轨道交通无人驾驶关键技术研制与应用

发布时间:2022-02-14分类:轨道交通人物来源:RT轨道交通
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无人驾驶到底是什么


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顾名思义,无人驾驶是指地铁列车在无司机干预的情况下进行全自动运行。随着科技进步,自动化、无人化正逐渐成为交通行业的发展趋势,无人驾驶也在我国轨道交通项目中得到越来越多的应用。


根据国际通行标准,轨道交通的自动化程度从低到高分为GoA0至GoA4共五个等级。其中,只有最高等级的GoA4级自动化模式能够实现全过程、全工况无人值守条件下的列车自动运行,才能被称为真正意义上的“无人驾驶”


上海地铁早期线路的自动化水平从GoA2级(即我们所熟知的ATO模式)起步,经过多年来的技术进步升级,部分线路达到了GoA3级;而10号线、浦江线及最新建成的15、18号线都实现了最高等级的GoA4级无人驾驶。


上海地铁为何选择了无人驾驶?


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兴奋的“铁丝”在POV(车头司机第一视角)打卡的时候也许不会想到,其实无人驾驶并非从一开始就是上海地铁理所当然的选择。


多年前,围绕无人驾驶的利与弊有过大量争论:

无人驾驶的安全性和可靠度能否适应上海地铁的密集大客流运输需求??

无人值守状态下应急处置如何保障,有没有充足的快速响应能力??

甚至市民乘客在心理上能否接受无人驾驶,没有司机的列车在遇到突发情况时是否会造成乘客恐慌??


这一系列的问题考验着无人驾驶系统和它的管理者们的睿智和担当,需要他们做出周全有力的解答与大胆坚定的突破。


而今天的实践恰恰证明,正是由于无人驾驶将原本由司机负责的列车驾驶、应急处置等工作交由系统程序来完成,杜绝了人工操作带来的延迟和错误,可显著提升轨道交通系统运输能力,提高列车运行的安全性和可靠度。


根据上海地铁10号线的数据,进化到无人驾驶模式后,5分钟晚点减少了一半以上,旅行速度提高了8.8%,行车的平稳度、舒适度也明显改善。另一方面,列车司机从机械、重复的操作中解放出来,转型为多职能列控员来到乘客身边,直接为乘客提供优质的服务。同时,无人驾驶模式大大降低了人力配置,具有显著的经济效益。此外,作为最智能、最富科技感的运行模式,无人驾驶提供的新奇视角和全新体验也深受广大市民的喜爱。无人驾驶用实际表现交出了十分优异的答卷。


这一切是如何实现的?


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无人驾驶不是简单地取消司机和驾驶室,更是系统设备以及运营维护组织模式的全方位升级。在此过程中,有大批关键技术需要突破,大量配套管理模式需要变革。荣获上海市科技进步一等奖的“轨道交通无人驾驶关键技术研制与应用”科研项目,正是这一系列变革突破的有力支撑。


高智能无人驾驶运营调度系统是无人驾驶系统的“大脑”。“脑中枢”位于控制中心,能够实现对“全区域”(正线及车辆基地)、“全过程”(从列车唤醒出库、正线运营到回库休眠)的运行控制和服务管理,使整条线路、整个系统能做到“思路清晰”、“目的明确”,列车运行紧凑高效,运力调配灵活快捷、有针对性。


无人驾驶安全运控平台是无人驾驶系统的“神经”,在“大脑”的指挥下负责完成唤醒发车、出库运行、停站、开关门、折返、清客、温度和空调控制、回库休眠、乃至洗车等一系列复杂动作,同时具备远程重启车载设备、蠕动、车门/站台门对位隔离、站台自动对位调整等应急功能,全面替代了现场人工操作。该平台通过安全编码、差错控制、故障实时监测等技术,如臂使指,精准地控制着列车的每一个动作,达到了极高的无故障运营水平,确保乘客出行的安全高效。


无人驾驶综合监控及职能决策支持技术构成了无人驾驶系统的“免疫力”,帮助系统在偶发故障的情况下尽快“痊愈”,恢复运行;通过大数据积累、趋势研判和智能分析,实现故障隐患提前预判,达到“上医治未病、防患于未然”的境界,把故障风险消灭在乘客感受不到的萌芽状态。


由上海地铁牵头,卡斯柯信号、南京浦镇车辆、国电南瑞科技、同济大学等创新链条上的多家单位共同组成团队,开展科研攻关,结合上海轨道交通超大网络、超大客流的特征,为适应最严苛的安全标准和运营需求开展无人驾驶核心技术的系统性研发的《无人驾驶关键技术研制与应用》项目。


该项目研究成果成功应用于上海地铁10号线、15号线、18号线等线路。其中,10号线获得被誉为国际工程项目“奥林匹克”的菲迪克大奖15号线成为国内一次性开通公里数最长、全自动驾驶等级最高的线路。本项目先后形成核心自主知识产权的技术装备4套,获发明专利14项、在国内外核心期刊发表高水平专业技术论文20篇,发布的标准《上海轨道交通全自动运行线路运营要求》入选代表上海品牌形象的首批十大“上海标准”。

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