城市轨道交通全自动运行功能需求探讨.pdf
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1、第2 2 期(总第5 5 3 期)城市轨道交通全自动运行功能需求探讨庞彦知(广西中国东盟综合交通国际联合重点实验室南宁学院交通运输学院,广西南宁新潮电子课题研究530200)摘要:在现代计算机、人工智能技术、现代通信技术以及系统集成技术的支持下,城市轨道交通列车的全自动运行已经成为当前研究发展的主要方向,其不仅展现了城市轨道交通系统功能与性能的先进水平,而且能够进一步提升城市轨道交通的服务质量与安全性能,降低人为因素对列车运行产生的影响。本文即在此背景下展开研究,并从调度专业、车辆专业、通信信号专业、机电专业、供电专业等方面进行功能需求分析。关键词:城市轨道交通;全自动运行;功能需求城市轨道交
2、通的自动化运行实现必须建立在信号系统核心技术之上,由此通过车辆、通信、监控、机电、供电等子系统的协同服务,实现全过程自动化运行的效果和目的。一、调度专业功能需求(一)智能运行图借助信号系统设计可以对班车的衔接、匹配、交叉路等运作模式进行调整,一方面可以根据快慢车、大小交路、不均衡运输路线等需求,自动调整运行线路及每一段的运行速度和时间;另一方面可以根据峰期与乘客数量进行智能编排,确保列车数量与间隔时间能够满足当前的乘客需求,同时也能够保证列车资源的最小化运行,从而达到节能减排的效果。此外,在智能运行图设计过程中,还需要考虑牵引力与节能模式等因素,以此提升其服务质量与资源分配效果(二)自适应调整
3、第一,客流实时监测及预警功能。应借助AFC、视频检测、站外地图识别、列车载重、红外线分析等技术,对列车乘客数量与流量进行实时监控,并精准分析列车各区段以及各车站的乘客数量,同时对接下来时间段内列车、车站以及区段内的客流量进行预测,进而了解并掌握一定时间内的乘客流量发展趋势,并在乘客流量状态超过载荷能力时触发预警,指引车站工作基金项目:南宁市科学研究与技术开发计划项目“交通基础设施智能运维及健康监测平台”(2 0 2 2 3 2 3 0);2 0 2 1 年广西创新发展驱动专项“中国-东盟综合交通国际联合实验室(一期)建设”(桂科AA21077011);广西科技基地和人才专项“广西交通新技术转移
4、中心平台建设”(2 0 2 2 AC17007)。人员进行分流与疏导工作。第二,客控策略智能研判功能。应建立满载率、客流密度等警戒数值,当客流量数据达到或超过警戒值时,即可触发客流疏导策略与功能,各个车站、控制中心等均会收到系统提供的客控方案与限流额度,车站则可以直接联人智能引导系统,通过智能系统控制设备进行状态变更,同时工作人员也要配合,通过官方APP、微博、微信公众号等途径与平台发布客控信息,提示乘客合理选择出行方式。第三,行车策略智能调整功能。应根据满载率警戒值预设行车策略调整方案,当实时客流或预测客流达到或超过警戒值时,即可自动调整行车策略与运输方案,以此全面提高城市轨道交通系统的整体
5、运力,尽快疏导客流,降低运载压力。(三)应急场景下的多专业联动应急管理平台具备联动应急功能,主要可以应对火灾、轨道障碍物、脱轨、区间乘客疏散与救援、区间漏水、乘客紧急呼叫与紧急制动等自动应急处置方案。当达成一定条件后,即可自动触发应急管理机制。应急警报、视频显示与对讲功能:当应急情况发生,监控处理终端可以快速根据灾情或紧急事务的级别与类型进行自动报警,监控系统可以自动联动目标区域,并由此接通视频对讲等功能。应急广播、PIDS功能:当应急情况发生,针对不同的应急场景可以自动触发智能广播,并对相应的列车、区间或车站的乘客进行安抚与引导。自动处置功能:当应急情况发生后,系统可以根据故障发生的类型或者
6、应急场景的形式,从预案库中自动调取对应的解决方法与处理流程,同时将实施方案直接投放在监控终端屏幕、工作站屏幕等位置,并自动开启相应环控模式,还可以通过一键触发或自动190课题研究触发方式将相关信息发送给相关工作人员,引导人工配合完成应急处置工作。运行秩序快速调整功能:当处于故障或应急状态等异常情况时,系统可以采用一键式控制方式调整列车运行情况,包括连续自动扣车、方形、自动判断并执行越站行为、小交路与单双线调整、退车调整等活动,进而实现线上操作列车职能运行与管理,尽快恢复因故障等导致的运行秩序问题。同时,运行控制中心系统还应具备一键复原功能,调度方式一键恢复后,列车可以继续按照智能运行图运行。(
7、四)灾害天气自动决策系统该系统应与气象局建立网络连接,实时更新相关气象信息,并由此建立完整的防洪防汛防涝等气象灾害预防系统,并通过色差图实时显示各个站台区域的环控设备状态。系统可以对车站或车辆基地区域进行数据与视频实时监控与监测,包括降雨量、积水高度、风向、风速等。同时,该系统也具备视频通话检测与自动报警功能。系统能够自动进行数据分析,当达到或超过预设标准值时就会触发不同等级的预警,并通过网络连接开启快速响应,将快速响应预案发送到监控终端位置,进而调整各个系统进行任务分配。假设检测到风速达到7 级,系统会向高架、地面段的列车发出限速6 0 km/h的限速要求;假设检测到雨雪天气且降水量超标时,
8、则会发出提示更换驾驶模式;假设检测到积水量达到警戒线高度时,还可以自动发出指令升高防洪挡板。二、车辆专业功能需求(一)正常场景第一,按图自动运行功能。列车能够按照智能运行图完成运行、检车、唤醒与休眠、进站与停车、进入与退出正线服务、开门与关门、发车与折返换端等自动化操作。第二,自动调车功能。列车可以依据厂调铺排的列车调整计划,自动完成调车、转线等操作。第三,自动出人车场功能。列车在经过检修之后可以自动恢复其通信功能,列车运营模式与广播、PIDS功能可以联动,一旦模式调整,即可通过广播等方式提醒乘客或站点工作人员。进人自动运行模式后,可以自动开启照明与空调,并根据需求调整光度与空调温度。列车出人
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