潘良皓
(西南交通大学 学号2018117696)
【摘要】近几年来，自动驾驶技术不断发展，成了人们关注的焦点，而在城市轨道交通行业进行了率先尝试。这种全新的客运模式，目前正成为各大城市轨道交通的发展趋势。本文就自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用进行了研究，分析了其相对于传统城市轨道交通的特点，提出了现存的一些应用问题以及未来行业发展所需的改善。
关键字：自动驾驶、城市轨道交通
1.自动驾驶技术与轨道交通发展现状
1.1自动驾驶技术的发展现状
自动驾驶技术（Autonomous vehicles/Self-driving automobile）又称为无人驾驶技术，是一种结合环境感知、行为决策与车辆控制于一身的一种人工智能技术方法，用于全部或部分替代那些原本因由人来执行驾驶的功能。而拥有这种驾驶技术的车辆其本身配备了计算机视觉、雷达、监控装置以及GPS定位导航系统等的软硬件设备，与辅助驾驶技术之间的互相配合使之能够完成在没有人类物理性主动操作下，自动并且安全地驾驶机车车辆的任务。
自2009年自动驾驶汽车的雏形曝光，由谷歌公司牵头研发自动驾驶技术的应用，再到数十家国内外巨头相继进入，研发时间已过去十年。目前，多数的企业生产研发出来的自动驾驶技术已能够达到美国国家公路交通安全管理局公布的L2级别，即部分原始控制功能的智能化。因此自动驾驶技术在技术层面能实现基本应用，但仍处在实践阶段，而且实践时故障问题频发，即使少部分企业已经研究出L4级别技术（完全智能化），依旧在从封闭测试区转移到开放路段测试过程中状况百出。因此自动驾驶技术研发到正式上路，还需要更多的时间。
1.2城市轨道交通发展现状
城市轨道交通通常是指以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通，具有固定线路。它是作为支撑城市正常运行的大动脉，是城市公共交通的骨干。在当今城市用地逐渐紧张，道路交通越发难以支撑的城市人口正常出行的阶段下的一种时代产物，也是适应土地集约化开发的政策，以一种大运量，高速化的运输为大众提供社会性福利的客运方式。近十五年来，城市轨道交通已从只是北上广等少数城市的“风景线”，成功过渡到了各大中城市以轨道交通引导地区经济开发的TOD模式。如今，城市轨道交通也不再仅仅以发展地铁为主，而注重不同类型的轨道交通并行发展，并呈多元化态势。并且，智慧城轨系统也逐渐成为趋势，利用数据的共享综合应用，利用大数据、物联网、车联网的新兴技术，城轨交通也在逐渐走向安全高效化的自动化模式。
2.自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用特点
城市轨道交通相较于道路交通，有其自己的特殊性：行车路线单一且固定，路权专用，列车之间间距大，行车速度由调度中心指定，没有复杂的周边环境情况，与外界的直接接触较少等。因此，不像道路交通那样，自动驾驶技术还处在难以从实验区走向开放路段的阶段。而在部分地区城市轨道交通中已经得到了初步的应用。
成都地铁就在2020年底的最新开通的地铁线路中将自动驾驶技术应用到了地铁9号线中。上海更是在2014年就应用到了其10号线中。其中采用了目前国际最高等级的信号系统——GoA4（完全无人驾驶），原有列车的头尾两侧的隔离驾驶室也被取消，但基于原有人们的安全顾虑，紧急情况发生时依旧选择采用人工操作。
2.1安全性与可靠性
原有的城轨交通大多采用GoA2的信号模式，在部分功能上实现自动操作，如：运行速度调整、停车等，但仍混合了人工操作，而人工操作的受外界干扰性强，而且具有一定的主观因素，这些都会加剧城轨车辆在运行时安全的不确定性，而这种不确定不可靠正是大多书城轨交通事故的肇事原因。
而采用GoA4信号模式的城轨车辆实现全部功能可在人工监控下的自动化，具有着固定的有规律的运行模式，对外界的抗干扰能力强，有着大容量的实时信息传输通信系统，事故率低。
2.2基于CBTC的自动化技术
CBTC是基于列车通信的自动控制系统，这种自动控制系统不像原有的轨道电路联锁装置、信号设备以及区间闭塞技术来对列车运行速度、区间进行限制，来达到确保安全行车的作用。新一代的CBTC依靠成熟的无线电通讯技术，因此通过OCC中的一台计算机就能与所有线路上的列车相连，到达控制彼此间隔目的，保证安全的前提下实现更小的间隔时间，列车高密度运行，提高原有的运载能力。
