轨道交通全自动运行系统对CBTC功能需求的研究.pdf

轨道交通全自动运行系统对CBTC功能需求的

研究

【摘要】本文通过对全自动运行系统新增功能需求的分

析，提出在原CBTC系统基础上采取的应对措施。同时，提出

全自动运行系统并非是信号系统一个专业能够完成需要多专业

配合，并需借助完善的运营规则以降低运营安全风险。为我国

轨道交通全自动运行技术的推广应用提供借鉴。

【关键词】全自动运行；CBTC；功能；需求

基于通信的列车运行控制系统即CBTC系统。作为各城市

地铁选用的主流技术，在确保高安全性、高可靠性和高可用性

的前提下，为城市轨道交通线网运输能力提高提供了可能。目

前，国外轨道交通的新线建设和旧线改造工程中正推广全自动

运行运载系统，多为支持无人介入驾驶的系统技术。国内已有

全自动运行线路实现运营。全自动运行系统可以避免有人介入

驾驶情况下，司机突发状况影响列车安全运行，并在特殊需要

下可以昼夜循环运营。全自动运行的信号系统比常规CBTC系

统的自动化程度、可靠性要求更高，它可以按最佳模式对列车

进行更精确的控制，提高系统运行效率和运营服务质量，降低

运营维护成本，代表了轨道交通未来发展方向。

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一、全自动运行模式下CBTC新增功能需求分析

（一）高度集中的列车远程监控功能

因是无人值守，原由司机承担的部分功能由控制中心替

代。UTO系统中控制中心具备对列车的远程控制功能，包括远

程紧急制动/缓解、车门控制、车载换端、列车空调/电热参数

设置、火灾确认、车辆故障复位和远程旁路、列车照明控制、

清客确认等。ATC系统将替代司机承担的职能，与综合监控、

车辆等系统配合，将车辆各系统自检及运行状态、故障情况实

时传送至控制中心，中心集中控制、联动各子系统协调指挥，

对列车运行实施精确有效控制。

（二）车辆段/停车场无人驾驶

当前信号控制系统在正线和车辆段/停车场（以下简称段/

场）两个区域采用不同的信号控制制式，正线的CBTC系统能

实现一定的自动化运行。段/场相对独立，依靠人工控制计算

机联锁系统进行调度管理。列车在出入段/场时需要在转换轨

上停车或减速切换信号控制制式，会降低运行效率。根据段/

场内的作业模式和特点，段/场可划分为全自动控制区域和非

全自动控制区域。非全自动控制区域适用于车辆检查、检修作

业必须依靠专业检修人员和专用工装设备，而且作业过程中需

要列车移位转线。

（三）故障/复位控制功能

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传统CBTC系统车载设备故障可实现自动紧急制动，但复

位需要司机操作。全自动运行的列车，当车载设备发生故障

后，列控系统可对列车自动制动停车，并将故障信息传至控制

中心，由控制中心认定车辆移动权限，复位车载信号设备，控

制列车以低速运行方式至指定停车点停车待避，实施故障修

复。

二、针对需求采取的应对措施分析

（一）行车综合自动化系统

全自动运行系统的中心调度控制系统应具备强大的远程监

控和故障处理能力，保证系统在正常或故障运营场景下能联动

控制，以深度集成信号ATS，电力PSCADA和设备BAS等系统

的行车综合自动化系统（TIAS）为基础，配合以双向、实时、

可靠、大容量的车地通信，将与行车相关信息采集到控制中

心，以强化中央调度的远程监控能力。同时结合信号全程维护

监测子系统（MSS）故障检测报警功能，快速启动故障应急预

案，缩短系统的响应时间，以便对故障列车及时处理。

（二）扩展的系统接口

与原CBTC系统相比，采集与驱动的数据的变化带来接口

的变化。有些内部接口变为外部接口，如ATP/ATO子系统传输

给ATS系统的信息变为传输给TIAS系统，原ATS传输给

ATP/ATO子系统的信息改为TIAS系统传输。ATP/ATO子系统与

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车辆的接口增加了障碍物探测与脱轨检测、粘着状况、空车探

测等数据采集，并实时上传给TIAS系统。同时ATP/ATO子系

统实时接收TIAS系统的远程控制命令，如故障/复位、车门隔

离、驾驶室改端和开关车门等信息，并控制列车执行。例如，

需退出正线服务回段的