潘小坤
（广西柳州市轨道交通投资发展集团有限公司运营分公司? 广西省柳州市 545001）
摘要：城市轨道交通系统正向全自动运行（FAO）快速演进。目前我国也有线路开通了全自动运行。无人驾驶的情况下，运营中的列车与地面OCC的信息交互及处理，是保障运营安全的重要环节，所以在设置行车调度的同时，增设车辆调度，对在线运营的列车状态进行实时监控。本文提出方案，构建全自动运行车辆调度管理系统，为控制中心对在线列车的状态监测、运行故障的诊断、远程控制及运维决策等方面提供手段，以期在全自动运行的大背景下，提高列车运行的安全性与可靠性。
关键词：全自动运行；轨道交通列车；状态监控；调度管理系统
一、系统构成
1.1数据采集硬件
1.1.1车载设备信息采集
除常规的列车自身各子系统如牵引系统、制动系统、空调系统、辅助系统、车门系统、受电弓系统等系统的控制单元数据外，车载设备的信息采集对象还包含了车载辅助监测设备的数据，如目前较为热门的主/被动障碍物探测设备、脱轨检测设备、车载受电弓动态监测设备以及弓网检测设备等等。
1.1.2轨旁设备信息采集
轨旁设备主要是指安装于车辆段、停车场及正线上的位于轨旁用来监测列车的设备。这些设备是在“外面的”角度监测列车的状态，在列车运行通过时，基于机器视觉、振动分析、图像分析、红外测温、位移分析、激光等传感技术监测列车的物理特性是否存在问题，对车辆的表面损伤、姿态以及温度等信息进行采集并将状态、报警等信息发送给服务器集群。
1.2数据处理服务器集群
服务器是大数据存储、分析、处理的平台，实现车载数据、轨旁数据的整合，具备数据加载、数据整合、查询访问以及数据分析等功能，并提供完全并行的处理架构、动态数据访问能力、完善的混合负载管理能力、实时数据处理性能、稳定可靠高可用的保护能力，高效支撑智能查询、智能报表等大数据分析查询应用。
1.3数据传输通道
1.3.1车载设备信息的传输
目前主流的车载无线通道传输有WLAN和LTE传输，基于安全性的考虑，非监控视频类的数据通过信号系统的LTE传输，监控视频类数据通过PIS系统的WLAN传输，在控制中心分别由信号系统和PIS系统的服务器汇集至本系统服务器集群。
1.3.2轨旁设备信息的传输
轨旁数据通过专用通信OTN专网传输，在控制中心由通信系统服务器将数据发送至本系统服务器集群。
1.4系统联动
本系统不是独立存在的，与信号系统、PIS系统、通信系统、CCTV系统存在密切的联动，如对列车故障的处置、远程控制等要与信号系统的行车指令相结合，如列车触发紧急对讲、旋动紧急手柄等动作时与PIS、烟火报警、CCTV系统配合推送相应位置摄像头图像至工作站等。
二、系统功能
2.1车辆调系统
2.1.1实时监控
车辆调前端显示界面调取实时数据库内的数据进行显示，并会注明信息监测的来源。以列车为中心显示，便于操作人员全面地感知车辆的运行状态参数，可显示所有在线运营车辆的基本运营信息（列车号、车次号、主风压力、速度、网压等）、旁路开关状态等。
2.1.2故障诊断系统
按故障性质或者所属子系统进行分类，提供多种方式排列查看，如项目号，故障发生时间，故障名称，故障编号，所属子系统、采集渠道等。对于严重故障，以醒目颜色的形式进行标注提醒。对于当前发生的故障信息，系统建立故障的逻辑模型，实时诊断故障是由什么条件产生的，故障的逻辑诊断是怎样的，故障发生后，系统明确给出故障发现的原因，并给出运营与维修建议。
2.1.2视频联动
当车辆发生故障、烟火报警或有乘客触发紧急对讲、旋动紧急手柄时，车辆调系统通过与PIS和CCTV系统的联动控制，将相关区域的视频画面推送至显示终端，帮助操作人员远程准确的处理故障。
