一、引言

2024年全年，我国新增城市轨道交通运营线路18条，新增运营区段27段，新增运营里程748公里。2024年全年实际开行列车4085万列次，完成客运量322.4亿人次，较2023年增加28亿人次，同比增长9.5%。截至2024年12月底，我国共有54个城市开通运营城市轨道交通线路325条，运营里程10945.6公里，车站6324座。具体来看，43个城市开通运营地铁、轻轨线路267条，运营里程9477.6公里，完成客运量311.3亿人次；16个城市开通运营单轨、磁浮、市域快速轨道交通线路25条，运营里程970.7公里，完成客运量9.8亿人次；18个城市开通运营有轨电车、自动导向轨道线路33条，运营里程497.3公里，完成客运量1.3亿人次。轨道交通已成为超大城市公共交通体系的核心载体。

当前行业普遍面临三大痛点：全自动运行系统核心系统接口增多导致的联调周期延长 40%（某新线案例）；复杂工况下设备联动误报率超 5%；故障注入测试覆盖率不足 70%。这些问题直接影响线路开通进度与运营安全，亟需建立系统化的重难点分析框架，为工程实践提供理论支撑。

二、城市轨道交通全自动运行线路综合联调场景概述

根据交办运〔2023〕56号《城市轨道交通初期运营前安全评估规范》，综合联调应在各子系统单体调试完成并通过初步验收后开展。联调阶段须严格按照《规范》附录中的联调测试大纲，逐项验证系统之间的数据交换、控制命令、故障隔离和应急联动功能，重点检查信号与车辆定位精准度、平台屏蔽门与车门的联锁逻辑、应急断电及再供电恢复、通信链路切换及冗余切换、综合监控平台的实时监测和报警响应，以及各类异常工况下的自动保护与人工干预流程。联调试验全过程应形成完整的测试用例、数据记录和问题清单，重大缺陷必须返工并经复测合格后方可进入系统综合评估；所有试验记录和评估报告均需提交交通主管部门审核备案，以确保项目达到“安全、稳定、可靠、可维护”的运营前安全评估要求。

（一）全自动运行线路的构成与特点

城市轨道交通全自动运行线路是一个高度复杂且集成化的系统，主要由信号、车辆、通信、综合监控、站台门等多个关键子系统构成。

（1）信号系统

信号系统堪称线路运行的 “智能大脑”，它运用先进的计算机技术、通信技术以及控制算法，实现对列车运行的全方位精准把控。它不仅负责设定列车的最优运行路径，精确到厘米级的定位与控制，还能依据实时的客流大数据分析，动态调整列车的运行速度与间隔时间。例如，在举办大型活动等客流骤增的特殊时段，信号系统可快速将行车间隔缩短至极限，确保快速疏散乘客；而在夜间低峰时段，合理延长间隔以节能降耗。同时，其具备强大的抗干扰能力，即便在复杂电磁环境下，也能保障信号传输的准确性与稳定性。

（2）车辆系统

车辆系统作为乘客出行的关键 “移动载体”，融入了诸多前沿科技成果。除了常见的自动唤醒、自动出入库等自动化操作，还搭载了智能诊断系统，能实时监测车辆各部件的健康状况，提前预警潜在故障。车辆的牵引系统采用了高性能的电机与先进的调速技术，可在不同负载、不同路况下实现精准的动力输出，确保列车平稳加速与减速。制动系统则配备了多重冗余设计，如电磁制动、摩擦制动等多种方式协同，保障紧急情况下的快速停车安全。

（3）通信系统

通信系统作为信息交互的 “神经脉络”，构建起了有线与无线融合的高速通信网络。其无线通信采用了 5G 等先进技术，保障列车高速行驶过程中与地面控制中心、相邻列车之间的大容量数据实时交互。有线通信则负责站内各设备、系统间稳定可靠的数据传输，确保诸如视频监控、设备状态监测等信息的准确传递。

（4）综合监控

综合监控系统仿若线路的 “智慧管家”，整合了来自各子系统的海量数据，运用大数据分析、人工智能算法等，对设备状态进行深度洞察。它不仅能提前精准预测故障发生的概率与时间，还能给出针对性的维护建议，助力运营人员实现预防性维护，极大提高运营的可靠性。

（5）站台门

站台门作为地铁站台与轨道之间的安全屏障，通过与列车定位和信号系统紧密联动，实现“列车停稳→门位对齐→信号联锁→车门与站台门同步开启”的精准控制，有效杜绝乘客误入轨道或与摆动车门发生碰撞的安全隐患；内置红外光幕等多重障碍检测装置可在门扇关闭过程中实时感知异物并自动回弹，进一步提升安全性；同时，关闭的站台门能隔绝列车进出时的强风、噪声与冷热空气交换，显著降低空调及通风系统能耗，并在火灾或烟雾等紧急情况下按预设方案自动解锁，为乘客提供快速疏散通道；配合自诊断与远程监控功能，站台门系统能够定期自检并预警故障，为轨道交通的高效、安全、智能运营提供坚实保障。

