摘要：基于市郊铁路璧铜线在整个重庆轨道交通线网中的功能定位，从国家政策、行业发展、线网规划、工程建设、投资增幅等方面，分析采用FAO系统的必要性。认为璧铜线采用FAO系统，投资增幅不大，有助于工程实施和运营管理，经济效益明显，社会意义重大，必要性充足。

  作者：刘实秋（中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，重庆 400023）

  近年来，重庆市积极地推进国铁、市域（郊）铁路、城市轨道交通“三铁融合”，规划了总长达482 km的城轨快线号线等），对内承担快速运输服务功能，对外强化环主城地区与中心城区联系。按照规划，城轨快线与市域（郊）铁路贯通运行，采用全自动运行系统（Fully Automatic Operation，FAO）而市郊铁路璧铜线等级普通CBTC系统。为保证“三铁融合”能在27号线和璧铜线上顺利试点，推动智慧城轨建设，有必要论证璧铜线采用FAO系统的必要性。

  1、璧铜线所示，重庆市郊铁路璧铜线是璧山至铜梁的东西向快线号线，西端接远期规划市郊铁路潼南线，为促进渝西片区发展，满足璧山、铜梁与主城区一体化、同城化需求，引领城市发展格局，助力打造轨道上的都市区而建设，是重庆市“三铁融合示范线座，设铜梁新城、璧山主变电所2座，其中璧山主变电所与27号线、FAO系统特点

  FAO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控制管理系统[2]，属于智慧城市轨道交通建设的一部分，是实现轨道交通智慧运营的最佳载体。

  FAO系统是一项系统工程，涉及车辆、信号、综合监控、通信、站台门、车辆基地等关键核心专业，实现安全高效运输的复杂巨型系统。如图2所示，FAO系统在GoA2等级系统组成的基础上，在控制中心增加乘客调、车辆调、维护调等调度设备，车站增加人员防护开关（SPKS）、清客确认按钮、联动开关门按钮等各类人员防护和控制开关，车载设备增加列车休眠唤醒模块，实现系统控制的远程化、自动化。

  FAO系统包含自动化等级GoA3和GoA4，即全自动运行模式分为有人值守的全自动运行（DTO）和无人值守的全自动运行（UTO）[3]。一般的情况下，GoA3与GoA4一样，由设备自动完成各项操作；紧急状况下，GoA3与GoA2一样，由车上的司乘人员处置故障，而GoA4则需由地面派人到车上进行处置。

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  针对长大区间、环境条件严苛地段，可利用FAO系统不必等待司机就位的优势，采用ATO精确行车设计以应对区间阻塞问题，既提高了效率，也可节省工程投资；运营管理自动化程度高，可优化车站常备工作人员及对应的生产管理用房，减少实际工程造价，优化车站可用空间。

  根据城市轨道交通列车通信与运行控制国家工程实验室发布的《全自动运行系统安全报告》白皮书[4]，FAO系统安全措施丰富,能确保列车运营安全、现场作业人员安全、乘客乘降过程安全、操作的流程安全和不正常的情况安全。

  FAO系统提高了各相关系统整体自动化水平，降低了列车运行误操作率，提供了高效故障处理解决措施、灵活运营组织方式，提高了列车运行整体可靠性。根据北京市轨道交通运营管理有限公司发布的《燕房线全自动运行系统用户使用报告》[5]，燕房线次/万列公里，而同期开通的某ATO线个月的影响行车故障率为0.66次/万列公里，两相对比，可见FAO系统显著提升了轨道交通系统整体稳定性和可靠性。

  FAO系统运行时不需要司机进行任何操作，节约了司机操作时间，可突破传统行车运行间隔瓶颈，在保证相同有效站停时间下可降低站停时间，缩短列车追踪间隔及折返间隔，提高线路旅行速度，来提升运能。尤其是在建设开通初期、车辆缺少的情况下，实现小编组和高密度运营，这样的运输方式能吸引更多的客流。

  相对于传统的GoA2等级系统，FAO系统有更高的性能指标，更长的故障维修周期，信号、综合监控、车辆、屏蔽门、通信等系统的技术装备可靠性更高，可降低全生命期维护成本和运营成本。

  如表1所示，FAO系统（GoA3/GoA4等级）与GoA2等级相比较，ATS、ATO、车地通信系统平均故障间隔时间（MTBF）延长了3～7倍，可以推测，应用FAO系统，信号系统维修间隔可延长3倍，明显降低了长期维护成本。

