技术与市场
创新与实践
２０２１年第２８卷第６期
基于运营场景需求的全自动驾驶列车
李
（中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲４１２０００）
摘 要：随着城市轨道交通行业的飞速发展与无人驾驶技术的不断进步和完善，全自动驾驶地铁车辆已成为城市轨道交通发展过程中备受关注的焦点。结合全自动驾驶的特点，从全自动驾驶远程控制功能的需求入手，对全自动驾驶车辆远程控制功能进行了全面的分析。 关键词：城市轨道交通；全自动驾驶系统；远程控制功能
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｙａｕｔｏ
ｍａｔｉｃｄｒｉｖｉｎｇｔｒａｉｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｃｅｎａｒｉｏｓ
ＬＩＰｅｎｇｐｅｎｇ（ＣＲＲＣＺｈｕｚｈｏｕＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｕｎｍａｎｎｅｄｄｒｉｖｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｓｕｂｗａｙｖｅｈｉｃｌｅｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｄｒｉｖｉｎｇ，ｓｔａｒｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎ ｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｄｒｉｖｉｎｇ，ａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｓａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｄｒｉｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ；ｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２１．０６．００９ 概述
随着城市轨道自动化程度不断提升，伴随智能化、信息化技术的日新月异，比自动驾驶更胜一筹的“无人驾驶”也迅猛发展。全自动无人驾驶是指列车上无需司机进行驾驶，车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营，自动实现列车休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车和开关车门，以及在故障情况下实现自动恢复等功能。全自动驾驶的核心理念是通过设备的逻辑联锁与冗余控制，保障运营系统中车辆与乘客的安全。全自动驾驶自动运营列车作业流程如图１所示。
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图１ 全自动驾驶自动运营作业流程
随着相关配套设施和手段的不断完善，全自动无人驾驶技术将在中国城市轨道交通中得到更多的应用。相比传统的有人驾驶系统，全自动无人驾驶系统主要将司机的职能转移到车辆自身以及列车自动监控系统（
ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｉｎＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ，ＡＴＳ），减少列车运行过程中的人为操作，优化人力资源配置，控制投资，降低运营成本，提升了列车运营安全性、可靠性、可用性，同时提升了运营组织的灵活性。
由于全自动驾驶列车运营过程中无司机参与，运行过程中部分车辆控制功能或应急处理需要远程控制，本文从功能需求出发，就全自动无人驾驶地铁车辆应具备的远程控制功能进行研究与总结。
全自动驾驶对远程控制功能的需求
根据全自动驾驶运营场景需求，车辆应具备远程故障处理和远程控制两项主要功能，除满足正常运营需求之外，无人驾驶系统最重要的是具有处理故障与紧急情况的相关远程控制功能。为应对突发的紧急情况，应通过地面控制中心ＯＣＣ（Ｏｐｅｒａ ｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒ）对车辆发送远程子系统控制指令，便于处理相关的紧急情况以及更好地为乘客服务。同时，由于全自动驾驶列车上无司机对车辆进行人工故障处理，列车发生故障时，ＴＣＭＳ将自动执行复位、旁路等操作，自动动作失败后，需要通过远程复位、远程旁路等手段处理列车故障，提高列车运营效率。
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创新与实践ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．６，２０２１
远程控制功能分析
在全自动驾驶模式下，车辆应针对辨识出的危险状况采取
相应的远程控制安全措施，如远程故障处理控制、远程子系统
控制等，来减小因列车故障直接或者间接导致事故对乘客造成
