城市軌道交通全自動運(yùn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1、城市軌道交通全自動運(yùn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)創(chuàng)新，變革未來1交流大綱R E P O R TC O N T E N T S一、全自動運(yùn)行系統(tǒng)的定義二、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹三、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案 四、全自動運(yùn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展展望2一 、 全 自 動 運(yùn) 行 系 統(tǒng) 的 定 義331、全自動運(yùn)行系統(tǒng)的定義全自動運(yùn)行系統(tǒng)(Fully Automatic Operation, 簡稱FAO )：基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信、控 制和系統(tǒng)集成等技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自動化的新一代城市軌道交通系統(tǒng)。國際公共交通協(xié)會(UITP)將列車運(yùn)行的自動化等級（GoA）劃分5級：41、全自動運(yùn)行系統(tǒng)的定

2、義DTO (Driverless Train Operation): 有人值守的全自動運(yùn)行方式乘務(wù)員可為旅客提供服務(wù)，典型的操作是管理門的關(guān)閉列車在車站之間自動行駛，常常自動折返乘務(wù)員或控制中心與乘客交流UTO (Unattended Train Operation):無人值守的全自動運(yùn)行方式列車上無需配備人員列車自動運(yùn)行，并管理車門的開關(guān)中心與乘客交流GOA4/UTOGOA3/DTOGOA2/STOIEC 62290標(biāo)準(zhǔn)（鐵路應(yīng)用設(shè)施.城市指導(dǎo) 運(yùn)輸管理和命令/控制系統(tǒng)）規(guī)定了城市軌 道交通線路和網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、控制和管理系 統(tǒng)的功能、系統(tǒng)和接口需求，從全人工駕 駛（GOA1）到全自動駕駛（GO

3、A4）。51、全自動運(yùn)行系統(tǒng)的定義GOA3（ DTO ）與GOA4（ UTO ）的配置差異：運(yùn)輸管理基本功能GOA 3（DTO） GOA 4（UTO）安全進(jìn)路SS列車間隔控制SS速度監(jiān)控SS加速和減速SS障礙物監(jiān)測SS避免與軌道上的人員碰撞SS乘客門控制XS乘客跌落車廂間或跌落軌道上XS列車安全啟動條件XS列車進(jìn)入、退出運(yùn)營XS監(jiān)測列車狀態(tài)XS列車安 全運(yùn)行列車駕駛 軌道監(jiān)測乘客換乘其它危險檢測與處理列車診斷,煙火,脫軌,緊急情況處理(電話, 疏散監(jiān)督)XS/OCC StaffX -人工保證實(shí)現(xiàn)S-系統(tǒng)保證實(shí)現(xiàn)6二、 全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹72、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹全自動運(yùn)行系統(tǒng)通過

4、高度集成化、信息化以及智能化列控系統(tǒng)來替代司機(jī)需要完成的 各項(xiàng)工作，其核心設(shè)備系統(tǒng)主要包括全自動運(yùn)行的行車綜合自動化系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、車 輛段系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及車地?zé)o線綜合承載系統(tǒng)。與傳統(tǒng)地鐵運(yùn)行系統(tǒng)相比，控制中心增 加乘客調(diào)和車輛調(diào)，全自動運(yùn)行區(qū)域增加區(qū)間視頻監(jiān)控和工作人員防護(hù)開關(guān)，列車增加 車頭攝像頭、乘客緊急呼叫和障礙物檢測等。82、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹司機(jī)駕駛操作任務(wù)模式正線正常運(yùn)行發(fā)車停車運(yùn)行列車到下一站確 認(rèn) 發(fā) 車 提 示 信 息發(fā) 車 準(zhǔn) 備啟 動 列 車評估瞭列望車運(yùn)運(yùn)行行線狀路 態(tài)呼 喚 應(yīng) 答調(diào) 整 運(yùn) 行 速 度準(zhǔn) 備 進(jìn) 站停 車 至 指 定 位 置確認(rèn)：列車無故障

