縮短了列車的追蹤與折返間隔，運(yùn)行效率提升15%；提供更強(qiáng)的靈活性，有效應(yīng)對(duì)車站火災(zāi)、軌旁故障等多種應(yīng)急場(chǎng)景；精簡(jiǎn)車站和軌旁設(shè)備，全壽命周期成本降低20%……
5月9日，由青島地鐵集團(tuán)主辦的列車自主運(yùn)行系統(tǒng)（TACS）成果展示會(huì)在青召開(kāi)。由青島地鐵集團(tuán)與中國(guó)中車、上海富欣、浙江眾合、中興高達(dá)等國(guó)內(nèi)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，共同實(shí)現(xiàn)了TACS技術(shù)零的突破。該技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，打破了西方技術(shù)壟斷，以領(lǐng)先技術(shù)推進(jìn)了國(guó)內(nèi)列車自主駕駛的新跨越。而該技術(shù)將首次應(yīng)用于在建的青島地鐵6號(hào)線，青島“最聰明”地鐵將跑在世界最前列。
列車具備“最強(qiáng)大腦”
實(shí)現(xiàn)從“自動(dòng)運(yùn)行”到“自主運(yùn)行”跨越
此次活動(dòng)中，五十余家城市軌道交通企業(yè)、大型軌道交通設(shè)計(jì)院以及十多名行業(yè)知名專家參會(huì)，并乘坐地鐵體驗(yàn)了列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的各種運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，專家對(duì)目前際軌道交通技術(shù)發(fā)展的情況以及TACS優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了解析。
從目前國(guó)際軌道交通技術(shù)發(fā)展的情況看，全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。到2015年北京燕房線示范工程立項(xiàng)，全世界已經(jīng)有33個(gè)城市，50條線路采用了FAO全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)。無(wú)人駕駛技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而TACS則最大程度上，實(shí)現(xiàn)了安全、可靠的“自主駕駛”。
“一個(gè)是由中心發(fā)出指令，列車按指令去跑；一個(gè)是列車自動(dòng)識(shí)別運(yùn)行環(huán)境，并根據(jù)環(huán)境實(shí)現(xiàn)自主決策和自主運(yùn)行。” 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)裝備委員會(huì)主任方少軒表示，相比較目前國(guó)內(nèi)外無(wú)人駕駛地鐵線路普遍使用CBTC（基于通信的列車自動(dòng)控制）系統(tǒng)，TACS采用“車—車”架構(gòu)，列車之間可通過(guò)無(wú)線通信完成信息交互，直接獲知前行列車的位置、速度和線路狀態(tài)，讓列車具備“最強(qiáng)大腦”，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)進(jìn)路、自主防護(hù)、自主調(diào)整與全自動(dòng)駕駛。由此，弱化中心依賴，自行判斷路上的情況，安全、智能、飛速地運(yùn)行。
“列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的正式應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的“自動(dòng)運(yùn)行”到智能的“自主運(yùn)行”的技術(shù)跨越，為我國(guó)各地城市軌道交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供示范和樣板。”據(jù)青島地鐵集團(tuán)副總工程師羅情平介紹,該項(xiàng)目是青島地鐵聯(lián)合中國(guó)中車、上海富欣、浙江眾合、中興高達(dá)等企業(yè)自主研發(fā)的系統(tǒng)，真正站在國(guó)際軌道交通技術(shù)前沿并引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向，使中國(guó)軌道交通列車控制技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。
據(jù)介紹，青島地鐵聯(lián)合軌道交通車輛裝備核心制造的龍頭企業(yè)，充分利用青島市軌道交通從整車到核心系統(tǒng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的富集資源，依托青島地鐵規(guī)劃的實(shí)際地鐵項(xiàng)目，按照車車通信和車輛深度融合的技術(shù)路線，針對(duì)“列車自主運(yùn)行系統(tǒng)”這一城市軌道交通前沿的技術(shù)發(fā)展方向，開(kāi)展自主技術(shù)研發(fā)和示范運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)集中控制向分布式控制，從列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)到列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的技術(shù)跨越。
三大特點(diǎn)四項(xiàng)創(chuàng)新
讓列車運(yùn)行更安全、更可靠、更智能
“目前，地鐵列車無(wú)人駕駛技術(shù)的應(yīng)用，最普遍的是CBTC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是基于‘車-地-車’之間的連接，而青島地鐵聯(lián)合合作單位自主研發(fā)的TACS系統(tǒng)，則具備更安全、更可靠和更智能的特點(diǎn)。”
羅情平介紹，TACS將從四個(gè)方面帶來(lái)創(chuàng)新示范：一是通訊方式創(chuàng)新，采用安全高速的LTE—M信息傳輸平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“車—車”通信；二是系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)新，打破“車—地—車”控制架構(gòu)，減少地面設(shè)備，簡(jiǎn)化軌旁功能；三是系統(tǒng)融合創(chuàng)新，列控、牽引、網(wǎng)絡(luò)、制動(dòng)、防撞等車載控制平臺(tái)深度融合，優(yōu)化列車控制邏輯、降低列車控制復(fù)雜度；四是運(yùn)行方式、控制方式創(chuàng)新，以列車為主體和控制核心，實(shí)現(xiàn)列車主動(dòng)進(jìn)路、自主防護(hù)、自主調(diào)整與全自動(dòng)駕駛為特征的列車自主運(yùn)行，弱化中心依賴。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，TACS的自主化特點(diǎn)能夠顯著減少設(shè)備故障對(duì)列車運(yùn)行的影響，系統(tǒng)可用性大幅提高，為列車運(yùn)營(yíng)提供更有效的系統(tǒng)保障，顯著提高運(yùn)營(yíng)安全；TACS縮短了列車的追蹤與折返間隔，提升15%的運(yùn)行效率，能夠解決大客流線路加車難的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益巨大。