伤害的风险。全自动无人驾驶地铁车辆远程控制功能如表１
所示。
表１ 全自动无人驾驶地铁车辆远程控制功能
远程故障处理控制功能远程复位远程旁路
远程子系统控制功能高速断路器分／合控制受电弓升／降控制
制动施加／缓解
车门控制
空调控制
ＰＩＳ控制
３ １ 远程故障处理控制功能
基于全自动驾驶功能的需求，远程故障处理控制功能包含远程复位与远程旁路两部分功能。
３ １ １ 远程复位功能
远程复位功能仅在列车处于零速且司机盖板关闭时才能使用，一般是通过远程复位空开来实现对各专业控制设备进行故障清除和恢复。特别是一些冗余设备主备故障切换后，需要对故障的原主用设备复位。车载实时向中心汇报车辆状态信息，如果发生设备空开跳开故障，空开自复位２次，当复位次数超过２次后将故障信息上传至ＯＯＣ，ＯＣＣ可进行远程复位。
３ １ ２ 远程旁路功能
远程旁路功能仅在零速且司机盖板关闭时才能使用。当车辆发生一些故障导致无法动车影响运营时，地面控制中心可通过实时车辆状态信息判定，发出某个旁路指令，以提高车辆在正线运营的运行效率。
３ ２ 远程子系统控制功能
３ ２ １ 远程高速断路器分／合控制功能
车辆激活后，当车辆处于升弓状态且零速时，允许地面控制中心远程控制高速断路器分或合。当车辆
收到ＯＣＣ发出的高速断路器合指令，车辆将执行合高断指令，高速断路器将闭合给牵引逆变器供电；当车辆收到地面控制中心发出的高速断路器分指令，车辆将执行分高断指令，高速断路器将断开，牵引逆变器失电。
３ ２ ２ 远程受电弓升／降控制功能
车辆激活后，当车辆零速时，允许地面控制中心远程控制受电弓升或降。当车辆收到ＯＣＣ发出的受电弓升指令，车辆将执行受电弓升指令，受电弓将升弓受电；当车辆收到ＯＣＣ发出的受电弓降指令，车辆将执行受电弓降指令，受电弓将降弓。３ ２ ３ 远程制动施加／缓解控制功能
远程停放制动施加／缓解：列车控制系统每天入库和出库之前，地面控制中心可通过信号系统设备发送施加／缓解指令给列车控制系统驱动相应继电器，或者由信号系统直接驱动相应继电器，远程控制进行停放制动的施加和缓解，以保证车辆可靠地停在正确的位置。
远程紧急制动施加／缓解控制：车辆可接收由地面控制中心远程发送的紧急制动施加信号，车辆收到信号后，打断硬线触发紧急制动，并且停车后，可以缓解由其施加的紧急制动。３ ２ ４ 远程车门控制功能
在紧急情况下，如列车停站后所有车门无法正常开启，地面控制中心与车站能远程发出开门侧和开门的指令控制车门，列车自动开关门。
１）车门远程集中开／关门控制：车门可执行信号系统传送的车门集中开关门指令，进行相应侧开关门或两侧开关门。
２）车门远程再关门：当车门由于防夹或其他原因未能关闭时，再次发出远程关门命令，未关闭的车门将再次关门。
３）车门远程断电重启：当车门发生故障，门控软件自动重启失败情况下，ＯＣＣ对与该门供电相关的列车电源开关进行远程关断－打开的重启过程，相应门控重新上电自启动。
４）车门远程隔离：当车门发生故障无法开门时，为避免车门在下一站出现其他问题，ＯＣＣ发出车门隔离命令使故障车门电气功能被禁止不再参与开关门动作。车门隔离后，在隔离期间将不执行开关门指令，隔离指令解除后，车门开关门控制功能恢复。
５）车门紧急解锁请求远程释放确认：乘客拉下紧急解锁装置后，紧急解锁请求发送地面控制中心，同时联动ＰＩＳ摄像头向地面控制中心提供车门区域实时图像。地面控制中心完成车辆情况确认后，发出远程释放确认指令，在列车零速情况下以及有效区间内，乘客可操作车门解锁并手动打开车门。
３ ２ ５ 远程空调控制功能
地面控制中心可对空调系统的工作模式、温度、湿度、电流、电压、压力以及各部件的状态信息远程
监测及记录，并对其进行控制，根据每个车厢实时的乘客数量，实时调节车厢温度、湿度、ＣＯ
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浓度等各项舒适型参数，实现车厢舒适性调控和节能减排的完美平衡，并根据外界环境突发情况（比如隧道火灾）对其进行远程控制，关闭新风门，运行全回风模式，避免外界烟气进入车厢内。
３ ２ ６ 远程ＰＩＳ控制功能
在车辆运行过程中，地面控制中心可以远程发送广播指令，对全列车的客室进行广播。如在紧急情况下，可通过车载无线电台向车载广播系统发送紧急信息广播的代码，触发紧急广播。
紧急对讲器具备视频功能，当乘客触发紧急广播时，可通过车辆的无线电台将相应的音视频流实时传输到地面控制中心，实现地面控制中心与乘客之间的视频通话功能，同时可以实现地面控制中心对列车有线广播系统的业务监控及状态反馈。
（下转第３３页）
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技术与市场创新与实践２０２１年第２８卷第６期
战”，要强化专业团队，发挥团队智慧，需要团队协作、集体攻关，需要跨专业、跨单位的合作。基于科技情报信息的多样性、非结构化性等特征，需要区分领域、方向，成立相应的研究团队，各研究团队充分吸纳智库相应的骨干力量、中坚力量，选准配强研究团队，加大研究人员培养、培训力度。研究团队必须立足科技最前沿领域，紧跟科技领域发展，提出能力建设目标，强化团队研究能力、决策能力。对于智库建设而言，积极学习和借鉴美国科技智库的建设及运营经验，运营可以“赋权”研究工作，智库平台建设与运营可由成熟的专业运营团队支持。
