谷圣仁

摘要：随着城市轨道交通技术发展不断发展进步，全自动驾驶技术在运行安全、车辆旅行速度与运行效率、运营组织灵活性、经济效益以及降低维保人员劳动强度等方面体现出越来越明显的优势。全自动驾驶技术已发展近百年，系统运行安全性已得到充足的验证，国外与国内形成了一系列的全自动驾驶标准，明确了自动化等级的划分，并制定了自动化运行装填下所对应的安全措施以及系统功能需求等。

关键词：南京地铁;全自动驾驶;车辆功能

1.全自动驾驶发展历程

1.1国外发展历程

轨道交通全自动驾驶技术可以追溯到伦敦用于邮件传送的地铁列车实验，该线路于1927年开通使用;

世界上首条全自动载客地铁诞生于美国纽约，该线路于1962年1月正式开通运营。

1.2国内发展历程

全自动驾驶的优越性开始得到运营部门的认可，得到越来越广泛的应用。我国在轨道交通全自动驾驶方面加速应用：

2008年7月19日，北京首都机场线开通运营;

2014年8月9日，上海地铁10号线成为国内首条在大客流、高密度条件线路上应用的全自动运行系统;

2017年12月30日，中国首条自主研发的全自动运行地铁，北京燕房线开通运营。

目前，国内多个城市都在都在进行全自动驾驶技术的研究应用。

2.全自动驾驶技术介绍

2.1全自动驾驶技术定义

全自动驾驶技术指的是列车的全自动驾驶和车站设备的全自动运行。完全的全自动驾驶应包括电客车和车站设备在无人操作状态下的全自动运行，实现行车组织自动化、设备检修维保智能化、乘客服务自助化。

全自动驾驶电客车的设计目标就是为实现无人驾驶状态下的全自动运行。简单来说，通过采取相应的技术设计手段，使电客车能够具备不需要司机值守的情况下全自动运行的能力。

2.2列车驾驶技术等级

国际上针对城市轨道交通标准主要有IEC62267和IEC62290系列。标准中分别以列车运行控制模式进行分类，主要包括人工方式运行列车、非自动方式运行列车、半自动方式运行列车、无需驾驶的方式运行列车以及列车完全自主运行，对应自动化等级分别为GOA0、GOA1、GOA2、GOA3 和GOA4。其中GOA2、GOA3、GOA4 定义为自动运行模式。

列车不同驾驶模式下的功能界限见下图：

GOA2相当于ATO模式，只有发车和开关门需要司机操作。GOA3又称之为DTO（Driverless train operation），即为有人值守的全自动驾驶，列车启停、车门开关全部由系统自動完成，但是车上必须有一位乘务员以应对突发事件。GOA4又称之为UTO（Unattended train operation），即为无人全自动驾驶，GOA4为最高等级的全自动驾驶，列车运行完全由系统自动实现，列车上没有司机或乘务员。

GOA3与GOA4等级下列车均为自动化运行，运行控制、开关门、启停列车自动实现，两者关键区别在于是否有值乘人员，在故障应对处置程度上有所区别。GOA3等级下的自动驾驶系统，值乘人员在列车运行过程中，列车休眠唤醒、客室状态监控、线路状态监控、车辆运行状态监控、列车故障状况下应急处置等功能可以由值乘人员及时介入，因此设备系统的配置、功能及性能要求相对GOA4等级要低一些。而对于G0A4等级下的全自动驾驶系统，上述功能全部由系统通过软硬件来实现，对设备系统的功能与性能要求则更高。

2.3全自动驾驶技术优势

运行安全提升，全自动驾驶各系统经过更为严格的安全认证，各设备系统具备更高的可靠性和更加充分的冗余度;同时，设备系统自动化运行，大大降低人为误操作的可能性，提升运行安全性和可靠性。

运行效率更高，全自动驾驶技术实现列车自主化运行，不在像传统系统运作模式，需要人工或者通过调试系统来安排运行调整，同时受司机配置以及出勤地点影响。可依据线路实际运用需求，及时调整运能，灵活配置上线列车数量、调整列车运行时间间隔，提升线路在面对突发故障、大客流等状况下的处置效率以及应对能力。

能源利用更合理，全自动运行车辆能够更有利于进行区间列车调整，根据能源利用算法优化，进行相应的运行调整，充分利用区间内列车惰行、牵引和制动的工况，从而达到节能的效果。

旅行速度更快，全自动驾驶工况下，列车可以实现自动开关门、自动折返、故障自动复位等相关功能，使得列车旅行速度更快。

经济效益更可观，全自动驾驶技术在实现更高的运行效率和更快的旅行速度后，在同等行车间隔的条件下，可降低列车配属数量，减少购车成本;列车自主化运行，可以减少司机配员，降低人力成本;能源利用更加合理，减少电力使用。

3.全自动驾驶等级下车辆典型需求

3.1全自动驾驶等级下车辆基本运行流程

全自动驾驶等级下，车辆应能够实现自主化运行，包括列车自动唤醒休眠，综合自检，自动出入库，自动开关门，自动启停列车，自动洗车等相关流程。

全自动驾驶车辆运行流程见下图：

3.2全自动驾驶车辆典型功能

全自动驾驶条件下，车辆典型功能主要为解决或弥补由于前端司机室或列车上没有乘务人员的空白。主要包括运行保护、列车驾驶、线路监控、乘客服务、列车管理、紧急处置等方面的内容，其中列车自动保护和列车自动运行，目前常规 GoA2自动化等级线路中已经实现。

本文将重点介绍全自动驾驶车辆在线路监控、乘客服务、列车管理、紧急处置方面的典型功能。

线路监控主要监控列车运行限界内设备状况，包括是否有异物侵限，弓网接触状况等。目前主要有走行部在线检测、障碍物探测与脱轨检测、弓网在线检测等线路检测手段。

乘客服务主要在没有乘务人员的前提下，提供包括乘客上下车、语音播报等相关服务，主要有车门对位隔离、乘客信息播报、乘客紧急求助等功能。

列车管理是指车辆具备从唤醒至运营回库自动化运行功能，主要有列车自动唤醒与休眠、自检、自动洗车等功能。

紧急处置是在具备正常功能的同时，具有故障预警、故障复位、应急处置等功能，确保车辆运营安全。主要包括火灾报警、列车故障远程干预、列车停车控制、故障远程告警等功能。