  FAO系统从上电开始，完成设备自检、车库内发车、进入正线运行，到站停车、开关车门、离站发车、结束正线运行、回场、洗车、库内停车、设备断电，全过程不需要人工介入，均由设备自动实现。节省了操作人员，明显提升管理效率。

  应用FAO系统后，不管是高峰期还是非高峰期，整个运营线路的准点率、时刻表兑现率、旅行速度、停车精度、无事故运营里程、设备维检修便捷性等方面均有显著提升；运营间隔、旅行时间和等待时间明显缩短；同时，车上乘务员可以在车厢内为乘客提供更周到的服务和紧急处理工作；来提升运营及服务水平，提升乘客满意度。

  应用FAO系统后，列车按最优模式进行更精确的运营控制，可实施多列车自动、实时、协同控制，实现列车、车站机电设施节能优化运行，降低系统整体能耗，根据UITP统计数据，FAO系统相对于传统的GoA2等级系统节能约10%～15%。

  十九大报告中指出，要加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、AI和实体经济深层次地融合，加强水利、铁路、公路、水运、航空、管道、电网、信息、物流等基础设施建设。中华人民共和国国家发展和改革委员会印发《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，要求加快建设智能化基础设施，电力、燃气、交通、水务、物流等公用基础设施的智能化水平大幅度的提高，运行管理实现精准化、协同化、一体化。

  从国家政策方面看，应用FAO系统，将推动互联网、大数据、AI和实体经济深层次地融合，加快交通智能化基础设施建设，促进智慧城市健康发展。

  中华人民共和国国家发展和改革委员会和中华人民共和国交通运输部联合印发《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通》[6],要求积极研发和应用智能交通先进的技术，从优化运行系统结构、提高行车密度、强化车地信息交互及控制功能等方面，积极发展列车自动控制系统。中华人民共和国国务院印发《新一代AI发展规划》[7]，到2025年人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，AI成为带动我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展。

  目前，国内已有/在建FAO项目，包含14个城市37条轨道交通线 km。中国城市轨道交通协会在《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》提出[8],到2025年，城轨全自动运行系统持续完善优化，智能化、标准化、系列化水平逐步提升，全自动运行系统应用场景范围逐步扩大。从行业发展方面看，应用FAO系统，将促进智能交通发展，推动AI应用达到世界领先水平，智能社会建设取得积极进展。

  2019年2月28日，重庆市政府审议通过《城市轨道交通成网计划实施方案》，坚持以轨道交通引领城市发展格局，加快城市轨道交通建设，2022年实现运营和在建里程“850+”，建设系统配套、一体便捷的综合交通枢纽，推动国铁、市域（郊）铁路、城市轨道交通、城市公交无缝衔接、便捷换乘，大力推动“三铁融合”。随后，璧铜线项目法人重庆市铁路集团有限公司发布《重庆智慧快轨信息化总体设计》，提出智慧快轨构想，要求工程建设应促进“三铁融合”，构建重庆全域“一张网、多模式、全覆盖”的轨道交通体系”。

  从线网规划方面看，应用FAO系统，是遵循重庆智慧快轨信息化总体设计，落实智慧快轨构想，推动“三铁融合”，构建轨道交通一体化建设的具体实践。

  2019年12月，城轨快线号线纳入重庆市第四期建设规划一期，并通过可研预评估审查。审查意见认为：27号线（FAO）与璧铜线（非FAO）贯通运营，运营组织情况复杂，对行车组织、运营设施、设备对运输需求和安全要求的情况需要做进一步细化分析说明。而市郊铁路璧铜线作为落实重庆市“三铁融合”的重要试点，又必须得与城轨快线号线]。

  分析璧铜线号线（FAO）衔接示意如图3所示，两线贯通运营，工程建设上面临着如下几个问题。

  目前，对于非FAO线路建设，已有较为完善的CBTC系统建设规范体现，对于FAO线路，也已陆续颁布了技术指南和系统标准。但对于非FAO线路与FAO线路相互连通，还没有先例，也没有相应的标准。璧山站为璧铜线号线号线按FAO运营，该站需设计为FAO，但璧铜线已按非FAO标准开工建设，若将其变更为FAO，则与其他站不一致，破坏了系统整体技术标准的统一性和完整性，无相应的建设标准可依照，实施困难。另外，FAO线路整体调试时间较非FAO线%，鉴于FAO线路与非FAO线路贯通运营没有先例，联合调试时间将会更长，对建设工期影响较大。

