城市轨道交通全自动运行线路多专业速度控制与匹配设计研究

城市轨道交通多专业间的协调性是决定能否充分实现预期能力、发挥投资效益的关键环节,列车运行速度是其中一个重要方面,是城市轨道交通技术装备、技术标准、运营管理水平的重要标志。针对不同专业速度控制存在的重叠防护问题,通过剖析通信、信号、车辆、线路、环境等对全自动运行(FAO)线路列车运行速度的限制,提出列车自动运行(ATO)模式、列车自动防护(ATP)模式、蠕动模式和洗车模式4种典型运行模式下的速度匹配控制方案,讨论了根据线路等级速度拟定正线区间结构设计速度、车辆构造速度、车辆超速防护触发速度、车辆最大动态包络线计算速度、最高ATP顶篷速度、最高ATO目标速度的方法,并给出多专业匹配设计关键速度建议值。同时借助仿真手段,结合不同站间距设置与最短时间速度曲线计算,进一步针对速度等级为80,100 km/h以及120 km/h的线路分别讨论了站间距的匹配设计,建议三者站间距分别不少于1.0,1.4 km以及2.5 km。开展多专业速度控制与匹配设计的优化,有助于最大化发挥系统和设备性能,保证线路整体运营水平。

城轨GOA4级全自动运行系统运营风险闭环控制方法研究

GOA4级全自动运行(FAO)技术在我国城市轨道交通的快速发展中得到了广泛应用,由于取消了司机的现场把控,如何通过有效的技术和管理手段保障全自动运行系统在异常情况下的运营安全是一个非常重要的问题。结合全自动运行系统的特点,并借鉴欧洲铁路标准中系统安全的实践理论,提出基于运营场景进行风险识别、风险评估、安全需求分析,以及从技术和管理角度进行风险闭环控制的方法,对提升城市轨道交通全自动运行安全预警和动态管控能力,实现降本增效具有一定的指导意义。

基于STAMP与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全测试方法研究

针对现有城轨全自动运行系统车载设备测试安全性需求考虑不足与测试用例规模较大的问题,提出一种基于STAMP理论与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全性测试方法。首先,基于STAMP理论对车载设备建立分层控制结构模型,从可测性的角度提取出安全约束,分析安全约束涵盖的车载设备安全性测试特征;然后,以最优覆盖数组与种子测试用例为基础,结合约束条件,利用遗传算法对最优覆盖数组进行重构,扩展生成满足约束条件的精简测试用例集;最后,以全自动运行系统站台发车场景车载设备测试为例,对算法有效性进行验证。结果表明,在组合覆盖强度相同的情况下,本文方法比现有主流方法生成的测试用例数平均降低16.45%,对降低车载设备测试成本、提升测试效率具有一定现实意义。

城市轨道交通全自动运行场景下的智能管控平台研究

[目的]现有运营机制主要为运营管理制度驱动人员进行操作管理,运营人员通过电话或对讲设备沟通信息,并使用各自独立的专业系统下达运营管控指令,在系统与系统之间只有少数固定的联动,这种模式下运营管理人员负荷较高,阻碍了运营管控效率的进一步提升。研究全自动运行中严重影响运营、乘客、设备设施等安全的场景,探索全自动运行运营安全管控机制和智能管控平台,提升全自动运行线路运营安全管控水平。[方法]采用智能化、数字化、信息化、高可信等技术手段将静态的运营规则和工作制度提升为动态的联动联控和应急处置管控措施的方法;构建服务于车站、车辆以及中心调度等多岗位信息共享、协同处置机制和智能管控平台,提高故障应急处置以及排故效率。[结果及结论]上海全自动运行线路的实践证明,搭建运营安全智能管控平台,加强运营安全监督、构建关键岗位协同处置机制、实现制度驱动系统安全高效地进行专业设施设备联动联控、智能辅助决策等功能,能更好地保障和提升全自动运行线路的应急处置效率和运营安全管控水平。

