高铁自动驾驶系统存在问题及发展方向 王昌凡

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:王昌凡
[导读] 摘要:近年来快速发展的高铁成为人们出行的重要工具,借助高铁出行不仅速度快,而且也更加方便安全。
        中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东山东  266111
        摘要:近年来快速发展的高铁成为人们出行的重要工具,借助高铁出行不仅速度快,而且也更加方便安全。我国目前高铁的自动驾驶技术在国际上占有一定的地位,这让我国高铁的智能化水平不断提升。自动驾驶技术让高铁运行的更加自动化,而且更便于控制列车的运行效率。近几年来国内外均开始进行干线铁路自动驾驶技术的研究和优化,但是高铁自动驾驶技术需要与列车运行速率相匹配,因此需要对目前自动驾驶系统进行优化。本文对我国高铁自动驾驶系统的问题进行分析,同时对自动驾驶技术产生的风险进行评估,最后提出一定的解决方式,希望能够促进自动驾驶技术的发展。
        关键词:高铁;自动驾驶系统;问题;发展
        引言
        我国高铁近年来已经发展成为人们出行的主要工具,因为高铁的快捷性能给人们的生活带来许多的便捷。而且高铁具有良好的安全性,因此受到了我国民众的一致好评。虽然我国高铁的自动驾驶技术已经发展的非常完善,但是随着我国高铁的不断进步,对高铁技术的要求也越来越高,因此应该不断对高铁自动驾驶技术的问题进行分析,根据目前我国高铁的发展提出相应的策略与措施,这样才能保证我国高铁自动驾驶技术发展的迅速。
        1.高铁自动驾驶技术简述
        1.1 自动驾驶概念及优点
        列车自动驾驶能够实现高铁自动化控制和智能化发展ATO是自动驾驶中的主要功能,其系统主要包括调节车速,牵引以及巡航和制动停车,采用ATO系统,不仅能够实现正线折返线的速度控制,还能保证车站进行自动发车,实现区间内的自动运行,以及在车站的自动停车,保证高铁开门的防护与站台联动。高铁的自动驾驶需要依据地面的控制才能完成,地面发出系统控制命令,根据不同的工作情况和高铁运行区间进行控制策略的选用,最终完成高铁列车的自动化运行和停靠站以及开关门。这种自动控制技术能够较好地实现高铁的安全稳定运行,还能确保高铁运行时间更加符合列车的运行时刻表,不仅能够提升高铁的运行能力,降低一定的风险,还能减少因为驾驶员驾驶疲劳而产生的事故。
        1.2 自动驾驶的评判标准
        自动驾驶的评判标准十分复杂,不仅包括列车的安全性能,还应该从准点率、准听率和列车的舒适度等多个方面进行评判。随着现代环境保护主题的不断深化,列车在运行过程中的能耗问题也成为大家最关注的,以为高铁的自动驾驶技术减少了人力成本,在未来会着重提升其环境保护成本,这样才能满足高铁的可持续发展需求。除此之外,高铁的整个系统非常复杂,在各个子系统当中通信信号和工务工程对整个系统都有影响,因此必须在现有的基础上进行不断优化和提升,才能保证系统的完整性和运行的良好性。而自动驾驶系统作为整个系统中的一员,如果其系统不良,也会影响整个高铁列车的运行问题。
        2.高铁自动驾驶技术的问题分析
        2.1 自动化等级评估有待优化
        不同的自动化等级会带来不同的安全功能,在高铁自动驾驶技术发展的当下,对于自动化等级的评估十分重要。例如G0A1和G0A4是两个不同的安全等级,因此其安全也必然不同。

不同的自动化等级系统承担的自动化风险也不同,这就需要对自动驾驶系统的风险等级进行细致的研究,才能避免高铁自动驾驶系统出现事故,产生人员伤亡和财产损失。
        2.2 新的风险源引入
        我国高铁目前所使用的自动驾驶系统主要分为四个等级,其中G0A1(监督下的人工驾驶)和G0A2(司机监控的自动驾驶)可以进行自动驾驶列车,要求驾驶员必须在列车驾驶室之内。而G0A3(无司机有人监视自动驾驶)和G0A4(无人监督自动驾驶)不需要驾驶员在驾驶室内也可以实现自动驾驶。但是,目前前两种自动驾驶技术在我国发展比较成熟,因此其应用范围也比较广泛,但是后两种自动驾驶系统因为其自动化程度过高,因此也产生了新的风险源。这主要是因为后两种自动驾驶系统,不需要驾驶员在驾驶室内,因此列车在运行的过程当中,一旦出现风险需要人为干预,却不能进行及时的干预,就会导致高铁事故的发生。例如,忽然出现在轨道内的障碍物,这种情况自动驾驶系统如果不能很好的识别,就会造成安全事故。
        3.自动驾驶系统优化策略
        3.1加强线路条件检测
        高铁线路是高铁运行速度和安全性的重要保障,列车信号系统必须根据线路设计来进行必要的限速和监控追踪。但是偶尔特殊情况出现,列车虽然按照信号系统给出的速度在运行,但是风险也会存在,这就需要使用人工降速。例如恶劣的天气之下,驾驶员可以根据列车运行的状况,采取一定的安全保障。但是,基于G0A4等级的自动驾驶系统对于驾驶员和乘务员数量要求少,且轨道检测、乘客监控、列车监控等都是靠“系统”完成,在恶劣环境之下必须进行自行控制,这就需要加强线路的检测,保证高铁自动驾驶的安全。
        3.2 着重进行障碍物检测
        我国高铁运行线路多而且复杂,因此密集的网络之下,很容易因为天气和运行时间过久的影响而出现列车与运行状况不吻合的情况。这就很容易导致设备发生故障,对于这类故障设备,如果没有进行良好的检查和维修,就会导致其他的运行车辆也受阻。因此铁路的工作人员必须进行良好的障碍物检修,保证遮挡视线以及入侵线路的障碍物,不会出现在线路之中。例如山体滑坡、泥石流和动物等等,都会对线路造成障碍物影响。自动驾驶系统必须不断提升其敏感性和智能性,这样才能根据天气和地理条件随时对线路进行判断,从而进行科学的线路选择。保证高铁在良好的条件下进行运行,实现科学的自动驾驶。
        结束语
        我国高铁的自动化驾驶系统在世界范围内发展非常前卫,而且其自动化驾驶技术也稳居世界前列,这意味着我国拥有比较高端的高铁自动化驾驶技术,能够对世界各国的铁路世界发展起到表率作用。但是我们也必须认识到,随着高铁自动化驾驶技术的不断发展,其自动化程度的加深,安全风险问题也会不断出现。因为人为干预实际驾驶行为越少,高铁运行过程中的某些风险就越发不可控,这就需要不断优化自动驾驶技术,保证高铁在运行的过程当中智能性稳步提升。同时还应该做好线路的优化工作,才能保证高铁在运行的过程中具有稳定的自动驾驶技术,能够不断使高铁的运行更加顺畅,为我国高铁自动化驾驶技术的发展提供更多的条件。
        参考文献:
        [1] 韩涛、夏明、侯晓伟、张波、刘彬、赖昊、张炳坤. 基于城际铁路CCS和高铁ATO系统TSRS的ATO技术探讨[J]. 中国铁路, 2020, No.698(08):117-122.
        [2] 易海旺, 汪洋, 何镭强,等. 既有CTCS-2高速铁路实现自动驾驶关键技术研究[J]. 铁道标准设计, 2020(9).
 
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