶系统相比，实现了全自动化、无人干预的列车运行模式。全自动无人驾驶作为目前城市轨道交通的最先进技术，解决了乘客和运营的需求，是城市轨道交通的发展目标之一。
参考文献
[1]张磊.城市轨道交通无人驾驶信号系统之闭塞模式[J].科技信息，2020（10）.
[2]任安萍.浅谈我国全自动无人驾驶地铁的发展[J].科技视界，2019（05）.
[3]武长海.城市轨道全自动无人驾驶技术应用探讨[J].铁路通信信号工程技术，2019（02）.
关键词：轨道交通;无人驾驶系统;功能需求;技术要点
引 言：目前，城市轨道交通系统建设逐渐兴起，城市轨道交通系统技术也呈现出新的发展形势，为使城市轨道交通实现网络化的发展，提高城市轨道交通系统的运行以及自动化水平，与国际先进的城市轨道交通系统有效衔接，全面推进全自动无人驾驶技术，更好地为城市交通行业发展提供服务。
1城市轨道交通无人驾驶系统的功能特点
1.1兼顾了效率、舒适、节能，可根据计划时刻表自动调整线路上列车走行时间、运行间隔;牵引制动时由计算机控制冲击率，并能减少不必要的加减速操作，减少能耗损失。根据既定计划、历史客流时空分布甚至大客流预警、实时断面客流变化等信息，可以自动生成开行方案调整建议，甚至自动调整开行班次及运行间隔，及时疏散乘客或减少空车走行。
1.2车辆、信号、通信各专业结合更加紧密，可以建立集成各子系统、使各子系统密切配合的综合监控系统（ISCS），通过ISCS协调各个子系统协调配合完成设备故障处理、列车救援等工作。网络化运营时，通过全网控制中心（COCC）与各线路ISCS配合完成复杂的、人工难以协调的自动化网络运营功能。
1.3提供各类人机监控界面与接口，正常自动运行时，自动向运营人员、维护人员、乘客提供各种信息，这些信息同时可供相关人员随时调用查看;发生异常时，系统执行安全反应并清晰明了地提供报警及其影响级别，自动定位或辅助人工定位问题所在，并提供人工干预的操作接口。
2城市轨道交通全自动无人驾驶关键技术分析
2.1 接口设计
信号系统与洗车机接口是利用连锁子系统进行连接的，使信号系统能够有效的控制洗机车，使自动化的洗车功能顺利实现。信号系统与有线广播系统连接，使控制中心与车辆之间能够实现无障碍的信息传送，如果车辆出现异常，可以通过有线广播系统通知乘客。单扇车门出现故障问题，信号系统能够与车辆、站台屏蔽门等控制设备接口，保证单扇门隔离功能顺利实现。信号系统与车辆上车门、牵引以及制动系统相连接。信号系统还需要与逃生门有效的连接，遇到紧急时刻能够自动触发逃生门。障碍物检测接口通过连锁与信号系实现信息的交互，车载设备与远程唤醒模块相连接。
2.2 停车场设计
要进行无人驾驶，就需要有自动化的停车场，实现全自动化的需要。自动化的停车场需要结合需要形成不同的防护区，防护区之间需要有门禁系统，组好隔离工作，自动化停车场中的自动化运行区与人工运行区之间也需要做好隔离工作，通过门禁系统互通。同时需要增加连锁子系统与车库门接口，增加连锁与门禁系统接口。
2.3 视频监控与分析系统
传统电视以及车内监控是有限制的，只能对站厅、出入口以及站台等乘客进行监控，虽然车内有监控，但是信息传输会受到多种因素的影响，需要通过非实时的方法进行沟通。而使用全自动无人驾驶系统可以建立全方位、全线无盲区实时监控系统，对站台、停车场以及车辆内部等进行全面的监控，完善综合监控系统、信号系统、视频监控系统等联动机制，如果出现异常关键问题，信号系统能够对紧急停车进行控制，报警信息可以利用联动机制将信息传递给视频监控系统，快速找到预警的位置，如站台屏蔽门没有关闭等，可以结合现场图像让中心调度采取有效的措施与工作人员配合解决问题。
完善视频分析系统，传统的视频系统主要是客流量进行分析统计，检测障碍物，对警戒线报警进行分析，判断视频分析行为。同时视频分析能够了解车站的客流量信息，尤其是多条线路交换的换乘站。但是目前还没有合适的方法获得单个站台的客流量问题，使用视频分析系统对客流进行统计，能够避免无人驾驶线路遇到较大客流拥堵导致车门不能关闭的情况。其他分析功能也是如此，通过视频分析能够了解不同线路中的情况，并将获得的信息传递给控制中心，与信号系统有效联动，暂停车辆运行，解决问题后再行车。
2.4 通信系统
利用长期演进系统对列控数据进行传输，通过1.8 GHz的专网频段避免通信被干扰，提高其可靠性，此外使用20 MHz载波频率配置使车辆有足够的无线通道[4]，满足乘客信息系统、车内监控带宽需要等。建立双LTE通信网备份机制，如果一张通信网络出现问题，另一张网络能够实现无缝切换，两张网络相互备份，加之每张网都有A、B网，B网可以冗余备份A网的CBTC信息[5]，车内监控后上行带宽要比下行高，D（時分）-LTE支持上下行不对称的时隙配置，结合业务需要对上下行通道灵活配置。
3无人驾驶技术的挑战
3.1在线检测监测
除了对运行周期内车辆运行状态的监测，各个系统（信号系统、通信系统、PAS、环境与设备监控系统、火灾报警系统、自动售检票系统、PIS等）还要进行自身故障的处理及解决。无人驾驶系统还需要着重考虑障碍物检测，以及检测后的处理方式。尤其是，目前业界障碍物检测主要依据接触式，还没有很好的非接触式障碍物检测手段，一旦遇到障碍物就会导致紧急制动。这将会大大降低无人驾驶的效率。此外，还要考虑烟火检测及应对措施，考虑反恐防暴监测及应对措施，考虑异物入侵监测及应对措施，以保证无人驾驶系统有序运营。
3.2运营中的紧急事故处理
在运营过程中，一旦遇到突发事故，尤其是车内的事故，比如列车紧急制动按钮在运行区间内被乘客恶意触发，在UTO模式下列车上如果没有相关人员维护，将会带来很大的潜在威胁。这就需要运营管理团队考虑如何解决诸如此类问题。另外，在遇到不遵守地铁运营规则的事例时，如在列车关门瞬间乘客或物件抢入卡在列车门或者站台屏蔽门中间，从而影响列车自动化运行的，这也需要站务人员作处理，要在不额外增加人员配置的条件下防患于未然。
4结语
总之，全自动无人驾驶系统与传统有人驾驶系统相比，实现了全自动化、无人干预的列车运行模式。全自动无人驾驶作为目前城市轨道交通的最先进技术，解决了乘客和运营的需求，是城市轨道交通的发展目标之一。
参考文献
[1]张磊.城市轨道交通无人驾驶信号系统之闭塞模式[J].科技信息，2020（10）.
[2]任安萍.浅谈我国全自动无人驾驶地铁的发展[J].科技视界，2019（05）.
[3]武长海.城市轨道全自动无人驾驶技术应用探讨[J].铁路通信信号工程技术，2019（02）.