目前城市人口迅速膨胀，据世界铁路研究所预测，到2016年，全球将有500 多个城市的居民超过百万，随着城市人口增加带来的城市交通拥堵问题日益严重。城市轨道交通在解决城市交通拥堵中起到了显著作用，近年来世界范围内的城市地铁线路数量不断的在增长。而在此过程中轨道交通运行控制系统也经历了从人工驾驶到半自动驾驶再到地铁全自动驾驶的转变，轨道交通系统的安全性和自动化程度也得到了不断提高。但随着载客压力的不断增加，运行速度的不断提高，列车运行密度不断增加，使得地铁线路日益拥挤带来的运营安全挑战成为轨道交通发展的难题。而实现信号和地铁自动化将有效解决轨道交通网络饱和的问题，同时有效地提高城市运输能力，城市轨道交通正在向全自动无人驾驶的运行模式发展。 我们知道，现在中国的高铁技术在国际上已经处于领先地位，但是在城市轨道交通的技术方面还是相对落后的，特别是在全自动控制技术这一方面，与国际先进水平的差异比较大。近年来自动化地铁在全球轨道交通领域日渐升温。目前，巴黎、新加坡等城市全自动化地铁已正式投入运营，还有马赛、柏林等城市正在将原有的传统地铁改造为全自动化地铁。连接美国曼哈顿和布鲁克林的纽约地铁L号线经过改造，正式启用自动控制系统。迪拜地铁是阿联
酋投巨资兴建的世界上最长的无人驾驶城市快速轨道交通系统。而在我国大陆地区轨道交通无人驾驶处于起步阶段。上海地铁10号线是我国第一条FAO（全自动无人驾驶系统）地铁线路，但在运营上，列车上还是会有司机人员，只是司机的职责不是控制列车，而是为乘客提供安全防范讲解以及紧急情况下的处理。据悉，未来北京将有6条地铁线路实现无人驾驶，而最近的一条全自动无人驾驶线路也将在2016年建成通车，它就是北京的燕房线。北京的燕房线列车通车后将实现“全无人驾驶”，最高运行速度为80千米/小时，最大载客量为1262人。列车采用IEC62267标准中规定的GOA4级全世界最高自动化等级进行研发设计，已经达到了国际领先水平。可以说全自动驾驶系统的地铁将是未来城市轨道交通发展的趋势。
全自动无人驾驶系统指的是完全没有司机和乘务人员参与，车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营，自动实现列车休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车和开关车门，以及在故障情况下实现自动恢复等功能，包括洗车也能在无人操作的情况下完成。那么，全自动无人驾驶地铁和传统的地铁有什么区别呢？通过查阅资料，我总结了一下几点区别：
1、运营模式的差异
全自动无人驾驶的行车控制采用控制中心一级控制模式。控制中心直接面向列车和乘客，直接服务乘客，指导乘客处理紧急事务。行车控制的大部分工作由计算机自动完成，调度员的工作主要是常规的监视以及必要的干预和确认，并且严格遵守 “故障-安全”原则，服从先程序控制后人工干预。按照全自动无人驾驶RAMS0(即可靠性、可用性、可维护性、安全性)的要求，控制中心具有集中的维护管理功能。为了防止控制中心发生意外，可能时建设备用控制中心。全自动无人驾驶的停车场分有人区和无人区。无人区是全自动运行区域，也是正线的延伸，可实现列车自动唤醒、自动休眠、自动出入库、自动清洗等功能；有人区为非自动区域，与常规系统基本相同。
全自动无人驾驶系统的车站不具备行车控制功能，只在得到控制中心授权的情况下，协助处理相应区域的一部分工作。如图一所示为无人驾驶列车的运营模式状态和管理流程图。
图一 运营模式状态和管理流程图
2、核心技术的差异
1) RAMS要求高
全自动无人驾驶系统RAMS的多项指标要高于常规的系统，特别是在可靠性方面的指标更高。据有关文献记载,安全完善度为等级4，可靠性指标
要高于99.99%。因此像车辆上一些设备的容量要考虑冗余，列车控制系统要有冗余。根据需要，应设置后备的驾驶员操纵设备,ATO系统应考虑双机冗余等。
2)建立大集成的综合监控系统
高度集成的综合监控系统(ISCS)对于全自动无人驾驶系统是至关重要的，它与传统系统有着显著的区别。ISCS直接服务于运营管理及非常事件
的处理，系统集成方式是根据各全自动无人驾驶系统的设计思想而异。比如，可以将电力监控系统(SCADA)、设备监控系统(BAS)、电视监控系统(CCTV)、乘客信息系统(PIS)、广
播系统(PA)以及防灾报警系统(FAS)和门禁系统(ACS)等集成在ISCS中。如图二所示为综合监控系统网络架构图。
图二 综合监控系统网络架构图
3)车辆
车辆不设驾驶员，只设一个简易的操纵台，以备应急时人工操作。冗余设计是全自动无人
驾驶系统车辆的特点。车辆的客室还设摄像系统,实时传送至OCC(运营控制中心)，在客室和主要设备柜设火灾报警系统的探测器，在客室还设应急疏散指示和报警器。车辆的故障信息能实时发送到OCC和车辆段。
4)信号系统
