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当前，全自动无人驾驶系统已在地铁中得到广泛应用，其运营场景对全自动运行线路建设发挥着至关重要的作用。文章根据无锡地铁全自动运行线网建设规划，结合无锡地铁自身技术特点，并依托5 号线项目建设实际进程，提前考虑运营需求，平衡建设成本，并在此基础上，深入研究全自动运行场景的不同类别、特点、关键场景功能，并据此进行相应的场景设计。同时以场景文件为顶层输入，指导线路核心设备系统的采购、实施、验证及最终的开通运营工作，打造高质量的无锡地铁全自动运行线网，为乘客提供安全、舒适、便捷的出行服务。
FAO场景类别
为促进国内地铁FAO 技术发展，为FAO 新线建设和运营提供决策依据和指导，北京市轨道交通建设管理有限公司和中国城市规划协会牵头梳理北京、上海等城市全自动运行线路的建设经验，组织信号、车辆等关键系统供货商，发布了《城市轨道交通全自动运行系统运营指南白皮书》与T/SHJX 0018-2020《城市轨道交通全自动运行运营场景规范》等FAO 系统相关的技术指南及相关规范。将每日的运营作业设为文件主线，共制定41 项全自动运行系统基本运营场景，分类如图1 所示。
FAO场景设计思路
2.1 其他城市存在的问题
（1）编写时间节点滞后。编写场景文件的工作均在核心设备系统招标完成后才开始进行，届时采购合同已签订，需求却未完全成型，且只有系统层级的总体要求，故编写场景文件时易受来自于供货商出于商务或技术上的阻力，导致部分场景功能减配实现，甚至在开通初期的试运营期间都难以实现。（2）分类不明确。以规范列出的基本场景为基础，组织场景研讨会议，以“头脑风暴”的方式，结合实际运营需求及最新全自动技术，优化既有场景，开发衍生场景作为场景研究的思路，这样容易导致形成的场景文件分类不明晰，不利于后续其他衍生场景拓展。（3）描述不清晰。在场景文件对各项场景描述中，大多仅描述当项场景的发生背景及基本流程，对故障情况下的应急处置及各专业应具备的功能分配少有描述。2.2 FAO场景设计思路5号线的场景设计紧密围绕运营需求和自身技术特点，通过调研类似城市轨道交通线路建设及运营的经验，并结合无锡地铁现状，在基本运营场景的基础上，按正常场景、故障场景、应急场景3 大类进行拓展衍生设计，随项目执行进展不断完善、验证并修订，最终形成稳定可靠的版本，供后续线路建设参考。整体研究思路（图2）如下：
（1）分析全自动运行规范基本场景，综合参考北京、上海、南京、成都等已开通全自动运行线路场景说明书中的衍生场景，结合无锡地铁自身需求及特点，设计形成初版场景文件；（2）对接设计单位，交换会签意见，更新场景文件；（3）组织建设单位、运营单位、设计单位、咨询单位，开展全自动运行场景文件专题会议，针对每项场景，深挖运营需求，平衡建设成本，打磨描述细节，完善场景文件；（4）组织行业专家召开评审会，结合专家评审意见，完善场景文件；（5）招标准备阶段，继续组织开展场景文件讨论会，结合建设单位招标计划，落实场景文件中相关技术及接口要求到各专业用户需求书；（6）设计联络阶段，根据设计、设备供货商、安全评估、一致性协调的多方意见，核对功能和接口，修订完善场景文件；（7）通过实验室测试、外场测试及全线测试情况，对场景文件适用性进行验证，结合实际操作难点或问题，修订形成终版场景文件。2.3 FAO场景文件阶段成果无锡地铁5 号线的场景文件设计工作已开展至招标准备阶段，通过调研已开通FAO 线路的经验，并结合无锡智慧地铁发展纲领，形成场景文件阶段性成果文件，并已落实到各核心专业招标用户需求书中，以最大程度保证运营需求实现，共设计3 大类，21 小类，120余项全自动运行运营场景，简要分类如图3 所示。
