自动驾驶 无人驾驶 全自动运行 傻傻分不清?

今年,在中国铁路总公司的统一牵头组织下,京沈客专启动350公里时速高铁自动驾驶系统(CTCS-3+ATO列控系统)现场试验,标志着我国智能高铁关键核心技术自主创新取得重大突破,中国高铁整体技术持续领跑世界。

“中国高铁太厉害了,都可以实现自动驾驶了!”大家在为中国高铁核心技术倍感骄傲和自豪的同时,有的小伙伴也提出了疑问:“高铁自动驾驶后,司机是不是就要下岗了?”“无人驾驶的高铁你敢坐吗?”

今天,通号小微就为大家解答这些疑问

Q1:首先,我们要了解什么是自动驾驶系统

在汽车领域,由于对路权、安全要求和现有技术的限制,自动驾驶技术目前还没有广泛应用;但是在轨道交通领域,车辆运行在相对封闭的环境,轨道也是专用的,所以自动驾驶技术只要处理好安全和效率的关系是可以实现的。

轨道交通自动驾驶系统是在既有列车运行控制系统的基础上,车载设备设置自动驾驶单元实现自动驾驶控制,地面设置专用的精确定位应答器实现列车精确定位和停车,地面设备实现站台门控制和运行计划处理。

自动驾驶系统能够实现车站自动发车、区间自动运行、自动折返、车站自动停车、车门开关控制、车门/站台门联动控制等,能够大大减轻司机劳动强度,保证轨道交通运输安全,提高轨道交通运营效率。

再来看段视频,加深了解吧~

Q2:那么什么是自动驾驶?什么是无人驾驶呢?自动驾驶就是没有人的驾驶吗?

国际上自动驾驶分类

国际标准按照轨道交通线路自动化程度定义了4层自动化等级(GOA),自动化程度从低至高为GOA1至GOA4。

1.不连续监督下的人工驾驶(GOA1a):列车运行控制系统在特定的位置上监督列车速度,等同于现有的点式控制方式。连续监督下的人工驾驶(GOA1b):列车运行控制系统连续地监督列车速度,等同于装有列车自动防护系统(ATP)。

以上都是由司机控制列车的所有运行,包括启动、停车、运行速度、站台停靠、开关车门等,并由司机对列车运行中的突发情况进行处理。目前,我国绝大多数铁路都属于这一等级。

(我目测通信信号标识,驾驶列车。)

2.有司机监控自动驾驶(GOA2)有司机值守

等同于装有自动驾驶系统(ATO),自动化程度相比上一等级有了进一步提升,又称为ATO模式,或者STO(Semi-automatic Train Operation)模式。由信号系统提供安全防护,控制列车运行和站台停车,但是关门和发车指令由司机下达。这也是目前大部分地铁都采用的模式;

铁路领域,装备中国通号CTCS2+ATO列控系统的珠三角莞惠城际属于该级别,在全球率先实现了时速200公里自动驾驶。在京沈试验的CTCS-3+ATO高铁自动驾驶系统也属于该级别。

自动驾驶列控系统仪表盘。

(我在车上,按照列控系统指示驾驶高铁。)

3.无司机有人监视自动驾驶(GOA3)车上可没有司机

司机被ATO等系统功能所取代,自动化程度进一步提高,仅安排乘务人员以应对突发事件,又称为DTO(Driverless Train Operation)模式。

这一模式下,列车已基本具备全自动驾驶的功能,由信号系统对列车运行进行全程控制,列车的启动、停站、运行均由信号系统控制,但列车上仍需配备一名随车人员,以应对突发情况,如中国通号卡斯柯公司提供信号系统的上海地铁17号线

(我不是司机,只是随车人员,随时应对突发情况。)

4.无人监督自动驾驶(GOA4)车上没有列车员

列车上不安排任何工作人员,又称为UTO(Unattended Train Operation)模式。也就是我们通常所说的全自动驾驶,是目前轨道交通自动化运营的最高级别。列车的休眠、唤醒、启动、停车、车门开关、洗车、车站和列车的设备管理以及故障和突发情况的应对全部由系统自动管理,无任何人员参与。如中国通号卡斯柯公司提供信号系统的上海地铁10号线

(车上没有人,全自动驾驶。)

