地铁车辆全自动无人驾驶关键技术

地铁车辆全自动无人驾驶关键技术摘要：全自动无人驾驶列车与传统的有人驾驶列车相比，使得全自动化、无人干预的列车运行模式成为了现实。通过智能化装备结合新技术的应用，整体提升车辆的自动化水平，提高了安全可靠性，保障车辆安全运营。同时智能化装备的应用也减少了运维人员，从而降低了人力成本。本文结合新造地铁项目，介绍了全自动无人驾驶技术的功能、特点及优势，针对全自动无人驾驶列车新增系统及新技术的设计运用进行介绍。关键词：全自动无人驾驶优势新技术设计运用1前言全自动驾驶系统具备列车自动唤醒、启动和休眠、自动出入停车场、自动清洗、自动行驶、自动启停车、自动开关车门等功能，并具有常规运行、降级运行和灾害工况等多重运行模式。智能化装备的应用是全自动驾驶车辆的重要保证，通过智能化装备的合理应用使列车具有自诊断功能，并将诊断结果、故障信息、预警信息等发送至地面，使地面人员实时掌握车辆的健康状态，保证车辆安全运营。项目中应用了一些智能化程度较高的系统，如城轨云平台、车辆智能运维，还有车辆配置的全方位感知技术，包括走行部监测、弓网监测、蓄电池监测等。2列车自动化等级无人驾驶列车，是以提升轨道交通运营安全性、服务品质，提高经济性为目的，充分利用现代电子、电气、机械以及信息技术的具有高度自动化水平的新一代城市轨道交通系统。国际公共交通协会将列车运行的自动化等级（GoA）划分为四个等级：GOA1：为传统意义上的ATP超速保护，信号系统只根据车辆位置确定限速，并承担超速保护的职责。GOA2:传统意义上的ATO控车运行，信号系统可以根据车辆位置控制列车行驶、控制车门，但应急事件与故障处理由司机完成。GOA3:取消传统意义上的司机设置，转而设置乘务员，信号系统控制车辆运行，但由乘务员负责故障或应急事件处理。GOA4：车上取消所有工作人员，完全由信号系统及地面调度控制车辆运行及各项应急事件与故障处理。新造项目按照GOA4等级进行设计，并可以向下兼容，完全可以适应ATP、ATO等各种模式的运营需求。3顶层关键技术3.1运营场景分析全自动运营场景是根据运营经验，从运营组织的角度出发，梳理不同场景下的运营基本处置程序和注意事项，进而推导出设备系统支持的需求，是建立全自动无人驾驶列车系统构架和功能的基础。3.2RAMS分析RAMS分析是从项目初期开始，围绕车辆可靠性、可用性、可维修性、安全性四方面，根据车辆自身及外部环境，对车辆全寿命周期内指标进行分析，是提升全自动无人驾驶列车性能和安全的重要保障。4智能设备应用4.1城轨云平台随着网络、虚拟化及大数据技术的发展应用，云技术将更多的应用于地铁行业。项目采用了城轨云技术，承载了自动售检票、综合监控、门禁、车辆智能运维等多个系统，实现城轨业务的集中承载、计算、存储和安全网络资源的分配，减少了设备数量和用房面积、提高了设备利用率。4.2车辆智能运维车辆配置了牵引、制动、车门、空调、主被动障碍物监测、走行部监测、蓄电池监测、专家系统等智能化系统，通过车辆智能运维平台对实时数据的检测及大数据挖掘，实现车辆实时状态显示、故障预警、健康评估、故障管理、数据报表等功能从而方便车辆的运营、检修。4.3全方位感知技术全方位感知技术主要是对车辆转向架、弓网、蓄电池、能耗等实时监测及故障诊断。列车配置走形部监测系统、蓄电池在线监测系统、弓网在线监测系统、能耗记录系统等在线监测设备，实时监控车辆设备，并能将各系统检测出的报警信息上传至地面运营人员，使故障得到及时的处置。5关键车辆技术5.1司机室内饰设计配合线路开通，车辆自动化运营程度等级由低向高分阶段进行的实际情况，前端内饰设计取消常规的司机室后端墙结构，采用灵活隔断的形式。能够实现全自动无人驾驶模式下前端与客室融为一体，乘客可以以司机视角体验乘车。同时,能够满足司乘人员控车时，方便前端与客室隔开，能够为司乘人员提供一个安全、独立的操作空间。内饰设计整体简洁大方，座椅扶手设计符合人机工程学。取消了独立司机室，原有司机室的部分设备装在了客室座椅下。充分利用了客室内有效空间的同时，抽拉的结构方便维护维修。5.2客室照明客室照明采用节能环保的LED光源，同时具有无极调光的功能，可根据环境照度自动调节客室灯具的功率，确保客室内照度始终保持变。双色温光源可以根据不同的季节改变客室照明的冷暖色调，为乘客提供了舒适的乘车环境。灯具接口设计能够兼顾有人驾驶和无人驾驶两种工况，使得照明系统既能实现两侧灯带统一开关统一调光的功能又能实现司乘人员上车操作时，进入前端这部分灯具实现单独控制。5.3智能监测系统为保证全自动无人驾驶列车安全运营，转向架安装走行部监测系统，对转向架的轴箱、齿轮箱、电机、轮对踏面、轮轨状态进行监测。通过对以上关键部件的冲击、振动、温度等数据监测，对隐患趋势进行分析、挖掘，并根据数据信息，对故障进行分级报警，并及时对故障进行处理，保证车辆安全运行。同时向车辆检修人员提供准确的故障信息，为地铁公司制定维修策略提供了科学依据，延长部件使用寿命，降低车辆运维成本。其他智能监测系统还包括障碍物检测系统、弓网监测系统、脱轨检测系统、蓄电池监测系统。6结束语地铁车辆全自动驾驶系统利用现代通信、自动控制、计算机技术，全面提升轨道交通的可靠性、安全性、可用性、可维护性，提高运行效率及整体自动化水平，实现城市轨道交通的最佳化运行，代表未来轨道交通技术的发展方向。参考文献[1]刘亚宁李梁.李亘无人驾驶与有人驾驶地铁列车结构和功能差异分析[J].铁道技术监督，