2.1.4远程控制系统
可通过设置在控制中心的控制终端对列车进行部分功能的远程控制，例如：空调温度远程设定、受电弓远程升/降、照明远程开关、牵引系统故障远程复位、辅助系统故障远程复位、断路器远程复位以及远程强制自检通过等。
2.2运维系统
2.2.1故障的预警
系统采用自学习与故障机理分析融合的算法，根据大量历史车载数据的积累，综合给出故障预警的算法模型，实现对车辆故障的准确预警，也可根据当前实时的车载数据预测列车在未来时间内的故障发生机率。
2.2.2健康评分
根据采集到的数据，建立列车健康指数评估体系，进而依据该体系，按各系统分权重综合建立大数据分析探索模型，对车辆健康状态进行客观准确评估，根据不同程度的得分给出列车相应的运营建议。
2.2.3统计分析
运维系统统计各重要的关键指标，如故障、能耗等。可以按照不同时间段、不同部件等多维度进行统计。对各类数据项进行组合对比，为用户提供自主分析的功能，达到辅助决策、支撑运营管理的目的。
2.2.4检修管理
系统可按计划或故障触发等方式自动生成检修和故障工作单，可以对列车检修后的状态进行评估，并具备根据列车最新状态给出调整维护周期及工艺的建议和意见功能。同时能对作业人员、地点、检修策略、检修方案等要素进行管理。支持按照部位、类别、故障等不同的类型实现故障代码体系的层次化维护，自动根据故障类别推荐相关的原因代码与处理意见。
2.2.5运维的决策
通过列车大数据积累，系统可以更准确的判断列车的健康状态，与检修规程结合，提供列车的状态修和预防修等运维决策。
2.3车辆监测系统
2.3.1全车360°动态图像监测系统
列车全车360°动态图像监测系统安装在车辆段/停车场入库线上，采用图像分析的手段，实现对走行部、车侧、车顶、受电弓及其他关键部件工作状态进行全面监测，包括但不限于螺栓螺母的松动及丢失，各类管线脱落，车顶异物侵入，车地悬挂设备、牵引电机、齿轮箱等关键部件脱落、丢失、变形等，对异常情况进行自动报警。
2.3.2轮对故障动态监测系统
由车轮外形几何尺寸检测子系统、车轮擦伤（与钢轨接触区域）检测子系统、车轮踏面缺陷动态图像监测、轮轨振动监测等子系统组成，实现能够检测车轮外形几何尺寸、踏面擦伤、车轮踏面表面部缺陷、轮缘厚度、轮缘高度、车轮直径、车轮不圆度、轮对内测距等功能。
2.3.3走行部红外温度监测系统
温度超限会极大影响行车安全，如果不能在线及时监测到异常的高温就会出现滚子脱落、断轴等直接危及行车安全的事故。针对此种情况，我们采用红外技术动态采集在线列车的轴承部位、齿轮箱部位、电机部位温度，列车温度异常时发出报警信息，能够以红外热图方式显示温度信息，实现对在线列车温度的安全监控。
三、结语
本文论述的全自动运行车辆调度管理系统是可行的，为列车安全的自动行驶和智能运维提供了有力支撑。对系统的可靠性、多维化、实用性、智能化是我们持续关注并探索的目标。
参考文献
[1]李猛，张艳兵，徐成永，郭泽阔.全自动运行系统地铁车辆关键技术[J].都市快轨交通，2018，31（1）：123-128.
[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（1）：1-6.
[3]郜春海，王伟，李凯，等.全自动运行系统发展趋势及建议[J].都市快轨交通，2018，31（1）：51-57.
作者介绍：
潘小坤（1986.07.—），性别：男；籍贯：广西桂平；民族：汉族；学历：大学本科；职称：工程师助理；职务：调度工程师；研究方向：全自动运行调度管理；单位：广西柳州市轨道交通投资发展集团有限公司运营分公司?。