3自动驾驶技术在城市轨道交通中应用的现存问题
3.1自动化程度还不足以使人信赖
虽然通过众多轨道交通方面的专家论证都能得知——自动驾驶下的城市轨道交通具有更高的可靠性、安全性，但对于全自动无人驾驶，人们对其的可信度还是差一点。人们往往倾向于任务的人的智能程度还远远不能被机器超越。即使在准确度上，机器的操作确实比人工操作更可靠，但机器的实践经验是远远比不上人。机器操作更多的可以看成一种程序，是由固定的代码组成，通过外界不断的信息输入，不断地传出操作指令。因此在其他不可知不可预测的状况发生时，机器是不是能保证与人工操作得到的操作指令一样的可靠还是亟待商榷。
3.2原有的运营管理模式不再适用
原有的管理运营中，调度与列车司机是一种较为平行的管理模式。但现在这种自动驾驶线路的列车取消了司机，而更多的将原有的一部分工作转移到了调度中心上。一旦出现了紧急的情况，由调度中心远程控制、下达指令到车站派救援人员到达列车，是远远比不上原有的司机根据指令判断问题，解决故障这样的处理效果。
3.3改造原有路线困难
城市轨道交通工程大多数一种不可逆性的工程，线路一经建成，很难再做改造。而且并不是所有的线路都适用自动驾驶技术，还要综合考虑线路上的车站构造、限界问题、地理环境因素等等来决定是否具有改造的条件。另外由于设备更换，线路改造，车辆更换导致新的资金投入对于轨道交通这种入不敷出的公共性建设，是难以承受的。而如果选择性地拒绝某些线路的改造，会形成两种运营管理模式，对于调度中心管理，整个轨道交通线路网建设都是有难度的。
3.4乘客素质参差不齐
因为自动驾驶车辆上未配备相关的操作人员，其运行过程相较有人驾驶更容易受到乘客的影响。因此自动驾驶车辆更需要受到乘客的自觉保护，要减少对设备的干扰。而且再面对紧急情况时，乘客要懂得根据信息指示进行疏散。但对于中国这样人口大国来讲，人口素质、受教育程度参差不齐，即使在正常运营下，不顾乘车规定不服从工作人员管理的情况也时常发生，很难确保情急情况下无工作人员时的人员的安全、秩序。
4自动驾驶技术在城市轨道交通应用中的改进
4.1运营管理制度的创新
对于原有的不再适用的相对平行的调度-列车司机的管理模式，要做出改进——对自动驾驶列车采用控制中心/调度中心一级控制模式，对列车、乘客直接控制管理、直接服务，紧急情况下指导乘客疏散、处理事故。另外还需配备专业的具备驾驶列车、排除故障、维修技能的抢救队，并采用由远程调度控制中心直接指挥派遣的垂直管理模式。
4.2监控监测系统升级
没有了原有的司机操作，作为唯一的对车内情况的观测的监控系统，要具备实时监测车内每个位置的乘客情况、设备运行情况，方便远程控制中心掌握车辆情况、排除安全隐患。另外，监控系统还要具备控制中心与乘客进行交互的功能，保证突发状况下的信息交流、疏散指导工作正常进行.
4.3配备更加专业的调度管理人员
自动驾驶技术不仅是技术上创新，在管理制度上也需要更高素质的人才。自动驾驶下城市轨道交通除了原本的城市轨道交通运营知识，还结合了人工智能、自动化操作等多方面知识。设备技术上的问题往往能得到很好的解决，但如何运用管理这些设备，如何维修调试是现有的运输组织人员不容易掌握的。因此一方面要引才，引入更多的交叉学科人才，另一方面要对现有人员专业技能的拓展与提高，保证能够正确地运营自动驾驶列车、组织运输工作。
4.4研发先进完善的CBTC系统
城市轨道交通的自动驾驶功能目前是基于CBTC实现的，CBTC系统的完善影响且制约着自动驾驶技术的发展。但长期以来，CBTC技术始终被国外企业所垄断，为摆脱这种长期以来进口的局面，要走自主创新的道路，研发出具有独立知识产权的CBTC系统，以及一套适合我国CBTC系统互联互通的技术规范，提高轨道交通的信号传输功能、运行效率、列车运营安全度等。
5结语
自动驾驶技术在城市轨道交通中的初步应用已经让人们看到了它的高效性、安全性，能改善自身服务、技术水平，也能降低运营成本。这种全新技术理念下的客运模式，是一次质的飞跃，会随着行业的技术不断进步，逐一解决当今还面临的各种现存的管理、技术问题。同时，政府部门也在支持自动驾驶技术的应用、制定相关的技术规范以及安全论证体系，自动驾驶会成为未来城市轨道交通的必然趋势、发展方向。
参考文献
【1】王曰凡.全自动无人驾驶系统——全新理念的城市轨道交通模式.上海申通轨道交通咨询公司。
【2】朱翔、王大庆.城市轨道交通无人驾驶技术的若干应用问题.城市轨道交通研究。