地铁车厢取消驾驶室,乘客在车头观赏列车穿越隧道的风驰电掣,日益成为常态。
6月27日,西安地铁16号线一期开通运营,标志着西安地铁迈向“全自动驾驶”时代。这是今年继苏州后,又一城市加入“群聊”。
据出行一客不完全统计,目前中国拥有“全自动驾驶”线路的城市已达十余个,不仅包括北上广深这样的一线城市,也有宁波、南宁、青岛等地。平均每三个有地铁的城市中,就有一条“全自动驾驶”路线。
广东广州地铁APM线,乘客正在车头“看风景”/邓霞 摄
其中,上海拥有5条全自动驾驶线路,运营里程达167公里,排名中国第一,同时也是世界第一。
有人也许会疑惑,无人驾驶的地铁列车并不是新鲜事,早在13年前,广州的APM线和上海10号线就已经出来“打工”了。不夸张地讲,这世上每多一条“全自动驾驶”线路,就少了一位勤勤恳恳的地铁司机。
但不同的是,除了司机,“全自动驾驶”列车现在甚至连操作员、洗车工和维修师傅都不需要,可以自己开车、自己洗澡,列车行进的进退快慢都能说了算。
中国地铁现有的线路大多是GoA2(半自动驾驶)级别,新通车的多是GoA4(全自动驾驶)级别。深圳地铁的工作人员告诉出行一客,深圳既有的地铁线路大多以GoA2级别为主,但新修的线路基本都已达到全自动驾驶级别。
能开车、能洗澡、能打卡、能调速
“全自动驾驶”列车包括又不仅限于无人驾驶。
继承了无人驾驶列车的优点,全自动驾驶列车没有司机,也没有隔绝视野的驾驶室。通过玻璃窗,乘客可以看到车头车尾的风景,神秘的地下隧道也从此揭开了面纱。
不仅没有司机,现在的“全自动驾驶”列车甚至学会了自己“洗澡”。例如2021年12月开通运营的武汉5号线,作为武汉首条全自动驾驶的地铁,它就是会在下班后自己“洗澡”的“别人家的孩子”。
“上下班打卡”也是一项必修技能。全自动驾驶的列车,一般都具备自动唤醒、自动休眠等功能。今年1月通过验收的北京地铁17号线,是北京地铁全自动家族的“新成员”。据相关负责人介绍,其从上班唤醒到下班休眠,整个车辆运营过程都是由系统远程管理控制,不再需要人工操作。
更“卷”一些的,列车行进的进退快慢都自己说了算。3月31日,青岛地铁6号线TACS示范线首列电客车到段仪式在抓马山车辆基地举行,青岛地铁正式迎来了“蓝海豚”—TACS(列车自主运行系统)列车。名副其实,这辆“全自动运行”的列车可以通过无线通信掌握前后列车的行驶情况,并据此调整自己的车速与方向。
“全自动驾驶”列车的安全系数比传统列车更高。相关研究发现,设备设施故障与人为操作失误是导致地铁运营事故的两大原因。而对能自己“体检”与“开车”的全自动驾驶列车而言,这两种情况发生的概率极低。
卡斯柯信号有限公司首席架构师汪小勇就曾表示,全自动运行会降低因人为失误带来的安全风险,提高线路和车辆资源的利用率,减少设备故障对公众出行带来的影响。
深圳地铁的工作人员告诉出行一客,人为驾驶的地铁有时会出现错误操作一些设备旁路开关的情况,存在主观上的判断风险。自动驾驶列车一般就不会发生这种情况。
地铁越新,全自动驾驶越普及
地铁“全自动驾驶”有多普及?
按照国际公共交通协会的标准,列车自动化水平(grade of automation, GoA)分为GoA0-GoA4五个级别。
GoA0表示自动化水平最低的人工驾驶阶段;GoA1表示在列车自动保护装置防护下的完全人工驾驶阶段,司机仍然承担主要驾驶任务;GoA2级别算“半自动驾驶”,司机只需承担控制车门开关等少量工作。
一般来说,GoA3级别算真正意义上的“无人驾驶”阶段,列车上不再有司机,只有机动的乘务人员,而GoA4级别的列车索性连乘务人员都不需要,是目前轨道交通自动化运营的最高级别。
目前来说,中国地铁现有的线路大多是GoA2级别,新增的多是GoA4级别。
比如深圳地铁的工作人员告诉出行一客,深圳既有的地铁线路大多数为老线,还是以GoA2级别的列车为主,但新修的线路基本都已达到全自动驾驶级别。
纵观近两年的新通车地铁线路,GoA4级别的“全自动驾驶”地铁的时代已经来临。据出行一客记者不完全统计,目前中国拥有“全自动驾驶”线路的城市已达十余个,约占已开通地铁城市的30%。
其中,上海拥有5条全自动驾驶线路,分别为10号线、14号线、15号线、18号线、浦江线,运营里程达167公里,排名中国第一,同时也是世界第一。
随着技术的进步,GoA2和GoA3级别的地铁正在向GoA4过渡。根据国际公共交通协会(UITP)的数据,截止到2021年底,全球已经有48座城市迈入“全自动驾驶”(指自动化水平达到GoA4级)时代,总线路数量也从2017年的62条增加至2021年的80条。
截止2020年底,全球达到GoA4级的线路里程(单位:Km)/图源:UITP官网
地铁自动驾驶如何实现
说到这里,还需给大家介绍一下两种不同的列车自动控制系统,它们分别对应着不同的自动化水平。
第一类是CBTC系统(Communication Based Train Control,即基于通信的列车自动控制系统),在经过统一标准和规范化后的升级版叫I-CBTC(Interoperability-CBTC,即互联互通列车运行控制系统)。
由于能降低成本和提高效率,CBTC系统在2003年之后就被广泛使用于地铁和轨道交通的建设中,是目前我国地铁线路运用的主流系统之一。
CBTC系统对应的是GoA2级别,已经具备列车自动保护、自动运行、自动监控等部分“自动化”功能,但仍需要配备司机。
FAO系统(Fully Automatic Operation,即全自动运行系统)算是CBTC系统的“进阶版”,优势在于能实现运行的高度自动化水平,提升系统的安全性和可靠性以及运营的效率与灵活性。
FAO系统对应的是GoA3级和GoA4级,前文说的自动唤醒、自动洗车、自我检测等更“高阶”的功能,基本都是它的功劳。
就算同为GoA4级别,不同的列车自动控制系统还是存在差别。今年3月青岛地铁1号线列车所采用的TACS系统(Train Autonomous Circumambulation System,即列车自主运行系统),就给地铁行业带来了新的“天花板”。
与大多数由控制中心发出指令的列车不同,TACS系统控制下的列车不需要听从控制中心的指令,而是在车与车之间就可以完成信息交互,从而识别运行环境完成自主决策。
打个比方,基于车-地通信的自动驾驶列车算是“高中生”,已经具备了独立学习的能力,但还是需要依赖“班主任”,也就是控制中心来控制学习节奏和进度。而TACS更像是“大学生”,不再需要老师的指令,根据周围“同学”(即其他列车)的学习状态就可以自行把控学习进度。
我们不妨期待一下,下一个“最聪明”的列车将在什么时候出现?