景顺利

摘 要：随着城市轨道交通的飞速发展，城市轨道交通中的全自动驾驶线路将迎来爆发式增长，目前国内已有多条全自动驾驶线路处于建设阶段。在全自动驾驶系统 FAO 中，系统自动控制列车完成在终端站、回库站、临时下线站等需要进行上下客作业站台的清客确认，是必须解决的问题。文章从全自动驾驶系统实际运营需求考虑，主要从系统架构、功能原理、控制方案等方面对全自动驾驶系统中的清客控制功能进行研究，提出一套满足全自动驾驶中清客控制管理的设计方案。

关键词：城市轨道交通;全自动驾驶 FAO;ATS;信号系统;清客控制;功能设计

中图分类号：U284;U482.1

1 概述

随着城市轨道交通的飞速发展，其在城市交通中的地位越来越高。目前，各城市相继开展无人驾驶系统的研究及设计，全自动驾驶已成为城市轨道交通发展的一种趋势。

在传统的有人驾驶系统中，列车停在站台进行上下客作业时，列车门的开/关门操作、站台门的开/关门操作，以及列车发车命令均由司机人工控制，特别是在终端站、折返站、回库站及其他需要清客的站台，必须保证乘客在站台能够完成下车作业，而上述确认均由列车司机或者站台乘务人员人工确认完成。

在全自动驾驶线路中，列车在站台的开/关门操作和发车命令均由车载信号系统根据当前站的停站时间自动控制完成。列车到站后，自动打开车门及站台门（PSD）;当达到站台停站时间后，列车将自动关闭车门及站台门，自动离站。那么，在全自动驾驶系统FAO中，能否在系统给定的停站时间内完成列车在站台的上下客作业，确保完成清客，需要系统自动处理，即在站台进行上下客作业时，即使停站时间已达到系统给定的停站时间，列车仍要保证车门及站台门处于打开状态，且列车不能发车，直至系统确认列车已完成清客，才允许列车离站。

因此，在无司机的情况下，系统要自动控制列车完成在终端站、回库站、临时下线站等需要进行上下客作业站台的清客确认，这是全自动驾驶系统中必须解决的问题。

2 清客场景

在全自动驾驶系统中，主要有以下场景存在列车清客作业，但在不同的线路设计或不同的线路运营管理要求下，可能全部采用或部分采用以下清客作业。本文以南京市轨道交通宁和线为例进行描述，其线路示意图如图1所示。

（1）列车大交路运行时，清客站台为列车运行路径的终点站台。例如，列车按照南京南—高家冲大交路运行，当列车站后折返时，清客站台为站后折返前的实体上下客站台，如图中的高家冲上行站台;当列车站前折返时，清客站台为本行程的终点站台，如图中的高家冲下行站台。

（2）列车小交路运行时，清客站台为列车运行路径的终点站台。例如，列车按照石碛河—刘村小交路运行时，当列车站后折返时，清客站台为站后折返前的实体上下客站台，如图中的刘村上行站台;当列车站前折返时，清客站台为本行程的终点站台，如图中的石碛河上行站台。

（3）列车为回库列车时，如列车按照南京南—青龙车辆段的运行路径回库，此行程的最后一个上下客车站——高家冲的上行站台即为本行程的清客站台。

（4）列车在运营过程中出现故障的情况下，如列车运行到南京南—石碛河区间时，列车即将进站的下一实体站——石碛河上行站台即为清客站台。

（5）列车前方的站台发生故障时，若此时列车在南京南—石碛河区间运行或者停靠在石碛河上行站台，则列车在石碛河上行站台实施临时清客。

3 清客设计方案

本文提出一套满足全自动驾驶系统中清客控制系统的设计方案，以实现列车在完成清客后列车门和站台门自动关闭，以及列车发车的自动控制。

3.1 站台清客设置

针对站台的清客控制功能，本设计方案提供系统自动清客设置和人工临时清客设置2种方式。

3.1.1 系统自动清客设置

系统根据当天加载的时刻表中定义的列车运行计划，自动判断列车在固定清客站台（终端站、折返站、回库站等）处的清客任务，实现列车在固定清客站台清客任务的自动设置。自动设置成功后，调度员处的人机界面实时显示站台的清客状态。