2.3.1 正常运营场景正常运营场景主要包括运营准备、列车出库、正线运行、运营结束、场段作业、运营调整等6 小类，涉及夜间施工销点、轧道车运营、正线服务等34 项场景（图4），贯穿日常正常运营作业主线，详细分析梳理各项作业流程、各岗位工作职能、正线运营出现的特殊情况，描述各系统功能需求及分配，方便了后续作业流程编制和核心设备系统招标，提前预判了后期正线运营可能发生突发情况，避免实际出现此类情况而手忙脚乱。例如，夜间施工销点，如果夜间正线施工未销点，运营控制中心（OCC）无法判定线路上是否有人员或车辆在施工作业，为了运营安全，线路会暂停送电，直到销点结束。但是线路不能按时送电将导致轧道车无法正常开行，从而影响正线列车运营。
2.3.2 故障运营场景故障运营场景主要包括故障驾驶模式、核心设备系统故障、三轨失电故障、洗车设备故障等10 小类，包括蠕动模式、列车所有车门无法正常开启、车载控制器完全故障等61 项故障场景（图5），是整个运营场景中最重要的一部分，通过对核心设备系统（车辆、信号等）中影响FAO 正常运营的故障进行梳理，详细分析了各种故障处置流程、注意事项以及系统应具备的功能，为后续编制故障处置流程和核心设备系统招标提供依据。例如，远程限制驾驶模式下当列车丢失定位或列车位置有效但移动授权无效时，无法继续以全自动运行模式/蠕动模式（FAM/CAM）运行时，为避免人工上车处理故障，影响列车运营，列车则以一定限速值的远程限制驾驶模式向前移动，方便快速恢复运营，等到列车到站，人员上车查清原因并排除问题后，再恢复FAM/CAM 模式运行。
2.3.3 应急运营场景应急运营场景主要包括乘客相关、轨行区相关、列车相关、自然灾害、恐怖活动等5 小类，涉及车站突发客流、非法入侵轨行区、列车反向运行等26 项场景，如图6 所示，详细分析了地铁运营可能遇到的各类紧急情况，若此类场景出现时不能立即采取应急措施，可能引发踩踏、人员伤亡等事故事件，造成社会不良影响。通过梳理该类应急场景，详细分析各类突发情况的各岗位应急处置流程和注意事项，系统应具备的详细功能及功能分配，为后续编制应急处置作业文件，组织开展应急演练和核心设备系统招标提供理论基础。例如，车站突发客流场景详细分析了运营时段内，某车站的站台站厅，或上下楼梯、出入口通道、换乘通道等拥堵点的客流量达到饱和且有继续增加趋势，如不采取措施很可能发生踩踏等意外事件。
2.4 FAO场景文件特色无锡地铁5 号线场景文件特色主要具有以下4 个特点。（1）分类细致。场景数量达到120 余项，基本涵盖日常应急运营作业的主要流程以及核心设备系统的主要故障类别，对比已开通FAO 线路，细化程度达到行业领先。（2）说明清晰。各场景分别以场景描述、场景处理流程、功能分配、注意事项等模块进行说明，各专业功能分配明确，避免职责不明。（3） 成型在前。相较于其他线路在各专业系统招标完成后才着手编写场景文件，5 号线场景文件初版成果成型更早，以在核心设备采购招标阶段最大程度落实运营需求。（4）文件互补。以运营场景为顶层设计，运营规则为实施使用，运营规则的编制与场景研讨同步进行，内容匹配度较高。
FAO场景验证与功能测试