全自动无人驾驶系统的列车运行完全依靠信号控制，因此信号系统必须采用高可靠、高安全和冗余设计，需要更高的列车定位精度，以及实时的列车运行控制命令和设备状况报告，要求ATC车载与轨旁设备之间双向的高容量通信，所用信号系统必须采用基于无线通信技术的移动闭塞系统。移动闭塞ATC系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息，并据此计算出每一列车的运行权限，动态更新发送给列车；列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态，计算出列车运行的速度曲线，实现精确的定点停车和完全防护的列车双向运行模式。
5)运营控制中心(OCC)
OCC不单是对列车全自动运行、车站设备、电力供给、防灾报警和票务管理等实现统一调
度指挥的监控中心，而且作为对各类应急事件处理的指挥中心；它还是全线所有相关运营管理信息的集散地和交换枢纽。因此，OCC的功能在很大程度上超出了传统系统的范畴。如图三所示为控制中心调度员、乘客、司机和视频监控关系图。
图三 控制中心调度员、乘客、司机和视频监控关系图
3、 列车及系统的调试
传统的列车在完成型式试验后，将分别做车辆的限界试验，以及车辆与信号系统、通信系统和供电系统的技术接口等试验。全自动无人驾驶系统必须要确保整个系统安全、可靠、万无一失地运行。由于监控系统也高度集成,因此要进行车辆、信号、通信、供电、综合监控系统,以及救援、应急疏散等的联合调试；而后要进行长时间的不载客试运行，以考核车辆及各子系统的可靠性和安全性。
对于全自动无人驾驶的地铁列车而言，高密度的作业量安排，更小的行车间隔，对于线路有限的条件下，精确的列车定位对于保障列车的安全高效率运行就显得十分的重要。全自动无人驾驶地铁可以采用差分GPS(即Differential Global Position System,简为DGPS)技术。DGPS引入一个已知位置的误差信息后，定位精确度带来数量级的提高，能实时地给出cm级的定位结果。在此模式下，连续通信使得DGPS不受物理区段的约束，只在逻辑分区之间发生步进(计算机内部模拟的列车从一个区段运动到相邻的区段叫做/步进0)，并根据原始的列车位置报文修正列车实际的位置，车次号跟随列车当前的位置步进。
DGPS选择一个位置精确的已知点作为GPS接收机基准站，其余GPS无人驾驶系统接收机(移动站)分别设置在需要测定其位置的载体上。根据基准点的已知精确坐标，可以求出定位结果的坐标
改正数或距离观测值的改正数。通过基准站和移动站之间的数据链，将这些改正数实时传送给移动站，使移动站的GPS接收机的定位结果或伪距观测量得到改正。其目的是消除公共误差项，有效地减弱相关误差的影响，以获得精确的定位结果，从而提高定位精度。如图四所示为DGPS定位原理图。
图四 DGPS定位原理图
从以上对全自动无人驾驶地铁列车和传统地铁列车的比较分析中我们可以看出其在未来发展中的许多优势。首先，利用高可靠性和安全性的信号系统(ATC)，高可靠性、大容量的具有实时传输功能的通信系统，以及具有高度的牵引/制动控制精度、快速准确的故障诊断分析与排除功能和应急疏散声光电报警指示的车辆等，结合智能化和数字化的综合监控系统(ISCS)、运营控制中心(OCC)，依靠人工监视与干预机制可以确保高安全性和可靠性。其次，全自动无人驾驶系统的信号系统采用了基于无线通信技术的移动闭塞系统，通过与车辆的高精度控制系统的技术接口来实现列车精确定位、高速运行、实时跟踪和自动折返,有效地缩短了列车运行间隔，提高了行车密度和旅行速度，可适应大客流的需要。列车高密度运行，可减小列车编组、缩短车站长度；旅行速度的提高有利于减少车辆配置数量，使建设投资得到有效控制。全自动无人驾驶系统具有按客流自动调整运营策略和列车开行密度的功能，能灵活地适应高峰大客流和低峰客流的运营需要，提高列车满载率。列车不设驾驶员，使操作人员大幅度减少；车辆配属数的减少也使维修人员数减少，使整个维修成本下降。因此从总体比较，全自动无人驾驶系统的生命周期成本(LCC)要比常规系统减少。全自动无人驾驶系统是高科技含量的轨道交通系统，需要有高的管理水平与之相适应。因此，要求管理人员有较高的素质，不仅要有较高的科技文化水平，能沉着、机灵应对突发事件，更要有极高的服务意识和责任感，使运营服务水准有明显的提高。
我们知道，列车无人驾驶系统首先在城市轨道发展起来，有其各方面的原因。城市发展需要是一方面，技术难度上的差异也是一个方面。在大铁线路上更快的常规行车速度，要求更高的行车保障难度，更复杂的线路行车环境使得无人驾驶列车还不能运用到大铁铁线路上，或许在科技更加发达的未来，我们能够借鉴更多的技术，在无人驾驶汽车已经实现的基础上借鉴，使全自动无人驾驶在我们的大铁线路上成为可能。
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