道交通運行控制系統(tǒng)國家工程研究中心和城市軌道交通列車通信與運行控制國聯(lián)系電話郵箱：renshi@b 1 3 5 5 6 8 9 14 14 15 17 18 24 24 26 26 26 27 29 29 30 30 30 31 35 35 35 36 36 36 366.3.4面向人-車-能匹配的綜合智能動態(tài)調(diào)度和能源管控技術.37 37 37 38 39 41 42近年來我國城市軌道交通（簡稱“城軌交通”）持續(xù)高速發(fā)展,線網(wǎng)規(guī)模和車全過程安全可靠穩(wěn)定運行，為建設智慧和綠色城軌變革性技術的研究情況，系統(tǒng)性分析了定義和發(fā)展智能全自動運行系統(tǒng)（iF1術語與縮略語車運行相關的子系統(tǒng)構(gòu)成，通過子系統(tǒng)之間的有通系統(tǒng)安全、效率及各類資源（軌道、車輛、能源、人員等置和高效利用為導向，通過各關聯(lián)系統(tǒng)(信號、車輛、綜合監(jiān)蔽門等)的協(xié)同智能控制，實現(xiàn)城市軌道交通全地域少人/無（3）列車運行自動化等級GradeofA根據(jù)運營工作人員和系統(tǒng)所承擔的列車運行基本功能的責任劃分確定的列調(diào)度指揮是典型的信息處理過程，按照信息信息獲取、信息分析、決策與行動選擇、行動實施四不同的自動化水平，根據(jù)四個階段的自動化等級，對（6）機械靈活編組運營方式OperationModewithMechanicallyFlexible采用機械聯(lián)掛技術實現(xiàn)列車編組在線改變的一種靈采用虛擬聯(lián)掛技術實現(xiàn)列車編組在線改變的一種靈AMDAutomaticMonitorDispatchiASDFullyAutomatedOperGradeofAutomationGradeofautomationfortrainflexibleGradeofautomaticDispatch級GradeoftrainoperatingenvironmentintelligentFullyAutomatedOpeIntegratedSupervisorIntelligentSupervisionDispatchinIntelligentSupervisionDispatchinUnattendedNTONon-automatedTrainPassengerInformationSystUTO2概述3智能全自動運行系統(tǒng)（iFAO）的必要性車輛等資源的高效利用和客流-車流的精準匹配，是城軌交通行車調(diào)整的重要行調(diào)度員乘客服務調(diào)度員乘客服務確保列車確保列車行車條件車載司乘人員車站值班員操控列車作業(yè)和系統(tǒng)配置操控列車作業(yè)車外狀況檢測列車狀態(tài)診斷與監(jiān)測機電設備狀態(tài)檢測車間及區(qū)間環(huán)境檢測車輛控制與管理車外狀況檢測列車狀態(tài)診斷與監(jiān)測機電設備狀態(tài)檢測車間及區(qū)間環(huán)境檢測車輛控制與管理車上乘客行車條件與行車環(huán)境FAO的控制及防護對象圖1城軌交通運行任務架構(gòu)示意圖械化、電氣化、自動化等階段，正在邁入智能化織和調(diào)度指揮人員的工作壓力，如圖2所示。調(diào)度指揮功能提升調(diào)度指揮功能提升列車運行功能提升智能動態(tài)調(diào)度人工調(diào)度運無人值守列車自動運行有人值守列車自動運行列車自動運行半自動列車運行機械化智能化->自主化機械化機械構(gòu)件繼電器微電子、計算機、無線通信云計算、智能感知、人工智能圖2城軌交通運行技術發(fā)展歷程示意圖繼續(xù)擴大自動化技術在城軌交通運行系統(tǒng)中的應用范圍和程度、提升系統(tǒng)的智智能技術的應用帶動城軌行業(yè)發(fā)展，減少對調(diào)度指揮和運行控制等各類人員的），設備設施健康管理（PHM）等技術相結(jié)合，可實現(xiàn)技術能夠在線動態(tài)全自動改變列車編組方式，供了更加豐富的手段，可根據(jù)客流變化快速有效以促進運力-運量匹配，為提高乘客服務水平以提供重要基礎。