5、 狀態(tài)、發(fā)車燈亮， 發(fā)車音響響、出站 信號燈綠、車庫門 打開操作：列車試閘、 鳴笛、啟動列車確認(rèn)：觀察信號顯示屏、列車狀態(tài)的工作狀態(tài)、 時刻瞭望線路操作：列車啟動、牽引、制動、開關(guān)車門、發(fā)車。確認(rèn)：進(jìn)站信號 操作：控制速度、 對標(biāo)停車使命過程功能任務(wù)在全自動運(yùn)行 系統(tǒng)中，司機(jī)的職 責(zé)被系統(tǒng)自身和控 制中心承擔(dān)，因此 通過對司機(jī)作業(yè)任 務(wù)的分析，將司機(jī) 作業(yè)任務(wù)充分分解 到各個核心設(shè)備系 統(tǒng)和控制中心中。92、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹統(tǒng)籌車輛、 信號、車輛基地、 通信、供電、綜 合監(jiān)控等多專業(yè) 系統(tǒng)，形成全自 動運(yùn)行場景文件， 整個全自動運(yùn)行 系統(tǒng)嚴(yán)格按照場 景文件進(jìn)行設(shè)計(jì) 開發(fā)，確保系統(tǒng) 功

6、能全面性和正 確性。102、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹10*扣 車跳 停站 臺 發(fā) 車軋 道 車 運(yùn) 行進(jìn) 站 停 車折 返 換 端清 客早 間 上 電列 車 喚 醒出 庫進(jìn)入 正線 服務(wù)停止 正線 服務(wù)列 車 休 眠自 動 調(diào) 車洗 車日 檢 與 維 修清 掃回 庫全 自 動 運(yùn) 行 場 景場景總計(jì)：41個 正常場景：18個 異常場景：23個112、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹列車全自動控制車輛系統(tǒng)全自動運(yùn)行成功應(yīng)用的關(guān)鍵是車輛自身可靠和如何可靠控制車輛，需車輛各系統(tǒng)及車輛與調(diào)度、信號等系統(tǒng)之間完美協(xié)作。自動喚醒、自檢和休眠自動開關(guān)車門， 車門、站臺門 對位隔離關(guān)鍵設(shè)備冗余障礙物檢測、 脫軌檢

7、測車輛信息、走 行部信息監(jiān)測駕駛模式車載視頻、 廣播監(jiān)控12全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹全自動車鉤，自動連掛， 自動解鉤車載攝像頭，全覆蓋障礙物/脫軌檢測系統(tǒng)132、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹車輛段為實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，車輛基地的配置和功能定位都將轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣舆\(yùn)行系統(tǒng)下車輛基地的運(yùn)營組織方式。將車輛基地物理分割為全自動運(yùn)行區(qū)和非自動運(yùn)行區(qū)，全自動運(yùn) 行區(qū)和非全自動運(yùn)行區(qū)設(shè)置隔離措施，且分區(qū)控制，通過對大庫門、閉路電視、廣播、 人員出入通道、接觸網(wǎng)等聯(lián)鎖控制，實(shí)現(xiàn)車輛基地人員的安全防誤。全自動運(yùn)行區(qū)包括 停車列檢庫、洗車庫、出入段線、試車線，可實(shí)現(xiàn)自動送電、列車自動喚醒、自動洗車 等功能，聯(lián)合檢修庫、

8、輪鏇庫、工程車庫等設(shè)于非全自動運(yùn)行區(qū)，實(shí)現(xiàn)其他配套功能。142、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹152、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹信號系統(tǒng)在全自動運(yùn)行系統(tǒng)中，信號系統(tǒng)在沒有司機(jī)參與的情況下，根據(jù)運(yùn)行圖在控制中心的統(tǒng)一控制下實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)營。（1）列車的喚醒、準(zhǔn)備、自檢、休眠、自動運(yùn)行、停車和遠(yuǎn)程開關(guān)車門、自動洗車、 列車與與車庫門的自動聯(lián)動、站間自動運(yùn)行、站內(nèi)自動跳躍對標(biāo)、自動折返，實(shí)現(xiàn)列車 在車輛段及正線運(yùn)營的全自動化控制。162、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹（2）增強(qiáng)車載關(guān)鍵設(shè)備、ATO關(guān)鍵設(shè)備和車輛接口的冗余配置，提高系統(tǒng)的可靠性、 可用性、可維護(hù)性及安全性。172、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹在全