3.1.2 人工临时清客设置

当列车在线路运营过程中出现临时情况、列车故障、前方站台故障时，调度中心的调度人员通过人机界面对特定站台进行人工临时清客任务设置。设置完成后，调度员处的人机界面实时显示站台的清客状态。

3.2 站台清客确认

針对线路设计的清客站台，本设计方案提供站台清客确认按钮和调度员远程人工清客2种确认方式，以实现对站台的清客确认。

3.2.1 站台清客确认按钮

在进行线路设计时，根据线路形式及运营需求，设置一些常规清客站台，如大小交路的起始站、终点站、折返站、回库站等。在设定的常规清客站台，可在站台中部或端部设置站台清客确认按钮，也可在车控室综合后备盘（IBP）上设置清客确认按钮，联锁系统采集站台或车控室清客确认按钮继电器的触点状态变化，并将此信息上报列车自动监控系统（ATS），以便ATS系统设置或取消站台清客状态。

3.2.2 调度员远程人工清客

在进行线路设计时，对于未设置为常规清客站台的车站，不会在站台中部或端部设置清客确认按钮，系统会通过人机界面提供给调度员远程人工清客确认按钮，以满足临时及故障情况下站台临时清客时的清客确认需求。

调度员在进行远程人工清客确认时，联动列车和站台视频监控系统（CCTV）查看车内乘客情况，确认当前列车车厢内乘客是否均已下车;若乘客下车完成，调度员远程人工清客确认后，更新站台清客状态。

3.3 站台清客状态显示

为便于调度员观察，系统在调度员处的人机界面提供站台清客状态的实时显示，针对人工临时清客、系统自动清客采用不同的颜色对清客状态进行区别显示，分别如图2和图3所示。

当系统自动或者人工临时对站台设置清客任务后，人机界面会实时显示当前站的状态，以南京地铁宁和线34号站高家冲站为例，如图4所示：当高家冲站上行站台设置为系统自动清客时，界面显示自动清客状态;当高家冲下行站台设置为远程人工清客时，界面显示人工临时清客状态。

3.4 清客联动控制

（1）调度员处的人机界面。用于人机界面信息显示，便于调度人员实时查看站台的清客状态。

（2）列车控制与监控系统（TCMS）。TCMS系统收到清客指令后，自动联动车辆广播，提醒乘客下车。

（3）车载信号系统。车载信号系统接收到清客状态信息后，在列车停站且未完成清客期間，通过硬线给车辆持续发送门使能指令;当接收到清客确认后，通过硬线信号发送关门指令给TCMS系统，同时控制站台门关闭，并自动控制列车站台发车。

（4）车站广播。ATS系统联动车站广播系统，站台广播播放站台清客信息，提示乘客不要上车。

（5）乘客预报系统。ATS系统联动车站乘客预报系统，站台乘客预报系统显示站台清客信息，提示乘客不要上车。

4 清客控制

4.1 自动清客控制

在系统进行自动清客控制中涉及ATS系统、联锁系统、车载信号系统、TCMS系统及车站综合站务员。随着列车移动及站台的上下客作业完成，各系统之间的信息交互如图5所示。具体交互过程如下所述。

（1）列车在上一站（石碛河站）离站后，ATS系统根据时刻表自动判断列车在下一站（南京南站）需要清客，此时，该系统自动将站台设置为清客状态并在人机界面显示自动清客状态。同时，ATS系统一方面将“清客”工况发送给车载信号系统及TCMS系统，自动触发车辆广播提醒乘客下车，并联动车辆乘客信息系统（PIS）提示乘客下车;另一方面，系统联动南京南站车站广播，提醒站台乘客不能上车，并联动站台PIS系统，提示本站处于清客状态，乘客请勿上车。