４）提高自身研究水平。科技情报研究专家先要在研究领域“专”，才能称为“家”。科技情报研究人员要成为专家，必须结合国家和政府战略决策部署，着眼经济社会发展的需要，选准方向、选准问题，进行长期的、深入的、全面的研究。同时，研究站位要高，要结合国内外实际情况，贯穿文化，经济，军事，宗教，政治和哲学等领域，研究的结果和建议才能确保精准、专业、全面，才能经得起实践检验，才是真正的决策建议。另一方面，在决策咨询报告和建议中，研究人员应将其相应的学术术语、计量模型等专业术语进行转化、简化，转化易懂、易理解的文字语言，让决策者能更快捷、更准确的领悟决策建议的内容实质。
结语
自从智库出现以来，受到越来越多的关注，并且随着影响力的增加，人们对理解智库的看法也有所不
同。尽管智库的定义不统一。随着职能的多样化和稳定，对政府决策的影响越来越大。与西方国家的智库的职能相比，国内部分科技情报部门发挥作用还存在差距，需要在政策建议、思想和影响力方面进行改进。新时代的科技情报服务工作，必须坚持科技情报机构与智库建立融合发展机制，坚持深度融合、深度合作，在信息资源建设、专业化团队运营、强化研究水平等方面下功夫、出实招，才能为国家经济社会发展作出更大的贡献。参考文献：
［１］ ＭａｔｈｉａｓＭＣｏｂｕｒｎ．Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ：Ａｇｕｉｄｅｔｏｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄａｃｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ：
ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ；ＮｅｗＹｏｒｋ：ＯｘｆｏｒｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｐｒｅｓｓ，１９９９．
［２］ ＨａｍｅｓＴ，ＦｅａｓｅｙＲ．Ａｎｇｌｏ ＡｍｅｒｉｃａｎＴｈｉｎｋＴａｎｋＳＵｎｄｅｒＲｅａｇａｎａｎｄＴｈａｔｃｈｅｒ［Ｊ］．Ａｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，１９９４．［３］ 凡庆涛，肖雯，杜 ．智库视角下科技情报机构转型发展的研究［Ｊ］．天津科技，２０１７，４４（１）：８－１１＋１４．
［４］ 杨青．智库视角下科技情报机构转型发展的研究［Ｊ］．江苏科技信息，２０１９，３６（２７）：１０－１３．
［５］ 姜海格．情报服务机构智库化转型问题的探讨［Ｊ］．竞争情报，２０１６，１２（１）：２６－３１．
［６］ 王雪，褚鑫，宋瑶瑶，等．中国科技智库建设发展现状及对策建议［Ｊ］．科技导报，２０１８，３６（１６）：５３－６１．
［７］ 王莉丽．旋转门：美国思想库研究［Ｍ］．北京：国家行政学院出版社，２０１１．
［８］ 任佳妮．科技情报服务机构转型科技智库思考—以陕西省科技技术情报研究为例［Ｊ］．情报工程，２０１８，４（４）：９５
－１０３．
［９］ 李亚丹，任艳君，刘洪麟，等．科技情报机构建设基于事实型数据库的科技创新智库初探［Ｊ］．技术与市场，
２０２０，２７（７）：４２－４３．
［１０］人民网．全球智库报告２０１９：中国智库国际影响力逐步提升［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｏｒｌｄ．ｐｅｏｐｌｅ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｎ１／２０２０／０２０１／ｃ１００２－３１５６６４９９．ｈｔｍｌ．
作者简介：
彭柯芸（１９８２—），女，四川康定人，本科，助理研究员，研究方向：科技情报。
（上接第３０页）
结语
相较于传统地铁车辆，全自动驾驶车辆需要更加完善的远程控制功能，以便在为乘客提供更舒适的乘车体验的同时，减少因列车故障直接或者间接导致事故对运营效率造成的影响。远程控制功能不仅提升了全自动驾驶系统的安全性、可靠性与可用性，还提升了地铁车辆的运营效率，改善了列车运行舒适性。但是，距离全自动无人驾驶系统的完善仍然存在着一些困难和挑战，还需要针对远程控制技术的成熟性与全面性给予进一步摸索和探讨。随着系统技术的不断改善，全自动无人驾驶技术的应用将成为未来城市轨道交通领域的发展方向。参考文献：
［１］ ＩＥＣ６２２９０－１：２００６铁路应用—城市轨道交通管理与指挥控制系统［Ｓ］．２
００６．
［２］ ＩＥＣ６２２６７：２００９铁路应用设施都市自动化有轨运输安全性要求［Ｓ］．２００９．
［３］ ＧＢ／Ｔ３２５９０．１－２０１６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［Ｓ］．２０１６．
［４］ ＧＢ／Ｔ３２５８８．１－２０１６轨道交通自动化的城市轨道交通（ＡＵＧＴ）安全要求第１部分：总则［Ｓ］．２０１６．
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