9、自動運(yùn)行區(qū)域設(shè)置工作人員防護(hù)開關(guān)，保證工作人員的安全。在故障情況下實(shí)現(xiàn)告警、自動恢復(fù)、與站臺門對位隔離，提高乘客安全。182、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)是輔助全自動運(yùn)行系統(tǒng)的，通信系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)公安政務(wù)、商用、專用的基礎(chǔ)下，還需要進(jìn)行各專業(yè)的協(xié)調(diào)配合。車地?zé)o線綜合承載技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛多專業(yè)多業(yè)務(wù)一網(wǎng)承載。區(qū)間的沿線監(jiān)控、車輛的乘客服務(wù)、輔助清客操作、列車乘客緊急呼叫、緊急 情況的協(xié)調(diào)，提高對乘客的服務(wù)質(zhì)量。192、全自動運(yùn)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹綜合監(jiān)控系統(tǒng)基于全自動運(yùn)行、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，集成ATS、PSCADA和BAS，互聯(lián)PSD、PIS、CCTV、PA、FAS、TETR

10、A、ALAM等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信號系統(tǒng)與綜合監(jiān)控 系統(tǒng)的融合，通過建立統(tǒng)一的硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)平臺，從更高和更寬的層面將軌道交通 各個專業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行信息綜合、專業(yè)融合和功能整合，高效實(shí)現(xiàn)對信號、車輛、供電、機(jī) 電、乘客服務(wù)等設(shè)備的全面監(jiān)控及系統(tǒng)間快速聯(lián)動，為軌道交通以行車指揮為核心的綜 合運(yùn)營指揮、應(yīng)急處置及決策支持提供技術(shù)支撐。20三、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案213、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案行車綜合自動化系統(tǒng)概念行車綜合自動化系統(tǒng)TIAS（ Traffic Control Integrated Automation System ）通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件及人機(jī)界面平臺，將各

11、專業(yè)間的數(shù)據(jù)高度融合，減少了命令 至執(zhí)行的中間環(huán)節(jié)，高效實(shí)現(xiàn)對軌道交通信號、供電、機(jī)電、車輛、站臺門、乘客服務(wù) 等設(shè)備的全面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間快速聯(lián)動和非正常情況下的應(yīng)急處置，為用戶后期擴(kuò)展 聯(lián)動功能和決策支持提供技術(shù)支撐。其特點(diǎn)：統(tǒng)一的軟硬件平臺；統(tǒng)一的內(nèi)部通信機(jī)制；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺；統(tǒng)一的外部接口；統(tǒng)一的人機(jī)界面。廣播系統(tǒng)CCTV系統(tǒng)站臺門監(jiān)控系統(tǒng)乘客信息系統(tǒng)SIG系統(tǒng) 門禁系統(tǒng) 時鐘系統(tǒng)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng) 自動售檢票系統(tǒng) 通信集中告警系統(tǒng)列車自動監(jiān)控系統(tǒng) 電力監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)無線系統(tǒng) 車輛TCMSTCC223、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案行車綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成233、以行車指

12、揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案接口示意圖243、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案車站工藝253、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案控制中心工藝263、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案豐富的聯(lián)動、導(dǎo)航機(jī)制以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢TIAS系統(tǒng)以統(tǒng)一的平臺綜合處理ATS和ISCS信息！以電調(diào)環(huán)調(diào)為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)綜合的設(shè)備監(jiān)控顯示界面統(tǒng)一的報(bào)警顯示、處理機(jī)制扁平化結(jié)構(gòu)，減少信息處理中間環(huán)節(jié)273、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢傳統(tǒng)分立的ATS與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的局限1傳統(tǒng)的ATS和ISCS是 兩個完全獨(dú)立的系統(tǒng)， 各自獨(dú)