特別地，虛擬靈活編組技術由于列車重聯(lián)/摘解過程中的速度、地點等限制更少且而為運力投放乃至列車運行組織方式的靈活調(diào)動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)能夠全方位綜合性實時監(jiān)督列快速智能地做出最佳化的指揮控制決策和應急設施健康管理的列車全自動運行控制、基于重聯(lián)/摘解的列車編組在線動態(tài)全自），4智能全自動運行系統(tǒng)定義及內(nèi)涵列車在正線和場段內(nèi)等全線運行的全過程中提升了自動化系統(tǒng)控制的深度和廣列車在線動態(tài)靈活重聯(lián)/摘解，并實現(xiàn)了列車重聯(lián)/機械靈活編組可實現(xiàn)線路特定位置的在線全自動重聯(lián)/摘解，而對于虛擬靈活編組列車，其重聯(lián)/摘解過程進一步降低了對速度、地點的限制、可在正線運行動站臺/車內(nèi)擁擠程度，提升旅客乘車體驗；通過實時顯示本站、鄰站和換乘站客未發(fā)生的危險進行有效預防、提升系統(tǒng)故障-安全運行和恢復能力，提升乘車安綜合智能動態(tài)調(diào)度和靈活編組等技術，可在無人/少人干預的情況下根據(jù)客不同列車靈活編組控制的自動化等級（Gradeofautoma表1列車形成的自動化等級（靈活編組控制的自動化等級）護[2]：需要進一步提高自動化系統(tǒng)控制精度以及對實現(xiàn)乘客貫通穿行相關機械裝置的控制，使乘客可在功能下的人和設備職責劃分的角度，定義了城軌交通運行的不同自動化等級1本功能如表2所示。其中，達到GoA3及以上（GoA4）即可認為屬于FAO系表2各自動化等級（GoA）下的列車運行基本功能實現(xiàn)方式NTO√√√√√√√√防止與軌道上的人員發(fā)√√√√√√√防止車廂之間或列車與√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√NTOODD）不同，以及智能感知對列車自動運行控制系統(tǒng)的不同支持作用，定義列車lGoP0：無自動感知（Non-automlGoP2：可信感知（DependlGoP3：超視距可信感知（Over-th表3各感知等級的主要特征無無無自動化等級（GradeofautomaticDi表4所示。表4各調(diào)度自動化等級（GoD）下的主要功能?。?；5智能全自動運行系統(tǒng)功能架構(gòu)及主要功能行，首先由聯(lián)鎖（或類似系統(tǒng)）接收調(diào)度指揮的進路觸發(fā)控制軌旁設備動作至列車運行期望的狀態(tài)，在此基礎上，列車計算速度防護曲線并在必要時通過及時觸發(fā)緊急制動運行并操控列車。在此過程中，各系統(tǒng)均及時監(jiān)督軌道線的運行狀態(tài)和人員情況，從而完成安全高效輸送乘客的任車運行和為乘客提供更好的乘車環(huán)境，牽引供電系統(tǒng)為列供電力并由電力監(jiān)控單元進行實時監(jiān)控，環(huán)境監(jiān)控單元對態(tài)進行實時監(jiān)控，乘客服務監(jiān)控單元對乘客狀態(tài)進行實聯(lián)動行車調(diào)度指揮等相關系統(tǒng)并在必要時對乘客出行進行的綜合智能動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)對軌道、列車、電力、環(huán)境、客流），功能架構(gòu)框圖如圖3所示。