相信許多經常乘坐地鐵的小夥伴都有這樣的疑問:地鐵列車在行駛時,駕駛室內究竟都能看到什麽?在很長一段時間裏,普通乘客想要看到“司機視角”,只能透過駕駛室門玻璃,瞄進去“偷窺”一兩眼。不過在2020年底,以成都地鐵9號線爲代表的一批全自動運行線路開通,大家終于可以站在車頭,一覽列車前方的“風景”。那麽,讓地鐵列車這一龐然大物實現自動運行的全自動駕駛系統,到底“自動”在哪兒,又能爲乘客的出行和地鐵運營管理帶來哪些變化呢?
全自動系統的“自動”之處
要了解全自動駕駛系統“自動”在哪兒,就得從列車運行的自動化等級說起。國際公共交通協會(UITP)將列車運行的自動化等級(Grades of Automation,GoA)劃分GoA0~GoA4五級。
國內大多數地鐵線路均爲GoA2等級
在五個自動化等級中,0級到2級均是非全自動系統。0級是無ATP(列車自動防護)的人工目視駕駛,列車安全運行完全由司機保證,極少在城軌中使用。1級是ATP防護下的人工駕駛,列車安全性得到保證,但司機仍需手動駕駛列車。在我國,一些早期修建的線路仍采用這一等級。2級是半自動列車運行,列車在正線自動運行,司機不需要操縱列車的牽引和制動;但在列車回到場段後,仍需由司機人工駕駛。GoA2也是我國大多數地鐵線路采用的制式。
GoA4等級的成都地鐵9號線
3級和4級統稱爲全自動運行系統(Fully Automatic Operation,FAO),俗稱全自動駕駛系統。3級爲有人值守下的列車自動運行,司機只需在列車發生故障時介入處理,其他列車運營場景完全實現了自動化。4級則實現了無人值守下的列車自動運行,其在系統發生故障時也設定了相應的自動化或遠程處理流程,不再設司機崗位,駕駛室一般也打造爲開放式。
不同自動化等級之間的具體功能差別可見下表。
通過上面表格的比對,我們可以看出全自動駕駛系統的“自動”之處。首先,非全自動系統需要司機操作牽引手柄或按壓啓動按鈕來啓動列車,全自動系統則是按運營計劃或遠程指令來自動發車;其次,在車輛段和停車場內,列車仍可以自動運行,並具備自動防護功能;最後,列車上線前的喚醒、上電、自檢、出庫,以及下線後的回庫、洗車、休眠,這一系列曾經需要司機完成的流程全部實現了自動化。
全自動系統帶來的變化
在車頭觀望列車運行前方的乘客
對于乘客而言,全自動系統所能直接感受到的最大變化就是可以進入駕駛室,像司機一樣觀察運行前方了。開放了駕駛室的車頭經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,由于全自動系統省去了司機發車前的確認環節,因此乘客還能感受到列車從關門到發車的時間變得更短了。
成都地鐵9號線列車還設有HUD爲乘客展示列車運行狀態
此外,也需要注意千萬不要搶上搶下,列車關門時間不會因爲乘客未來得及上車而推遲。如果被困在車門和屏蔽門之間,也不必驚慌,站台裝有紅外探測裝置並與信號系統接口,如果異物擋住了光線,系統會扣停列車,並向車站值班人員發出報警。
監督車輛運行狀態的新加坡地鐵職工
對于地鐵運營方來說,最直接的變化也是司機。在全自動系統中,車上運營人員的角色不再是駕駛列車的司機,他們化身爲車輛巡檢員,在監督列車運行狀態的同時,爲車上乘客進行服務。在控制中心,新增車輛調度,遠程監視車輛信息,調整車輛參數;新增乘客調度,遠程處理車上乘客事務,比如列車廣播、應急對講等。此外,爲了提高系統的可靠性和安全性,系統的關鍵設備采用更高級別的冗余,一般也會設置備用的控制中心;對故障場景和應急場景,運營方需要制定完善的處置流程,對各種可能發生的情況設定解決方案。
最後需要說的是,列車運行自動化的根本目的並不是爲了減少司機的人力成本,而是用高可靠性的設備代替人腦,解放傳統司機單調的操作,從而降低因司機犯錯導致事故的可能,提高列車運行的安全性;在此基礎上,自動化水平的提高減少了因人工參與對運營效率的影響,讓地鐵運營更高效、更靈活,更好地保障我們安全出行,便捷出行。
我國既往全自動線路一瞥
上海地鐵10號線全自動運行初期並未直接開放駕駛室空間
上海地鐵10號線是國內最早實現全自動無人駕駛功能的地鐵線路。10號線連接了虹橋機場、虹橋火車站等交通樞紐,豫園、南京路等商圈以及上海交大、同濟等高校,是上海地鐵的核心線路。2014年,10號線具備GoA4級無人駕駛條件,近期正在進行部分列車駕駛室門的拆除工作。
大興機場線半開放的駕駛室空間
北京大興機場線連接了北京市區和北京新建的大興機場,最高運行時速達160km/h。大興機場線采用了我國自主研制的全自動運行系統,目前按GoA3等級運營,具備升級GoA4的條件。列車僅設簡易駕駛室門,由大興機場返回市區時,乘客可近距離觀察到司機監視列車運行的情景。
上海地鐵浦江線
以廣州APM線、上海浦江線爲代表的APM系統通常也采用全自動運行模式。與地鐵系統的輪軌模式不同,APM采用膠輪導軌運行,具有車身輕小、啓停快速、運營靈活的特點,多應用于城市小區域內和機場航站樓間的旅客運輸。APM的系統規模較小,系統結構和列車控制方式相對簡單,非常適合全自動運行系統的部署。
2020,GoA4“一步到位”之年
2020年是我國GoA4級線路的爆發之年。成都9號線、上海18號線、太原2號線在這一年先後開通運營,一次性實現GoA4運行等級,爲大家帶來了全新的乘車體驗。相信有很多還沒乘坐過這些線路的小夥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號線是中西部首條GoA4級全自動運行線路,于2020年12月18日開通初期運營,線路一期由金融城東開往黃田壩,全長約22.2km,設13座車站。
上海地鐵18號線于2020年12月26日開通初期運營,一期南段起自航頭,終至禦橋,全長14.5km,設8座車站。
太原地鐵2號線于2020年12月26日開通初期運營,線路北起尖草坪站,南至西橋站,全長23.65km,設23座車站。雖然該線路具備GoA4級全自動運行能力,但在開通初期暫以GoA2級運營。
總結
隨著技術的不斷發展,越來越多的乘客開始認可並接受無人駕駛技術,通通相信在不遠的未來,國內具備全自動運行能力的地鐵線路將會百花齊放,中國的軌道交通發展也將再上一層樓。
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