無人駕駛地鐵的背后,原來藏著這么多秘密!

? ? ? ? 相信許多經(jīng)常乘坐地鐵的小伙伴都有這樣的疑問:地鐵列車在行駛時(shí),駕駛室內(nèi)究竟都能看到什么?在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,普通乘客想要看到“司機(jī)視角”,只能透過駕駛室門玻璃,瞄進(jìn)去“偷窺”一兩眼。不過在2020年底,以成都地鐵9號(hào)線為代表的一批全自動(dòng)運(yùn)行線路開通,大家終于可以站在車頭,一覽列車前方的“風(fēng)景”。那么,讓地鐵列車這一龐然大物實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的全自動(dòng)駕駛系統(tǒng),到底“自動(dòng)”在哪兒,又能為乘客的出行和地鐵運(yùn)營(yíng)管理帶來哪些變化呢?
全自動(dòng)系統(tǒng)的“自動(dòng)”之處
? ? ? ??要了解全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)“自動(dòng)”在哪兒,就得從列車運(yùn)行的自動(dòng)化等級(jí)說起。國(guó)際公共交通協(xié)會(huì)(UITP)將列車運(yùn)行的自動(dòng)化等級(jí)(Grades of Automation,GoA)劃分GoA0~GoA4五級(jí)。

? ? ? ??在五個(gè)自動(dòng)化等級(jí)中,0級(jí)到2級(jí)均是非全自動(dòng)系統(tǒng)。0級(jí)是無ATP(列車自動(dòng)防護(hù))的人工目視駕駛,列車安全運(yùn)行完全由司機(jī)保證,極少在城軌中使用。1級(jí)是ATP防護(hù)下的人工駕駛,列車安全性得到保證,但司機(jī)仍需手動(dòng)駕駛列車。在我國(guó),一些早期修建的線路仍采用這一等級(jí)。2級(jí)是半自動(dòng)列車運(yùn)行,列車在正線自動(dòng)運(yùn)行,司機(jī)不需要操縱列車的牽引和制動(dòng);但在列車回到場(chǎng)段后,仍需由司機(jī)人工駕駛。GoA2也是我國(guó)大多數(shù)地鐵線路采用的制式。

? ? ? ??3級(jí)和4級(jí)統(tǒng)稱為全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(Fully Automatic Operation,F(xiàn)AO),俗稱全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。3級(jí)為有人值守下的列車自動(dòng)運(yùn)行,司機(jī)只需在列車發(fā)生故障時(shí)介入處理,其他列車運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。4級(jí)則實(shí)現(xiàn)了無人值守下的列車自動(dòng)運(yùn)行,其在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也設(shè)定了相應(yīng)的自動(dòng)化或遠(yuǎn)程處理流程,不再設(shè)司機(jī)崗位,駕駛室一般也打造為開放式。
不同自動(dòng)化等級(jí)之間的具體功能差別可見下表。

? ? ? ??通過上面表格的比對(duì),我們可以看出全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的“自動(dòng)”之處。首先,非全自動(dòng)系統(tǒng)需要司機(jī)操作牽引手柄或按壓?jiǎn)?dòng)按鈕來啟動(dòng)列車,全自動(dòng)系統(tǒng)則是按運(yùn)營(yíng)計(jì)劃或遠(yuǎn)程指令來自動(dòng)發(fā)車;其次,在車輛段和停車場(chǎng)內(nèi),列車仍可以自動(dòng)運(yùn)行,并具備自動(dòng)防護(hù)功能;最后,列車上線前的喚醒、上電、自檢、出庫,以及下線后的回庫、洗車、休眠,這一系列曾經(jīng)需要司機(jī)完成的流程全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
全自動(dòng)系統(tǒng)帶來的變化

? ? ? ??對(duì)于乘客而言,全自動(dòng)系統(tǒng)所能直接感受到的最大變化就是可以進(jìn)入駕駛室,像司機(jī)一樣觀察運(yùn)行前方了。開放了駕駛室的車頭經(jīng)常被觀察的人群圍得水泄不通,其中也不乏前來拍攝“POV”的交通迷朋友們。同時(shí),由于全自動(dòng)系統(tǒng)省去了司機(jī)發(fā)車前的確認(rèn)環(huán)節(jié),因此乘客還能感受到列車從關(guān)門到發(fā)車的時(shí)間變得更短了。

? ? ? ??此外,也需要注意千萬不要搶上搶下,列車關(guān)門時(shí)間不會(huì)因?yàn)槌丝臀磥淼眉吧宪嚩七t。如果被困在車門和屏蔽門之間,也不必驚慌,站臺(tái)裝有紅外探測(cè)裝置并與信號(hào)系統(tǒng)接口,如果異物擋住了光線,系統(tǒng)會(huì)扣停列車,并向車站值班人員發(fā)出報(bào)警。