（2）列车自动运行至南京南站后，ATS系统接到列车到站事件，对南京南站进行到站处理，在获取当前站处于清客状态后，向车载信号系统发送运营控制指令（包括停站时间、站间运行时间及下一站等），此时停站时间设置为无限大，控制列车在站台停车，并将列车门保持打开状态。

（3）列车到站并打开车门后，乘客下车，一方面，调度中心调度人员通过联动CCTV查看列车内乘客下车情况;另一方面，站台综合站务人员上车进行乘客清客确认，确认乘客全部下车后，按压站台的清客确认按钮，此时联锁系统采集到此状态后，将清客确认按钮状态上报ATS系统，其接收到清客确认后，清除站台清客状态。

（4）ATS系统在接收到联锁上报的清客确认信息后，向列车发送控制指令 （ 停站时间为“0”及下一站运行信息），通知列车可以离站。

（5）列车在收到控制指令后，自动关闭车门以及联动关闭站台门，自动控制其向下一站运行。

4.2 人工临时清客控制

在系统进行人工临时清客控制中涉及ATS系统、联锁系统、车载信号系统、TCMS系统、CCTV系统以及调度中心调度员。随着列车移动及站台的上下客作业完成，各系统之间的信息交互如图6所示。具体交互过程如下所述。

（1）在列车出现故障或前方站台出现故障等情况下需要对到站列车进行人工临时清客时，调度人员通过人工临时清客设置功能，对站台进行清客设置，设置成功后，人机界面上将显示站台清客状态。

（2）ATS系统一方面将“清客”工况发送给车载信号系统及TCMS系统，自动触发车辆广播提醒乘客下车，并联动车辆PIS系统提示乘客下车;另一方面，将联动车站广播，提醒站台乘客不要上车，同时联动站台PIS系统，提示本站处于清客状态，乘客请勿上车。

（3）在临时清客时，考虑到对后续列车的影响，系统将对列车运行后方站台进行自动扣车设置，以防止本站列车在未完成清客的情况下，下一站列车驶入站间，导致乘客滞留站间。

（4）列车到站后，车载信号系统向ATS系统发送列车到站事件，ATS系统接收到列车到站事件后，结合当前站台的清客状态，向列车发送运营控制指令（停站时间无限大），控制列车在站台停车同时保持车门处于打开状态。

（5）在乘客下客过程中，调度员联动列车和站台CCTV系统，查看车内乘客下车情况，确认当前列车车厢内的乘客均已下车后，远程完成站台的清客确认。

（6）ATS系统接收到清客确认后，更新人机界面上站台的清客状态显示，同时向车载信号系统及TCMS系统发送清客确认。

（7）ATS系统接收到清客确认后，向车载信号系统发送运营控制指令（停站时间为“0”及下一站运行信息），车载信号系统在收到列车发车指令后，关闭车门并自动控制列车向下一站运行。

4.3 人工临时取消清客控制

调度中心调度人员通过清客取消操作，临时取消固定清客站台（终端站、折返站）的清客功能及临时设置的清客站清客功能。当取消站台清客后，ATS系统更新站台的清客状态显示，列车按照运行计划运行到固定清客、折返站以及临时清客站后，ATS系统按照运行计划控制列车在本站的停站时间及开/关门，列车到站后正常进行开/关门作业。

5 结束语

本文从全自动驾驶系统实际运营需求考虑，针对全自动驾驶系统中的清客控制功能进行研究，首先对全自动驾驶系统中的清客场景进行分析，提出了一套满足全自动驾驶系统中清客控制系统的设计方案，并对方案中的清客设置、清客确认、清客控制、状态显示及系统联动等功能进行了详细描述。同时，随着图像识别技术的发展，可以将CCTV系统图像与图像识别功能进一步结合，即依据CCTV系统提供的图像通过图像识别技术自动完成列车车厢内乘客的清客确认。

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收稿日期 2020-04-30

責任编辑 党选丽