3.1 两项工作间逻辑关系为确保全自动运营后各系统设备可靠性，须在调试阶段对各系统设备功能以及全自动运行场景文件中各项场景功能进行充分、全面地测试及验证。其中FAO 功能测试（即综合联调项中涉及FAO 项点测试）是在新线开通前针对综合联调项中涉及到FAO 的各项功能进行测试验证，FAO 场景测试是针对新线运营过程中涉及的各个FAO 场景以及场景文件涉及到的工作流程和系统功能进行测试。以上测试属于2 项独立地工作，通常在FAO 功能测试前后，单独开展FAO 场景测试。但是通过梳理行业发布的《城市轨道交通全自动运行系统功能测试验证指南》以及DB32/T4320-2022《城市轨道交通全自动运行线路初期运营前安全评估技术规范》等规范中涉及FAO 的功能测试项点及方法，对比5号线FAO 场景文件，FAO 场景设计完全覆盖相关项点要求，在功能测试以及场景验证过程中，针对重复的功能项点原则上可以联合开展。3.2 工作项点梳理与优化由于无锡地铁5 号线工程筹备时间紧，如果单独且逐一进行此2 项工作，无法在规定工期内完成，因此针对DB32/T4320-2022 中初期运营安全评估涉及到的综合联调项点进行梳理，并结合规范要求的FAO 场景测试流程，优化测试方案，将功能测试和场景验证均涉及的功能项点联合开展，以压缩综合联调以及整体FAO场景测试周期，具体对比及优化方案如表1 所示。
按照表1 测试优化方案，无锡地铁5 号线FAO 场景调试周期从2027 年9 月至2028 年2 月，共计6 个月，为确保按规范要求完成全部场景测试及验证工作，同时对规范未涉及但场景文件要求的60 余项测试项点进行补充验证，进一步完善5 号线FAO 运营场景功能。
实际应用效果及未来展望
无锡地铁5 号线场景文件是在线路建设之初，结合全自动运行场景文件的相关规范、类似城市的设计经验，以及无锡地铁特有技术特点的基础上，进行设计研究。截至2024 年4 月30 日，结合FAO 场景文件，本项目已经梳理完成信号与车辆系统用户需求书、综合联调等工作，并形成以下阶段性成果。
（1）完善信号与车辆系统用户需求书。通过梳理信号与车辆系统用户需求书中涉及的FAO 功能等内容，对比FAO 场景文件，优化了用户需求书中FAO 功能与各系统间的接口，避免了后续调试、运营过程中出现接口争议、功能不全等问题。（2）优化FAO 场景验证与综合联调功能测试。结合工程筹备时间紧等特点，梳理FAO 场景文件及综合联调功能测试项点，优化测试方案，将2 项工作中均涉及的重复功能项点进行联合开展，以压缩综合联调以及整体FAO 场景测试周期，保证最终筹备节点满足开通初期运营需求。（3）完善核心设备功能与系统间的功能接口。根据FAO 场景文件所涉及的功能、接口等内容，结合目前地铁最新的技术成果，针对核心设备的关键技术、功能以及系统间的功能接口进行适应性、可行性以及必要性研究，完善了核心设备功能与系统间的功能接口，预防各系统出现功能不全，系统间接口不清等问题。（4） 制定人员定岗定编。通过梳理场景文件中各个场景的工作流程，结合运营规则、无锡地铁目前组织架构及人员定编等情况，制定了人员定岗定编方案，为后续定向委培招聘、人员到岗等工作提供理论依据。虽然5 号线FAO 场景文件已经在工程建设、筹备过程中起到了一定的辅助作用，但是5 号线仍处于工程建设初期，随着工程的推进FAO 场景文件在后续的站台门、通信以及综合监控等其他核心设备用户需求书的编制与完善、运营筹备等工作中，将会提供更多的技术支持。同时，FAO 场景文件的完善是一个覆盖线路建设的全生命周期过程，需要在工程建设与运营过程中的各个环节不断地深入研究和实践，以不断优化和完善，进而提高地铁FAO 系统的运营效率和安全等级，最终为无锡地铁FAO 系统线网建设提供有力支持。
/ 参考文献 /
[1]陆源清. 无锡地铁 5 号线全自动运行场景研究[J]. 现代城市轨道交通, 2024(06): 47-53.
素材来源：铁科院《现代城市轨道交通》杂志、编辑：现代城轨Gisela
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