广义来说,GOA2至GOA4级统称为自动驾驶系统。通常,我们把GOA2级系统称为自动驾驶系统,GOA3、GOA4级系统称为无人驾驶系统。

自动驾驶技术应用

由于自动驾驶技术对保障轨道交通安全,提高运输效率具有重要作用,所以,该技术在轨道交通领域得到了广泛应用。

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城际铁路领域

中国通号已在广东莞惠城际成功打造了全球首条时速200公里自动驾驶的城际铁路,已于去年底全线贯通。列车不仅可以自动运行,而且具备车站定点停车功能,停车误差不超过35厘米

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莞惠城际精准停车

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地铁领域

中国通号自主研发的地铁CBTC列车运行系统,具备全时、全程无人监督自动驾驶功能,在重庆地铁5号线打造全球首个互联互通示范项目,推动地铁建设运营模式的变革。

重庆地铁5号线

装备中国通号卡斯柯信号公司全自动驾驶信号系统的上海地铁10号线是国内首条最高等级的全自动驾驶线路,运营正点率高达99.97%

今年4月26日,中国通号成功中标北京市轨道交通12号线工程信号系统项目。该项目是城市轨道交通领域首次采用互联互通+全自动运行(FAO)+基于行车指挥的综合监控(TIAS)制式的CBTC信号系统。

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中低速磁悬浮领域

装备中国通号中低速磁悬浮列车运行控制系统的北京S1线成为国内首条实现自动驾驶的磁悬浮线,最短发车间隔达到3分钟。

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货运领域

中国通号自主研发的编组站综合自动化系统实现了货车调度、管理、作业的全盘自动化,使我国铁路货运一天的装车量相当于欧洲一个月的装车量,奠定了我国铁路运输强国的国际地位。

Q3:自动驾驶安全保障是怎样的?

高速铁路运营速度快,运送乘客多,安全始终是全体铁路人和铁路科技创新的重中之重。随着科技的发展,信号系统正在向智能化、自动化发向发展,为列车提供安全、准点、高效的服务。

实验室保障

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任何轨道交通信号系统正式上道前,都要经过成年累月的实验室严格仿真测试来确保绝对安全,这个过程就是根据每一条线路的情况,把所有可能存在的问题状况排除了才能上道使用,所以实验室的建设至关重要。

中国通号在北京建立了全球仿真规模最大的列控系统综合实验室,这个实验室目前积累的测试案例库超过34000多个(就是在以往的试验测试中,已经解决了34000多种复杂情况),能够同时开展2000公里高速铁路、1000公里城际铁路、100公里地铁、5个铁路大型货运编组站的综合仿真测试

安全冗余+双套控制

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自动驾驶系统相比有人驾驶系统具有更多的冗余和备用方式,比如双套控制中心、双套车辆控制系统等,在故障情况下,系统可以在冗余设备和不同方式之间无扰切换,而完全不影响信号系统对列车的安全控制。

左侧为车载列车超速防护系统

设备自检保证性能最优

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自动驾驶系统每天唤醒列车后会自动进行大量的自检,这相当于将原来定期例行的体检改为每天体检,健康状况稍有不好,这辆车就不会上线运营,保证安全可靠。

设备控制优于人工控制

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信号系统不知疲惫,能够有效减少因司机疲劳、操作失误、突发疾病等人为因素可能导致的安全隐患,进一步提升轨道交通运营效率,提高正点率。

Q4:自动驾驶状态下,“司机”在车上主要干什么呢?

在自动驾驶状态下,信号系统对列车运行进行全程控制,列车的启动、停站、运行均由信号系统控制,但一般列车上仍需配备一名随车人员,以应对突发情况

当发生信号系统之外的故障(例如动车组出现故障或者供电系统出现故障),或者遇到恶劣天气、突发地质灾害等情况下,及时向调度中心汇报。事实上就是自动控制与人工控制的双冗余、双备份,一个目的,就是为了确保安全。

答案来了

所以,在这次京沈高铁自动驾驶系统试验乃至以后京张高铁、京雄客专正式使用中,都是在有司机值守下,高铁在自动驾驶系统控制下完成在车站和线路区间自动停靠、启动、运行的哦。

下面我们来总结下:

自动驾驶:我们通常说系统具备ATO功能就是自动驾驶了,也就是大于等于GOA2水平的系统,GOA2本身算列车半自动运行,但仍需要司机关门和发车。

无人驾驶:通常所说的无人驾驶实际上是大于等于GOA3水平的系统,“列车员也就是有人值守下的列车无需司机驾驶运行的模式”。

全自动运行:也就是GOA4等级的系统,系统正常运营情况下,列车运行真正无列车员值守。

最后再补充一句:GOA等级主要针对于驾驶自动化水平来分的。