城市轨道交通全自动运行车辆基地运用库内自动化区主动防护技术

[目的]城市轨道交通在运用库库前或库中设置下穿通道或上跨天桥实现人员进入自动化分区作业的做法,工程投资较大,人员走行距离长,作业极为不便,影响人员疏散,造成安全隐患,因此需进一步研究运用库内自动化区不采用下穿通道或上跨天桥通行的防护技术。[方法]基于FAO(全自动运行)车辆基地运用库内自动化区常规防护策略存在的消防安全隐患、通行不便、管理程序复杂、工程投资较大及施工难度大等问题,提出了主动防护技术。根据主动防护技术的思路,对运用库内自动化区进行了布置,并对主动防护作业流程以及主动防护技术的系统架构作了详细介绍。[结果及结论]FAO车辆基地运用库内自动化区的主动防护技术为:将中间通道的电动伸缩门由常闭状态调整为常开状态,取消下穿通道或上跨天桥,人员、维修车辆通过中间通道进入各自动化分区。采用主动防护技术后,运用库内中间通道在无车辆出入库作业时,人员可以正常通行,减少了人员和维保车辆走行距离,消除了消防安全隐患,提高了运营管理效率,减少了工程投资和施工难度。

城市轨道交通全自动运行异常灾害应急方案设计

随着城市轨道交通全自动运行线路的建设,列车运行的自动化管理水平得到较大提高,也极大地减少了地铁运维人员的工作量。列车自动化水平的提高,对系统应急处理的要求也越来越高。在传统项目中突发异常灾害时,司乘人员可第一时间进行灾害应急处理,但对于全自动运行的线路而言,异常灾害的应急处理全部由系统及中央操作人员进行处置。因此,全自动运行线路对系统灾害应急处理及联动、安全防护及智能化水平提出了更高的要求。主要对轨道交通几种常见的异常灾害类型结合实际运行场景进行了分析,通过全自动运行信号系统及接口功能设计实现应急联动及运营安全防护。

基于广义优先关系网络的全自动运行系统故障应急处置方案研究

全自动运行系统是未来城市轨道交通的主流发展方向。出于安全和应急响应及时性等因素考虑,目前我国多数全自动运行线路仍在列车运行时安排人员值守,与行车相关的应急预案和现场处置方案仍沿袭传统处置经验,未能结合系统新功能特点建立与之匹配的“无人化”或“少人化”的应急预案体系。文章采用广义优先关系网络,对城市轨道交通运营的一般应急处置流程进行模块化建模和量化处理,为全自动运行系统应急处置方案的构建提供一种建模方法,同时以时效性、决策质量为评价目标,实现对应急处置方案的评价和优化,并以列车运行实际突发故障事件为案例,通过建模、分析、评价和方案优化,验证文章所提出的全自动运行模式下应急处置模式构建方法的合理性。

基于全自动运行的智能站台门控制系统的设计

为提高城市轨道交通自动化运行水平,应用多节点智能化通信技术、Zigbee无线通信技术,设计了一种功能完善、实用性强的智能站台门控制系统。首先,介绍了系统设计关键技术;其次,根据系统需求分析情况,完成了系统架构设计和系统数据库设计;最后,分别设计了用户登录、数据发送、数据接收、通信链路、多车型智能控制等模块,保证了系统功能的实现效果。

城市轨道交通全自动运行线路专用通信系统的设计思考

随着城市轨道交通的快速发展,全自动运行已成为未来的重要趋势。在此背景下,专用通信系统的设计显得尤为重要。文章从实际出发,针对城市轨道交通全自动运行的需求,探讨专用通信系统的设计方案,为城市轨道交通全自动运行下的通信系统建设提供理论指导和实施方案,为城市交通的智能化、高效化发展提供有力支持。

全自动运行系统“上海经验”获评估专家组高度肯定

从2004年筹划国内首条大运量全自动运行线路10号线开始,上海目前已经形成了8条线、296 km、规模位居世界前列的全自动运行网络。在上海轨道交通全自动运行系统筹划建设20年之际,上海申通地铁集团有限公司委托中国国际工程咨询有限公司开展了“上海轨道交通全自动运行总结评估”工作。

城市轨道交通全自动运行系统疏散解决方案

[目的]为确保FAO(全自动运行)系统在紧急情况下能够有效保障乘客安全疏散,并在疏散完成后迅速恢复运营,特提出研究基于中心远程监督指挥的全自动运行系统疏散解决方案。[方法]以影响乘客疏散安全的线路条件(如疏散平台、道床等)和车辆条件(提供侧门和端门两种疏散方式)为基础,针对乘客疏散过程中可能遇到的安全风险(如乘客坠落、列车碰撞、动作道岔夹伤、三轨触电等),从站台疏散和区间疏散两个不同应用场景出发,详细设计了疏散激活、疏散恢复,以及联挂列车疏散时的FAO多系统联动机制和防护方法。[结果及结论]提出了FAO系统实现疏散功能所须满足的具体线路条件和车辆条件。在疏散过程中,中心调度人员可通过CCTV(闭路电视)、PA(广播系统)、紧急对讲等装置远程监督并指挥乘客疏散。同时,通过ATS(列车自动监控)系统,中心调度人员能够实现对CC(车载控制器)、ZC(区域控制器)、CI(计算机联锁)等多系统的联动控制,以确保乘客在站台或区间内通过不同编组列车的侧门或端门进行疏散时的安全防护和疏散恢复。这一解决方案显著提升了疏散的安全水平和效率。