? ? ? ??對(duì)于地鐵運(yùn)營(yíng)方來說,最直接的變化也是司機(jī)。在全自動(dòng)系統(tǒng)中,車上運(yùn)營(yíng)人員的角色不再是駕駛列車的司機(jī),他們化身為車輛巡檢員,在監(jiān)督列車運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí),為車上乘客進(jìn)行服務(wù)。在控制中心,新增車輛調(diào)度,遠(yuǎn)程監(jiān)視車輛信息,調(diào)整車輛參數(shù);新增乘客調(diào)度,遠(yuǎn)程處理車上乘客事務(wù),比如列車廣播、應(yīng)急對(duì)講等。此外,為了提高系統(tǒng)的可靠性和安全性,系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備采用更高級(jí)別的冗余,一般也會(huì)設(shè)置備用的控制中心;對(duì)故障場(chǎng)景和應(yīng)急場(chǎng)景,運(yùn)營(yíng)方需要制定完善的處置流程,對(duì)各種可能發(fā)生的情況設(shè)定解決方案。
? ? ? ??最后需要說的是,列車運(yùn)行自動(dòng)化的根本目的并不是為了減少司機(jī)的人力成本,而是用高可靠性的設(shè)備代替人腦,解放傳統(tǒng)司機(jī)單調(diào)的操作,從而降低因司機(jī)犯錯(cuò)導(dǎo)致事故的可能,提高列車運(yùn)行的安全性;在此基礎(chǔ)上,自動(dòng)化水平的提高減少了因人工參與對(duì)運(yùn)營(yíng)效率的影響,讓地鐵運(yùn)營(yíng)更高效、更靈活,更好地保障我們安全出行,便捷出行。
我國(guó)既往全自動(dòng)線路一瞥

上海地鐵10號(hào)線全自動(dòng)運(yùn)行初期并未直接開放駕駛室空間
? ? ? ??上海地鐵10號(hào)線是國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人駕駛功能的地鐵線路。10號(hào)線連接了虹橋機(jī)場(chǎng)、虹橋火車站等交通樞紐,豫園、南京路等商圈以及上海交大、同濟(jì)等高校,是上海地鐵的核心線路。2014年,10號(hào)線具備GoA4級(jí)無人駕駛條件,近期正在進(jìn)行部分列車駕駛室門的拆除工作。

大興機(jī)場(chǎng)線半開放的駕駛室空間
? ? ? ? 北京大興機(jī)場(chǎng)線連接了北京市區(qū)和北京新建的大興機(jī)場(chǎng),最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)160km/h。大興機(jī)場(chǎng)線采用了我國(guó)自主研制的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng),目前按GoA3等級(jí)運(yùn)營(yíng),具備升級(jí)GoA4的條件。列車僅設(shè)簡(jiǎn)易駕駛室門,由大興機(jī)場(chǎng)返回市區(qū)時(shí),乘客可近距離觀察到司機(jī)監(jiān)視列車運(yùn)行的情景。

? ? ? ??以廣州APM線、上海浦江線為代表的APM系統(tǒng)通常也采用全自動(dòng)運(yùn)行模式。與地鐵系統(tǒng)的輪軌模式不同,APM采用膠輪導(dǎo)軌運(yùn)行,具有車身輕小、啟停快速、運(yùn)營(yíng)靈活的特點(diǎn),多應(yīng)用于城市小區(qū)域內(nèi)和機(jī)場(chǎng)航站樓間的旅客運(yùn)輸。APM的系統(tǒng)規(guī)模較小,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和列車控制方式相對(duì)簡(jiǎn)單,非常適合全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的部署。
2020,GoA4“一步到位”之年
? ? ? ??2020年是我國(guó)GoA4級(jí)線路的爆發(fā)之年。成都9號(hào)線、上海18號(hào)線、太原2號(hào)線在這一年先后開通運(yùn)營(yíng),一次性實(shí)現(xiàn)GoA4運(yùn)行等級(jí),為大家?guī)砹巳碌某塑圀w驗(yàn)。相信有很多還沒乘坐過這些線路的小伙伴們還是很好奇列車的前方視角究竟如何,接下來就和通通一起來看看吧。

? ? ? ??成都地鐵9號(hào)線是中西部首條GoA4級(jí)全自動(dòng)運(yùn)行線路,于2020年12月18日開通初期運(yùn)營(yíng),線路一期由金融城東開往黃田壩,全長(zhǎng)約22.2km,設(shè)13座車站。

? ? ? ??上海地鐵18號(hào)線于2020年12月26日開通初期運(yùn)營(yíng),一期南段起自航頭,終至御橋,全長(zhǎng)14.5km,設(shè)8座車站。

? ? ? ??太原地鐵2號(hào)線于2020年12月26日開通初期運(yùn)營(yíng),線路北起尖草坪站,南至西橋站,全長(zhǎng)23.65km,設(shè)23座車站。雖然該線路具備GoA4級(jí)全自動(dòng)運(yùn)行能力,但在開通初期暫以GoA2級(jí)運(yùn)營(yíng)。
總結(jié)

? ? ? ??隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的乘客開始認(rèn)可并接受無人駕駛技術(shù),通通相信在不遠(yuǎn)的未來,國(guó)內(nèi)具備全自動(dòng)運(yùn)行能力的地鐵線路將會(huì)百花齊放,中國(guó)的軌道交通發(fā)展也將再上一層樓。
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