通運行，全方位提高軌道、車輛、能源、人員等資源利可減少的人員需要的人員圖3iFAO系統(tǒng)功能架構(gòu)框圖5.2.1智能感知和數(shù)據(jù)處理等基礎功能為支持城軌交通全自動運行、列車在線動態(tài)全自動重聯(lián)/摘解、靈活編組列5.2.2列車在線重聯(lián)/摘解相關功能系統(tǒng)自動識別列車編組長度變化并對應切換列車長度、牽引/制動性能等參數(shù)，該功能實現(xiàn)相關列車單元在運行過程中按照計劃自動形成一列虛擬編組列該功能將一列虛擬編組列車在運行過程中按照計劃自動分解為多個列車單5.2.3靈活編組列車運行控制相關功能整體虛擬編組列車運行；虛擬靈活編組列車的各列車單元沒有車鉤聯(lián)接，牽引/制動系統(tǒng)的網(wǎng)絡和牽引/制動系統(tǒng)也各自獨立，因此，各列車單元的信號系統(tǒng)均運行控制。主控車輸出的列車控制命令由網(wǎng)絡和牽引/制動等系統(tǒng)在列車單元間機械靈活編組列車的網(wǎng)絡和牽引/制動等系統(tǒng)各自整合為統(tǒng)一的車輛平臺，5.2.4智能動態(tài)調(diào)度相關功能在必要時綜合各專業(yè)系統(tǒng)進行調(diào)度指揮控制和調(diào)整。相關功管理在線運行的靈活編組列車（含機械靈活編組列車和5.2.5智能能源管控相關功能6智能全自動運行系統(tǒng)關鍵技術6.1.1機械靈活編組控制相關技術的動能碰撞前車，實現(xiàn)列車可控的聯(lián)掛,原理如圖4所示。碰撞限速點障礙點4端3端2端1端運行方向安全防護點圖4低速可碰撞條件的防護控制原理圖引/制動性能等參數(shù)，按照重聯(lián)后的列車編組長度和性能為整列車提供安全防護6.1.2列車虛擬靈活編組控制相關技術于時空間隔的列車安全防護方法不僅要求制動停車后的兩車位置關系符合安全如圖5所示。將該方法應用于虛擬靈活編組列車單元之間，可保證列車單元之車-車信息交互車-車信息交互基于時空間隔的位置時間后車安全防護策略（最不利制動率）時間后車安全防護策略（最不利制動率）可能制動率）圖5基于時空間隔的列車安全防護方法原理車單元站臺作業(yè)和停車/發(fā)車的同步控制。自動駕駛不受人為操作的不確定性等總體狀態(tài)確定各關鍵站臺作業(yè)任務的觸發(fā)時機；各列車單元均作為單元控制層，徑通信傳輸延遲的補償，實現(xiàn)開/關門、同步出站發(fā)車等相關站臺作業(yè)的同步控車折返過程中需要分別完成各列車單元內(nèi)部控制權(quán)限的切換以及領頭車與跟隨），為領頭車，且虛擬靈活編組列車整體在保留3）虛擬靈活編組列車整體運行并出清遷出進路，列車停在反其優(yōu)勢還包括對重聯(lián)和摘解的地點、速度、車型等限制更少，重聯(lián)/摘解過程時過程，可實現(xiàn)列車動態(tài)虛擬重聯(lián)過程對乘客幾乎無感，并提6.2.1基于智能主動感知的實時高精度列車測速定位過程以及虛擬靈活編組列車接近和運行過程中需要實現(xiàn)較小的運行間距追蹤存6.2.2軌行區(qū)凈空檢測技術3特別地，如果兩車初始間距比較近等原因，使得兩車在站間運行過程中能夠滿足動態(tài)接6.3.1基于人工智能的綜合自主決策技術證優(yōu)先等）進行輔助/自主選擇并確定調(diào)整策略，同時采用清晰、明確、醒目的6.3.2面向靈活編組的調(diào)度指揮控制并對列車重聯(lián)/摘解過程和重聯(lián)前后的列車提供6.3.3面向線路集群的智能線間動態(tài)協(xié)同調(diào)整技術6.3.4面向人-車-能匹配的綜合智能動態(tài)調(diào)度和能源管控技術思想的適應性控制-理性）的行車調(diào)度指揮系統(tǒng)任務模型、線網(wǎng)客流-車流-能量機電設備進行“網(wǎng)-站”多層次全景監(jiān)視和智能化自主調(diào)控，進一步提高設備管6.4.1地面基礎平臺跨專業(yè)信息融合處理技術6.4.2車輛一體化平臺綜合承載