城市轨道交通全自动运行线路车辆基地的安全防护关键技术及应用

[目的]现阶段城市轨道交通全自动运行线路车辆基地的安全防护能力与全自动驾驶技术匹配度不高,未能最大限度发挥全自动运行技术在智能运维中的优势,需结合运营场景来分析安全防护的关键技术。[方法]通过总结城市轨道交通全自动运行系统的运营场景分类,并基于车辆基地的安全防护需求,梳理出相应的安全防护关键技术。[结果及结论]车辆基地的安全防护需求为断送电防护、区域防护、入侵报警防护和综合调度显示。相应的安全防护关键技术为自动断送电技术、库区整体防护技术、作业区域防护技术、区域防入侵技术、列车接近报警技术和综合调度显示技术。结合成都、深圳和无锡等城市的全自动运行线路车辆基地应用实例,探讨安全防护方面存在的不足,并提出加快智能安全防护技术的深入研发和应用推广建议。

CBTC系统中全自动运行列车的双向移动授权管理方法

[目的]CBTC(基于通信的列车控制)系统的全自动运行线路,在技术层面上仍然缺少统一的设计标准和运营作业规范。为在不影响运营效率的条件下,实现列车过停站台退行时对后方轨道区域的防护,需要研究CBTC系统中全自动运行列车双向移动授权的通用管理方法。[方法]基于双向安全防护的典型场景,分析了列车需执行双向作业时轨旁区域控制器和联锁需要防护的关键因素和线路范围。研究了移动授权中的多方协作机制,提出了CBTC列车双向运行移动授权的通用管理方法。[结果及结论]所提管理方法不改变传统CBTC系统的整体架构,仍以区域控制器和联锁子系统共同作为区域控制中心,通过区域控制器、联锁子系统及车载控制器的协作,实现了列车双向运行移动授权管理。

城市轨道交通全自动运行系统应急处置效率提升途径

[目的]城市轨道交通全自动运行系统的高自动化程度和复杂性带来了故障和突发事件处置的挑战,应急处置效率低会导致地铁列车晚点、危害乘客人身安全,严重影响乘客按时出行的需求。对此,有必要研究应急处置效率的提升途径。[方法]以上海轨道交通15号线为例,从全自动运行线路的应急场景出发,阐述了应急处置效率的影响因素,深入剖析了应急处置面临的主要问题,探讨综合运用理论沙盘推演、培训模拟机实操、“技术比武”和跨部门故障联合演练等多元化培训途径,着重讲述联合实战演练的方式。[结果及结论]应急处置面临的主要问题包括维护人员对设备和故障现象的熟悉程度不足、缺乏实际操作经验、跨部门沟通不畅,以及信息反馈和处置流程的生疏。通过多元化培训途径,上海轨道交通15号线平均故障处置时间已由27.2 min降低至19.9 min。其中定期的模拟演练和实战培训是检验全自动运行系统维护人员应急处置效率提升的有效途径,对保障城市轨道交通运营安全、提升乘客服务体验具有重要意义。

基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统

[目的]为了解决基于传统车地通信技术的全自动运行线路所面临的高峰期运能不足、系统设备繁多、故障影响范围广等问题。[方法]提出了基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统设计方案,介绍了该系统的架构及各子系统的功能,分析了该系统的优势。[结果及结论]基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统采用基于相对速度的安全防护模型,实现了列车追踪运行间隔的进一步缩短;采用车车通信方式结合自主感知技术,实现了系统架构的进一步精简,减少了运营维护工作量;构建了具备智能感知的后备系统,可保障系统故障下的列车运行安全,并提升了故障情况下的运营恢复效率。该系统已在北京地铁11号线示范工程中完成现场单车及多车调试、测试,取得了试运行授权。