（二）综合联调的目标与主要内容

综合联调的根本目标在于对全自动运行线路的各子系统及整体系统开展深度、全面的检验，确保其在功能、性能以及协同工作等方面达到甚至超越设计预期，从而为城市公共交通输送稳定可靠的运力。

在各子系统自身功能测试方面，信号系统的测试涵盖了复杂场景下的联锁逻辑验证，如在多列车同时运行、道岔故障等特殊情况下，联锁关系是否依然坚如磐石，保障行车秩序。车辆系统的性能测试拓展到了极端工况模拟，像在暴雨、高温、高寒等恶劣环境下，车辆的各项性能指标是否仍能满足安全运营要求，电气设备的绝缘性、机械部件的耐受性等都需严格检测。

子系统间协同作业的测试更是重中之重。例如信号与车辆协同，要模拟在连续多站频繁停车、启动，以及遭遇突发信号干扰等复杂场景时，两者之间的指令交互是否零延迟、零差错，车辆的响应是否精准无误，确保整个行车过程的流畅与安全。供电与通信系统协同方面，要验证在供电波动、通信短暂中断等异常情况下，通信系统能否保障关键数据的优先传输，供电系统能否维持核心设备的稳定供电，避免出现大面积运营瘫痪。

综合监控系统与各子系统的协同测试，重点在于检验监控系统对各子系统异常数据的捕捉、分析以及预警能力，是否能及时准确地为运营人员提供决策支持，实现快速故障处置，保障线路持续稳定运营。通过这一系列详尽且深入的综合联调内容，将潜在隐患消除在萌芽状态，为全自动运行线路的正式投运保驾护航，使其更好地服务于城市交通与广大市民。

三、综合联调场景验证中的重难点分析

（一）子系统间接口协调问题

在城市轨道交通全自动运行线路的综合联调进程中，各子系统间接口协调问题犹如隐藏在系统深处的 “暗礁”，是极为关键且棘手的重难点所在。

从接口类型细致划分来看，物理接口、通信接口以及软件接口共同构建起了子系统间交互的桥梁。物理接口涉及到硬件层面的连接，如各类线缆、接插件等，其规格、引脚定义等细节若不一致，物理链路便无法正常搭建。通信接口则承载着关键数据的传输任务，像信号系统与车辆系统之间，通过高速、精准的通信接口，每秒都在传递着行车指令、速度调控等关乎列车运行安全与效率的核心信息。软件接口则侧重于不同软件系统间的交互逻辑与数据调用规则，是实现各子系统软件协同工作的关键环节。

然而，现实中各子系统往往由不同的供应商负责研发与生产，这就导致接口标准难以统一。不同供应商基于自身的技术体系、设计习惯以及商业考量，制定的接口标准在诸多方面存在差异。例如，在数据格式方面，有的采用二进制编码，有的则是 ASCII 码，这使得数据在转换与解读过程中极易出现错误。传输协议上，有的遵循 TCP/IP 协议，有的可能采用自定义的专有协议，进而造成数据传输的丢包、延迟甚至中断情况。这种数据交互的乱象，严重破坏了子系统间协同运作的连贯性与准确性，就如同乐队演奏时各乐器的节奏和音调不一致，无法奏响和谐的乐章。

尤其在系统进行升级或改造时，新功能模块的加入会打破原有的接口平衡状态。若前期未对接口兼容性进行全面且深入的评估与规划，很容易引发连锁反应，滋生出一系列新的协调难题。例如，曾有某线路计划引入智能客流监测与调度新功能模块，在接入既有系统时，由于未充分考虑与信号系统、综合监控系统等接口的适配，导致信号传输出现延迟问题。这一延迟在列车运行过程中不断累积，致使列车难以按照预设的时间间隔和速度运行，运行效率大幅下滑，严重时甚至引发了短暂的运行中断，造成了不良的社会影响。

（二）不同工况及运行模式下设备精准联动与可靠响应

全自动运行线路所处的运营环境丰富多样，工况与运行模式的复杂性为设备精准联动与可靠响应带来了严苛挑战，也使其成为综合联调场景验证中又一核心重难点。

就工况而言，日常运营阶段，线路的客流相对平稳，设备负载处于常规水平，各设备按部就班地执行任务。但一到高峰时段，汹涌的客流如潮水般涌入站台，列车的停靠、启动频次大幅增加，车厢内的拥挤程度也对车辆的牵引、制动以及环境调节等系统提出更高要求，设备负载瞬间攀升，需要在高强度运转下保持稳定可靠。而节假日期间，客流的出行规律和时间分布与平日不同，呈现出间歇性的高峰和低谷，对列车的排班、调度灵活性考验极大。至于夜间检修时段，线路从运营状态转入维护状态，设备需要在特定时间准确完成运行状态切换，配合检修人员开展各类检测、保养工作，这要求设备具备精准的自检与状态反馈能力。

