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      法國TC-Rail遠程駕駛項目開展情況

      發布時間:2020-08-03 【字體:

        

          【《IRT2020年第4期】法國國營鐵路公司(SNCF)2017年開始實施為期五年的無人駕駛客貨列車項目,并期望于2025年之前在干線網絡上開行無人駕駛列車。由于干線網絡遠比當前普遍的自動化地鐵系統復雜,因此,該無人駕駛列車項目被分解成多個子項目,每個項目開發單獨的構建模塊,共同實現列車自動運行(ATO)TC-Rail作為其中一個核心項目,旨在開發和驗證一種機車遠程駕駛解決方案,使駕駛員能夠從一個遠程站點安全地控制和駕駛列車。該項目于201710月啟動,由SNCF與法國鐵路技術研究所(Raileniun)、泰雷茲集團(Thales)、歐科佳通信集團(Actia Telecom)和法國國家太空研究中心(CNES)合作實計劃于2021年完成。

        TC-Rail項目研究人員將開發一種遠程駕駛臺,支持法國未來自動干線路網的第一英里、最后一英里以及緊急情況下的運行控制,并為列車自動運行系統出現故障時提供安全保障。項目組于2019年年中成功研制了首個演示平臺,主要用于確定系統架構,功能方面只關注牽引和制動任務。目前,項目組正在開發第二個演示平臺,旨在進一步整合與駕駛相關的任務,包括將通信技術整合到系統中,進一步提高系統的安全性。第二個平臺計劃于2020年年底或2021年初開始相關試驗。

        TC-Rail項目的主要挑戰之一是在列車和地面之間建立一條強大的高傳輸量通信鏈路。這一鏈路必須能夠承載大量數據,并保證低延遲和高傳輸質量,以實現符合安全協議要求的遠程駕駛。該項目將衛星通信和4G確定為試驗首選通信平臺,用于支持列車狀態、實時視頻流、定位信息和機車駕駛室內聲音的傳送。

        TC-Rail項目中所使用的衛星通信系統由雙向Ka波段衛星鏈路組成,主要的子系統包括移動(OTM)天線、地球同步衛星、位于CNES的地面部分樞組,以及連接CNES站點和遠程駕駛站點的地面光纖鏈路。其中,移動(OIM)天線由 Actia Telecom設計和提供,安裝在放置于貨車上的公路用車上。該天線由室外裝置和慣性參考系統組成,并配有調制解調器、本地監控器等室內裝置。其中,室外裝置包括Ka輻射板、低噪聲塊轉換器(LNB)、天線控制裝置(ACU)。該天線負責列車的所有通信,其頻段規劃包括用于前向鏈路的具有自適應編碼調制(ACM)DVB-S2載波,以及用于返回鏈路的具有不同調制的三個DVB-RCS2時分多址(TDMA)載波。這種配置増加了抵御降雨等不利氣象條件的能力,有助于降低兩端的信噪比水平。地面光纖鏈路允許數據通過專用鏈路進行路由,因此延遲能夠穩定在600毫秒,并且進一步增加了演示平臺的安全性。

        此外,項目研究人員還開發了一個視覺系統,為遠程駕駛員提供必要的信息。該系統由五個子系統組成,包括兩個攝像機子系統、兩個分別位于列車前部和后部的紅外光發射子系統,以及個處理單元。每個攝像機子系統由彩色攝像機和近紅外(NIR)攝像機組成,這兩個攝像機都可以通過信號跟蹤色信息,并通過對每個攝像機拍攝的圖像進行組合來提高夜間的對比度。

        20194月,研究人員在巴黎南部新城圣喬治( Saint Georges)和于維西(Juvisy)之間 RER Line D線的4公里路段上,進行了現場遠程駕駛試驗,列車以50公里/小時的速度運行,遠程駕駛員通過演示平臺成功執行了加速、制動等操作。試驗過程中4G連接運行良好,但衛星通信存在一定困難,由于接觸網阻擋信號導致視頻流被切斷。項目組計劃在下一階段的試驗中采用不同的帶寬和不同的系統重新嘗試衛星通信,同時對專用4G網絡進行進一步試驗,并增加公共4G網絡。項目組的目標是將上述通信方式結合起來,以便在沒有4G可用時能夠有效地切換到另一種通信技術。此外,未來的開發工作還將考慮5G通信網絡,但不會在現有項目范圍內實施。

                                                                                (來源:中國鐵道科學研究院集團有限公司科學技術信息研究所)

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