全自动运行线路列车自动对位调整功能测试研究

[目的]全自动运行线路列车JOG(自动对位调整)的可靠性与列车停站精度直接相关,需加强JOG功能测试验证。[方法]以上海轨道交通15号线为例,分析了列车JOG功能故障原因,提出了提高JOG可靠性的优化方案,以及新线JOG功能测试验收方法。[结果及结论]对于既有线,可通过优化列车轻级制动参数提高JOG的可靠性。对于新建线路,可通过不同牵引极位和不同列车轻级制动参数下的测试,得到符合线路实际运营情况和列车特性的最佳值,以保障JOG功能;同时,为确保JOG功能的稳定性,需对欠标或冲标0.5~2.0 m以及2.0~5.0 m两种情况分别进行测试验证。

全自动运行线路智能运控系统设计方案

[目的]随着城市轨道交通装备产业技术的快速发展和应用的不断成熟,城市轨道交通运营自动化程度不断提升。全自动运行系统因其具有高安全、高可靠、高效率的优势正被很多城市采用。全自动运行系统在提升运营安全与效率的同时,对行车调度员在融合分析与智能决策、应对复杂运营场景能力、扩展段场管理职责等方面提出了全新要求。为辅助行车调度员更快速、更高效地获取信息并作出决策,需对ATS(列车自动监控)系统进行智能化功能扩展。[方法]基于全自动运行线路安全智慧化运营、智能应急决策、智能应急处置等运营需求,提出了全自动运行线路智能运控系统。介绍了智能运控系统的方案构建,系统架构及系统外部接口,并对行车融合信息拓展、供电臂行车卡控、全自动运行图编辑、客流分析与行车评估、故障及应急指挥以及段场智能协同等功能模块的性能优化设计进行了深入分析。[结果及结论]深圳地铁16号线智能运控系统运用实践表明,对全自动运行线路ATS系统进行智能化功能扩展后,不仅提升了线路运营效率,更增强了全自动运行系统的安全性和可靠性,显著提升了运营管理智能化水平、系统对复杂运营环境的适应能力和对突发事件的快速反应能力。

城市轨道交通全自动运行条件下智慧车站的管理模式

[目的]为进一步探索与城市轨道交通实际运营相符合的生产运作及业务管理模式,保证车站管理机制和管理能力的科学化与最优化,需对全自动运行条件下的智慧车站管理模式进行研究。[方法]综合考虑目前全自动运行及智慧车站的规划和建设情况,对全自动运行条件下智慧车站的管理模式进行探讨。根据全自动运行系统和智慧车站的特点深入分析全自动运行条件下智慧车站的管理模式;对比分析传统车站与全自动运行条件下智慧车站的管理模式,提出全自动运行条件下的智慧车站管理模式建议。[结果及结论]全自动运行条件下,智慧车站的区域化管理更优于传统车站的自然站管理,可以有效加强对现场业务的指导。此外,还需结合全自动运行系统和智慧车站等新技术特点,综合提升工作人员在车站服务管理、安全管理、应急管理、组织管理和人员管理等方面的能力,以有效保障运营服务质量。

安徽首条全自动运行地铁空载试运行

2024年9月1日上午,合肥市轨道8号线一期正式启动空载试运行,这也是安徽省首条全自动运行地铁线路。据介绍,8号线一期全长22.5km,均为地下线,共设12座车站,与既有3号线在一里井站换乘。该工程由合肥北城至该市中心城区,建成之后将形成城市南北向快速走廊,长丰县北城和市区之间将增添一条地下快速“大通道”,极大提升市民出行效率。所谓“空载试运行”,即不载客模拟运营,是8号线一期在开通初期运营前最后一个重要调试阶段,相当于一次“综合性考试”。

基于情景融合的全自动运行系统危害分析技术

为提高城市轨道交通全自动运行(fully automatic operation,FAO)系统的安全性,本文从FAO系统运维的角度,提出一种基于情景融合的FAO系统危害分析技术。该技术通过场景要素识别,融合生成FAO应用场景后,综合选取等比例分配法、先验信息分配法或组合逻辑分配法,采用半定量安全完整性等级(safety integrity level,SIL)分配技术完成核心子系统功能安全指标分配,解决传统功能故障模式影响及危害性分析(failure mode,effect and criticality analysis,FMECA)对多系统功能SIL分配存在局限性的问题,为后续FAO系统线路的危害分析及SIL分配工作提供参考。