  根据27号线和璧铜线初期交路，列车在璧山站存在3种作业模式：27号线配属的FAO列车折返后返回27号线号线配属的FAO列车切换为有人驾驶模式后，驶入璧铜线；璧铜线配属的非FAO列车驶入27号线。

  FAO列车与非FAO列车作业交织，导致该站的行车调度极其复杂，一个细小的失误就有可能导致两项瘫痪，风险极高。璧铜线配属的非FAO列车驶入27号线时，只能采用有人驾驶模式（ATO），导致27号线内FAO列车和非FAO列车混跑，运营规则不一致，对27号线的行车调度来讲，是个极大的挑战。并且，若列车在区间发生故障后，还应该要依据FAO或非FAO列车类型确定不同的救援模式，对司乘人员及站务人员素质要求极高，容易引发混乱。

  璧铜线现已确定PPP总包商，27号线PPP总包商还在招标中，非常有可能不是同一家。在两线不同的主体单位负责运营的状况下，对两线共用的衔接站的运营管理本已不容易，若还要面临非FAO与FAO切换问题，将更加困难。

  27号线配属的FAO列车驶入璧铜线时，需经停璧山站，添乘司机，切换为ATO，再驶入璧铜线。怎么样才能做到对整个切换过程的安全确认，控制运营风险，对两线不同的运营团队来讲，都非常非常重要且困难。因安全确认而增加的运营时间对全线对/小时的系统能力有一定的要求影响巨大，司乘人员如何管理同样是需要慎重考虑的问题。

  璧山站27号线侧区间为封闭式，璧铜线侧区间为开放式。铜梁停车场又需同时停靠FAO列车和非FAO列车，检修作业规程不一致，需制定不同的维护管理规则，成立不同的运维班组，配备不同的检修器具与备件，存在比较大的资源浪费。

  综上所述，从工程建设方面看，为实现璧铜线号线贯通运营，璧铜线号线制式保持一致，采用FAO系统。否则就没办法实现贯通运营，将面临施工、运营、管理、维护等多项难以解决的问题。

  FAO系统投资主要涉及通信、信号、综合监控、站台门、车辆基地等系统新增功能引起的工程费用、工程建设另外的费用、预备费，以及专项费用中的车辆购置费、建设期贷款利息等费用，根据国内已开通运营FAO线路建设经验及中城轨FAO指南，FAO线路总投资额较非FAO线%。

  从投资增幅方面看，璧铜线采用FAO系统，投资增幅不大，对总投资影响小。5、结论

  市郊铁路璧铜线与城轨快线号线接驳，是落实重庆市“三铁融合”的重要试点，应用FAO系统，投资增幅不大，且可取得优化工程设计、提高管理效率、降低运维成本等诸多效益，还能推动轨道交通智能化基础设施建设、促进智能交通发展，更重要的是，采用FAO系统能破解与27号线贯通运营工程可实施性难题。

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  [1]重庆市发展和改革委员会.渝发改交通[2020]1149号 重庆市发展和改革委员会关于市郊铁路璧山至铜梁线工程可行性研究报告的批复[S].重庆：重庆市发展和改革委员会，2020.[2]中国城市轨道交通协会.中城轨[2019]023号 中国城市轨道交通全自动运行系统技术指南（试行）：[S].北京：中国城市轨道交通协会，2019.[3]中国城市轨道交通协会.T/CAMET 04017.1-2019 城市轨道交通全自动运行系统规范 第1部分：需求[S].北京：中国城市轨道交通协会，2019.

  [4]城市轨道交通列车通信与运行控制国家工程实验室.全自动运行系统安全报告：NELURCC-WP-2017002[R].北京：城市轨道交通列车通信与运行控制国家工程实验室，2017.

  [5]中华人民共和国国家发展和改革委员会.发改高技[2014]1770号 关于促进智慧城市健康发展的指导意见[S].北京：中华人民共和国国家发展和改革委员会，2014.

  [6]中华人民共和国国家发展和改革委员会.发改基础[2016]1681号 推进“互联网+”便捷交通促进智能交通[S].北京: 中华人民共和国国家发展和改革委员会，2016.

  [7]中华人民共和国国务院.国发[2017]35号 新一代AI发展规划[S].北京：中华人民共和国国务院，2017.

  [8]中国城市轨道交通协会.中城轨[2020]10号 中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[S].北京：中国城市轨道交通协会，2020.

  [9]中铁二院工程集团有限责任公司.重庆轨道交通27号线工程可行性研究报告[R].成都：中铁二院工程集团有限责任公司，2020.

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