轨道交通无人驾驶技术特点及其发展

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:严奇
[导读] 摘要:本文通过对国内在轨道交通无人驾驶的现实情况和轨道交通无人驾驶发展的优势情况进行论述。
        苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司  江苏省苏州市  215000
        摘要:本文通过对国内在轨道交通无人驾驶的现实情况和轨道交通无人驾驶发展的优势情况进行论述。全方位的阐述驾驶自动化的分级和对轨道交通无人驾驶的具体要求,从轨道交通无人自动化的程度以及发生故障时自身解决的情况等方面介绍轨道无人驾驶技术的特征,从无人驾驶的运用、无人驾驶技术的提升和无人驾驶资源的科学分配等方面介绍轨道交通无人驾驶的发展情况。
        关键词:全自动驾驶;无人驾驶;轨道交通
        1.无人驾驶技术优势
        1.1提高旅行速度和运能
        列车应用无人驾驶技术,可以提供列车的速度,推动列车车次的增长。提高地铁线路的运输能力,在一定程度上可以缓解城市交通堵塞的问题。根据多年的统计,在上海10号地铁线路应用无人驾驶技术之后,该线路的运营效果提高了8.9%。
        1.2高准点率、高舒适性
        采用无人驾驶技术的列车由计算机进行运算操控,减小了因人为干扰增加运行曲线的问题,使列车的运行曲线更加合理,减少列车的能耗,提高列车行驶的准点率。根据多年的统计,当前上海地铁十号线的准点率为99.98%,与传统线路相比,高出两个百分点。
        1.3高安全性、高可靠性
        为了避免无人驾驶的列车出现故障时,没有人处理,运用无人驾驶技术的列车对列车的可靠性提出了更深层次的要求。不仅要提高平均无故障时间的标准,还要提升平均无故障距离的指标,同时运用多样化的设计,减少单点故障发生的概率。
        1.4减少服务人员,降低成本
        无人驾驶技术在城市轨道建设的初期,可能会使城市轨道建设的成本增加,但是从长久的运营周期进行观察,其技术不仅减少了列车工作人员的人数,使工作人员培训的成本下降,同时,该技术还可以提高列车的行驶速度,提高地铁线路的运营效率,使列车的周转率上升,可以有效降低线路所需列车的数量。根据统计发现,应用无人驾驶技术的上海十号线,每条线路所需的列车减少3.56列。
        2.无人驾驶的自动化要求
        标准IEC62290-1《轨道交通-城市轨道交通运输管理和指令/控制系统第1部分:系统原理和基本概念》中规定了驾驶自动化等级,其一共可以划分为5个等级,如表1所示
        表1自动化等级
        表1中GOA3和GOA4都是无人驾驶技术,上海10号线采用的是GOA4是上海10号线应用的技术,与GOA3相比,该级别对自动化的程度提出了更深层次的要求,其具体的要求如表2所示。
        表2 GOA4级下的列车运营基本功能要求
        3.UTO车辆技术特点
        有人驾驶技术和无人驾驶技术相比,其实无人驾驶技术的发展都是研究如何更好的代替司机的职业能力。其主要由以下技术特征:有一定的自动化水平、可以进行故障的自动排查和和自动处理以及有自动对突如其来状况的能力。
        3.1高度自动化
        无人驾驶技术最基础的范畴就是,全部的功能都可以由系统本身完成。在没有列车工作人员的状况下,列车要在各种工况中能够顺利的工作。无人驾驶列车要依据每天收到的运行计划,准时发车,到达终点站台后待乘客全部下车之后,这车可以自动的返回始发站。并依据线路的实际情况,列车可以做出相对应的调整。列车在结束一天的运行后,列车要能够自动返回车库进行洗车、接受列车检查以及传输一天的载人记录到数据库中。GOA4级列车自动化作业流程如图1所示。
 
        图1 GOA4级列车自动化作业流程图
        3.2 故障自诊断和自处理能力
        GOA4级无人驾驶技术因为没有司机、没有相关的列车工作人员,如果列车发生问题而不能够进行快速的处理,就会对地铁线路的运行带来安全隐患,最坏的程度可能会造成一条地铁线路无法运营的情况,所以无人驾驶技术要具有自行处理故障的能力。
        无人驾驶技术的列车利用TCMS收集来的数据和判断信息,对出现的问题进行评价,按照评价的等级划分,并将产生的问题传输到数据处理中心,选择是否需要人工干预和人工干预的方法。故障的处理原则如图2所示。
         
        图2故障自处理原则
        4.UTO的发展趋势
        4.1应用趋势
        随着我国人口红利的消失,近几年来我国劳动力的数量不断减小。无人驾驶技术的使用,能有效的解决劳动力短缺的问题。2015年,我国已经开通了25个城市的轨道交通线路111条,我们假设,每条地铁线路需要30辆列车,每一辆列车要有5名列车司机,按照每个司机年度工资15万进行计算,采用人驾驶技术,每年可以节约运行成本12.5亿人民币。而随着我国轨道交通的快速发展,无人驾驶技术的具有广阔的前景。
        4.2技术发展趋势
        (1)无人驾驶列车的无人化。如今运行的大部分城轨车辆都是GOA2级别的,是列车可以自动运行,无人驾驶技术得到进一步的提升,列车可以进行无人工驾驶的全自动运行,但由于无人驾驶技术在国内的发展时间较短,针对我国客流密度密集、车次的间隔较短等各种因素,我国在运用无人驾驶技术的列车上都依旧保留了列车工作人员。
        (2)无人驾驶列车的智能化。无人驾驶技术列车通过大数据的影响,可以产生出更多智能化的作用,智能化列车可以主动的把信息服务实时的发送给列车的司乘人员。
        (3)无人驾驶列车的一体化。轨道列车不是单独存在的,其通过物联网技术将列车功能和乘客需求连接起来,形成一个整体,从而更好地对资源进行配置。对列车及其列车零部件的运行状态的监督,列车信息的主动推送,乘客的自动引导能力等功能,也会随着无人驾驶技术的发展而实现。
        4.3发展中的问题与对策
        虽然无人驾驶技术在国内有成功的案例,但是依然存在在运营管理上经验欠缺的问题。这要求我们要借鉴外国先进的经验技术,并根据我国轨道交通的特征,依据实际情况建设适合我国无人驾驶技术的理论体制。
        5结束语
        轨道交通装备制造要想不断发展,就要跟随时代的变化,吸收新的理念,推动其制造向更深层次的轨成长。随着现代轨道交通的快速发展,无人驾驶技术作为其发展目标,必然拥有广阔的前景。
        参考文献:
        [1]王鹏.无人驾驶关键技术和典型场景应用分析[J].城市轨道交通研究,2017,20(10):69-73+78.
        [2]宁滨,郜春海,李开成,张强.中国城市轨道交通全自动运行系统技术及应用[J].北京交通大学学报,2019,43(01):1-6.

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