13、立完成對信號 和機(jī)電、電力系統(tǒng)的 監(jiān)控，不同的用戶只 能查看本專業(yè)的信息， 信息共享存在嚴(yán)重不 足。2行調(diào)和電調(diào)/環(huán) 調(diào)間以電話溝通 為主，系統(tǒng)間缺 乏有效地聯(lián)動、 導(dǎo)航機(jī)制，影響 突發(fā)狀況下的響 應(yīng)速度。3分立的系統(tǒng)無法向綜 合調(diào)度發(fā)展。實(shí)現(xiàn)以行車為核心的聯(lián)動控制，提高響應(yīng)速度283、以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案聯(lián)動執(zhí)行電力 數(shù)據(jù)單元信號 數(shù)據(jù)單元電力設(shè)備歷史數(shù)據(jù)庫實(shí)時數(shù)據(jù)庫現(xiàn)場設(shè)備機(jī)電 數(shù)據(jù)單元聯(lián)動執(zhí)行火FA災(zāi)S設(shè)信備息人工確 認(rèn)為火 災(zāi)信通號用命H令MI立信即號扣發(fā)設(shè)車車備執(zhí)行火 災(zāi)聯(lián)動以行車指揮為核心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)以行車為核心的聯(lián)動控制（站臺火災(zāi)）293、以行車指揮為核

14、心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案有力支撐全自動運(yùn)行完善集成、互聯(lián)范圍車輛段、停車 場納入正線統(tǒng)一控制后，綜合監(jiān)控系統(tǒng) 的集成和互聯(lián)系統(tǒng)的管理和監(jiān)控范圍進(jìn) 行擴(kuò)充，從而滿足全線監(jiān)控功能；優(yōu)化控制中心調(diào)度設(shè)置根據(jù)全自動 駕駛的功能需求，優(yōu)化控制中心行調(diào)、 電調(diào)、乘客調(diào)度、車輛調(diào)度工作站等的 設(shè)置，保證中心調(diào)度員的操作的有效便 捷；增加對車輛信息顯示及收集對全自 動駕駛提供全面信息服務(wù)；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程乘客服務(wù)建立直接面向乘 客的統(tǒng)一平臺，實(shí)現(xiàn)對列車緊急手柄、 應(yīng)急呼叫、遠(yuǎn)程廣播、車內(nèi)狀況監(jiān)視等 響應(yīng)及處置。減少人為誤操作，提升系統(tǒng)安全性不僅考慮運(yùn)行中列車的安全（防止追尾、正面相撞、 側(cè)沖、脫軌、與障礙物相撞），而且考

15、慮乘客及運(yùn)營人員的安全（上下車乘客、車廂內(nèi)乘客、站臺上 乘客、維護(hù)人員）；實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程（除正線外，還包括車輛段、 停車場）、各種運(yùn)行工況（正常和異常）的自動安 全防護(hù)，有效的防止人為誤操作引起的事故；增強(qiáng)列車上的視頻監(jiān)控和緊急對講功能，提高了應(yīng) 急處置及反恐能力。30四 、 全 自 動 運(yùn) 行 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 展 展 望314、全自動運(yùn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展展望智慧將是下一代軌道交通自動化系統(tǒng)的主題，也是下一代全自動運(yùn)行 系統(tǒng)核心技術(shù)關(guān)鍵。智慧的全自動運(yùn)行將在現(xiàn)有車輛、信號、通信、行車綜 合自動化等先進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上，采用更先進(jìn)的信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、電 子控制技術(shù)、自動控制理論

16、、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等，將實(shí)現(xiàn)人、車的更完美 協(xié)同，實(shí)現(xiàn)更安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的綜合運(yùn)輸和智慧的運(yùn)維，以下是對 全自動運(yùn)行系統(tǒng)未來功能需求的展望：基于云計(jì)算平臺構(gòu)建行車綜合自動化系統(tǒng)的智能化隨著以智能制造、智能生產(chǎn)、智能工廠和智能產(chǎn)品為特征的工業(yè)4.0的 到來，結(jié)合我國中國制造2025的發(fā)展方針，城市軌道交通行車綜合自 動化必將朝著信息化和工業(yè)化深度融合后的智能化方向發(fā)展。324、全自動運(yùn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展展望未來，行車綜合自動化的發(fā)展方向?qū)腔谠朴?jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù) 據(jù)平臺構(gòu)建集成度更高的軌道交通智能化的行車綜合自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的 定位將不僅服務(wù)于全自動運(yùn)行列車的調(diào)度指揮、供電系統(tǒng)的停送電、車站及 區(qū)間機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)等，以實(shí)