运行模式方面，UTO（无人值守全自动运行）模式下，列车的自主运行依赖于高度智能化的系统控制，对各设备的自动化程度、故障自诊断与应急处理能力要求极高，任何细微的偏差都可能引发严重后果。DTO（有人值守全自动运行）模式虽有人员参与部分操作，但同样需要设备与操作人员之间实现无缝对接，确保指令传递准确、响应及时。

当在这些不同工况与运行模式之间进行切换时，设备精准联动与可靠响应面临着重重困难。以高峰时段切换至夜间检修模式为例，车辆在结束高强度的载客运营后，要精准无误地停靠在指定的检修位置，偏差不能超出严格限定的范围，随后按序完成复杂的自检流程，将车辆各关键部件的状态信息准确反馈给检修人员，同时还要与信号系统、供电系统等协同，保障检修环境的安全与稳定。信号系统在此过程中，需要精准调整运行权限，从高峰时段的高密度调度权限切换至适应检修工作的权限模式，确保检修人员的操作指令能准确下达，且不会因权限混乱引发误操作风险。

但在实际验证过程中，受到多方面因素制约，设备难以达到理想的联动与响应状态。设备老化是常见的问题之一，长期的高负荷运转使得机械部件磨损、电子元件性能下降，影响设备的响应速度和准确性。软件逻辑不够完善同样不容忽视，部分软件在设计时未能充分考虑各种复杂工况和模式切换的细节情况，导致在切换过程中出现指令执行错误、逻辑判断失误等情况。这些设备响应延迟、联动失误等状况的出现，不仅打乱了综合联调的节奏，延缓了整体进度，更重要的是为后续正式运营埋下了安全隐患，如同在精密的机器中埋下了不稳定的 “定时炸弹”。 

四、应对重难点的策略与建议

（一）针对接口协调问题的解决策略

为有效解决城市轨道交通全自动运行线路综合联调中各子系统间接口协调这一重难点问题，首先应在项目前期就统一接口标准。由建设单位牵头，联合各子系统供应商，依据行业规范以及线路的实际运营需求，制定详细且通用的接口技术规范，明确数据格式、传输协议、物理接口的规格等关键要素，从源头上避免因标准不一致带来的协调难题。

加强各供应商之间的沟通协作也至关重要。在系统设计、开发阶段，定期组织供应商开展技术交流会议，促使各方充分了解彼此系统的功能特点及接口需求，提前对可能出现的接口兼容性问题进行预判与协商解决。同时，建立联合调试机制，在各子系统完成单体调试后，尽早开展接口联调工作，模拟各种实际运营场景，对接口的稳定性、数据交互的准确性进行全面检测，一旦发现问题，及时组织相关人员分析原因并整改，确保接口能够稳定可靠地工作。

此外，还需建立接口变更管理流程。在系统后续的升级、改造过程中，对于涉及接口变动的情况，严格按照流程进行评估、审批和实施，要求相关方同步更新接口文档，并重新进行接口联调测试，防止因接口变更引发新的协调故障。

（二）保障设备精准联动与可靠响应的措施

面对不同工况及运行模式下设备精准联动与可靠响应的挑战，要制定完善且细致的设备联动测试方案。该方案应涵盖线路所有可能出现的工况和运行模式组合，明确在每种情况下各设备的预期动作、响应时间以及相互之间的联动逻辑，为测试工作提供清晰的指导依据。

增加不同工况和模式的模拟测试次数，不能仅仅满足于常规的测试场景，更要着重关注高峰、故障等特殊工况以及 UTO、DTO 等不同运行模式之间频繁切换的情况。利用先进的模拟测试平台，尽可能真实地还原实际运营环境，对设备的性能和联动情况进行反复验证，及时发现并解决设备响应方面存在的问题，如通过优化设备的控制软件算法、加强硬件的维护保养等方式，提升设备的可靠性和稳定性，确保其在复杂多变的运营场景下都能精准联动、可靠响应。

同时，建立设备运行状态的实时监测与反馈机制，在联调过程以及后续运营阶段，持续收集设备的各项运行数据，通过大数据分析等手段，提前预判可能出现的设备联动异常情况，以便及时采取预防和修复措施。

五、结论

通过对城市轨道交通全自动运行线路综合联调场景验证重难点的深入剖析，我们清晰认识到子系统间接口协调、不同工况及运行模式下设备精准联动与可靠响应以及突发故障场景验证等方面存在诸多挑战。在未来城市轨道交通不断发展的进程中，随着技术的持续进步，综合联调工作也需与时俱进。一方面，要进一步优化各子系统的设计与集成，从根源上减少接口协调等问题的出现概率，提升系统间的兼容性与协同性。另一方面，不断完善综合联调的方法与流程，借助更先进的模拟测试技术、大数据分析手段等，更精准地验证各场景下设备的性能与联动情况，从而保障全自动运行线路能更好地服务于城市公共交通体系，为市民提供更加便捷、安全、可靠的出行体验，推动城市轨道交通行业迈向更高的发展水平。

参考文献：

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