[发明专利]轨道交通无人列控系统故障场景下的远程应急驾驶系统

说明书

一种轨道交通无人列控系统故障场景下的远程应急驾驶系统，应用于GoA4级列控系统，以应对车载ATP防护模块故障、车地线路信息通信故障以及列车定位功能故障三类故障场景；其特征是：该远程应急驾驶系统包括控制中心端应急控制子系统、列车车载端应急控制子系统、轨旁设备端应急控制子系统。本发明目的在于完善GoA4级自动驾驶场景下对于故障场景的应急处理方式，使得在运行系统发生影响列车正常运行故障时，能够使用远程驾驶控制故障的列车继续在保障安全的基础上继续运行至下一站点或车场，从而降低由于系统故障造成的对于乘客和运营者的影响。

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种城市轨道交通自动化等级(Grade of Automation,GoA)达到4级的无人值守下的列车自动运行系统(Unattendedtrain operation，UTO)于部分严重故障情景下的远程应急驾驶系统。

背景技术

中国城市轨道交通协会于2020年3月印发了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，随着城市轨道交通列控系统的发展，GoA4级列控系统将是发展的主要趋势。

全自动运行(fully automatic operation，FAO)系统是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统。国际公共交通协会(UITP)将列车运行的自动化等级(Grade of Automation,GoA)根据运行人员和系统之间对列车运行基本职能的责任分配划分为5级，分别为GoA0、GoA1、GoA2、GoA3和GoA4级别。

GoA3等级，列车的运行均可以完成自动化运行，但仍然需要相关人员值守，应对突发情景。GoA4等级，列车可以达到无人值守运行。与GoA3相比，减少了机载操作人员。列车的所有工况场景，都是通过自动化系统完成的。同时，该系统也支持基础的检测和管理危险情况和紧急情况，如乘客疏散。仅仅在一些危险情况或紧急情况，需要工作人员干预。

无人驾驶相对于人工驾驶的自动化运行模式对于列车运行控制系统有着更高的要求。对于无人驾驶系统可能出现的严重故障，应当被着重进行研究和相关应对方案设计，以保证故障发生时乘客的安全和运营的整体经济性。

考虑运营安全，轨道交通领域都采用后备模式设计的方式保证故障场景下的运行安全与效率，增加系统可靠性。GoA4级列控系统的集成化和无司机参与的特点，使得其无法直接使用原有列控系统的后备模式。

通过对列车主要故障类型进行梳理分析，存在三类典型故障场景，有待于完善其应急处理方式，相关故障为：车载ATP(Automatic Train Protection,列车自动防护系统)防护模块故障、车地线路信息通信故障以及列车定位功能故障。在现有系统中，响应故障发生后，列车需要停车等待救援，从而影响运营效率。因此，GoA4级全自动运行系统需要一种全新的后备降级系统，以保证运行过程的安全性和可靠性。

后备系统的硬件设计方面：行业从业者和研究人员在城市轨道交通故障场景的应急控制领域已有大量研究，但更多是侧重于轨旁设备和车载设备的应急控制策略，需要对运行线路进行大量的建设。

逻辑设计层面，相关研究人员更多侧重于通过增加轨旁和车载设备的数量和功能以继续维持车辆的自主运行，但由于相关技术应用并未成熟，因此在实际工程中无法满足安全性和可靠性要求。近年来5G通信技术、机器视觉技术等领域的发展也逐渐在轨道交通领域得到了研究和应用，这为构建控制中心为主导的列车远程应急控制系统提供了有利条件。

发明内容

本申请的目的是完善GoA4级自动驾驶场景下对于故障场景的应急处理方式，使得在运行系统发生影响列车正常运行故障时，能够使用远程驾驶控制故障的列车继续在保障安全的基础上继续运行至下一站点或车场，从而降低由于系统故障造成的对于乘客和运营者的影响。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：