另外，TACS為列車運(yùn)營(yíng)提供了更強(qiáng)的靈活性，能夠有效應(yīng)對(duì)車站火災(zāi)、軌旁故障等多種應(yīng)急場(chǎng)景；TACS精簡(jiǎn)了車站和軌旁設(shè)備，簡(jiǎn)化了各子系統(tǒng)間接口，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，全壽命周期成本可降低20%；TACS在互聯(lián)互通、舊線改造和延伸線建設(shè)上也有更多優(yōu)勢(shì)，為加快軌道交通建設(shè)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)提供了更多技術(shù)保障。
打破西方技術(shù)壟斷
讓“中國(guó)智造”真正走出去
城市軌道交通是現(xiàn)代大城市交通的發(fā)展方向。發(fā)展軌道交通是解決大城市病的有效途徑，也是建設(shè)綠色城市、智能城市的有效途徑。目前國(guó)內(nèi)各大城市都在繼續(xù)大力發(fā)展軌道交通，構(gòu)建綜合、綠色、安全、智能的立體化現(xiàn)代化城市交通系統(tǒng)。TACS示范工程項(xiàng)目正是順應(yīng)和引領(lǐng)了這一城軌交通的發(fā)展方向。
“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、智能可靠、運(yùn)維經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)更安全。”方少軒對(duì)TACS系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)。他說(shuō)，TACS對(duì)于地鐵運(yùn)營(yíng)組織和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的優(yōu)勢(shì)格外突出——TACS列車可在任意位置建立安全進(jìn)路，應(yīng)對(duì)突發(fā)故障；同時(shí)也大大縮短了列車折返時(shí)間；對(duì)于既有線改造及延長(zhǎng)線而言，TACS不需要進(jìn)行大量的軌旁設(shè)備調(diào)試，建設(shè)周期和成本都有明顯優(yōu)勢(shì)。
以地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)為例，TACS在實(shí)現(xiàn)地鐵列車互聯(lián)互通方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。地鐵列車互聯(lián)互通可以實(shí)現(xiàn)不同線路的列車在換乘站直接運(yùn)行到相鄰線路上，乘客不用下車換乘，直達(dá)目的地，是城市軌道交通的重要發(fā)展方向。中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要中也提出智能運(yùn)行系統(tǒng)2025年的目標(biāo)：兼容不同信號(hào)制式、不同線路設(shè)備的跨制式通用列控系統(tǒng)研發(fā)成功并示范應(yīng)用。
方少軒告訴記者 “TACS技術(shù)是完全自主研發(fā)，全功能實(shí)現(xiàn)是具有國(guó)際領(lǐng)先水平。在未來(lái)將由有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。”他強(qiáng)調(diào)，TACS自主研發(fā)打破了西方的技術(shù)壟斷，意義重大。實(shí)踐證明，不掌握核心技術(shù)的裝備系統(tǒng)根本走不出去。
毫無(wú)疑問(wèn)，列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的推廣和示范應(yīng)用，將極大提升“中國(guó)智造”在世界軌道交通領(lǐng)域的地位和影響力，為中國(guó)城市軌道交通裝備“走出去”提供有力保障，使得中國(guó)的重要基礎(chǔ)設(shè)施貼上“安全高效”的鮮明標(biāo)簽。
現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)
6號(hào)線八大智能應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)
活動(dòng)期間，與會(huì)人員一同體驗(yàn)了該項(xiàng)目技術(shù)在地鐵列車中的多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。此次TACS列車在青島地鐵1號(hào)線王家港站至井岡山路站三個(gè)區(qū)間設(shè)置體驗(yàn)段，全程4公里。記者在三個(gè)區(qū)間坐了一趟往返，用時(shí)15分鐘。
在試乘過(guò)程中，整個(gè)列車平穩(wěn)運(yùn)行，系統(tǒng)演示了在出現(xiàn)故障的情況下，車輛及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)折返，提高了列車應(yīng)急處理能力及行車效率。“TACS技術(shù)的領(lǐng)先意義，將主要在地鐵6號(hào)線的八大應(yīng)用場(chǎng)景得以體現(xiàn)。” 羅情平表示，建立在TACS技術(shù)之上，列車可以對(duì)運(yùn)行過(guò)程中情況實(shí)現(xiàn)全記錄，在中央ATS故障，列車自主通行、折返雙車追蹤、線路故障任意點(diǎn)折返等八大方面進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用。
值得關(guān)注的是，TACS技術(shù)解決了線路單線運(yùn)營(yíng)，相互獨(dú)立，互聯(lián)互通受限這一難題。青島地鐵相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“地面設(shè)備要對(duì)列車做交接，不同線路的地面設(shè)備之間就需要大量的接口，比較復(fù)雜，難度較大。TACS將地面設(shè)備上車后，就只有車車、車地的無(wú)線接口，接口少且交互簡(jiǎn)單，跨線路運(yùn)營(yíng)隨之就變得簡(jiǎn)單了。”據(jù)了解，青島地鐵TACS僅用了46天即完成了試驗(yàn)線的全部互聯(lián)互通測(cè)試。
據(jù)青島地鐵的工作人員介紹，由于目前6號(hào)線還不具備軌道條件，因此暫時(shí)在1號(hào)線設(shè)置了試驗(yàn)段。在設(shè)置過(guò)程中，也凸顯了該系統(tǒng)在既有項(xiàng)目改造方面具備的潛力。
據(jù)悉，青島地鐵6號(hào)線一期工程共21站22區(qū)間，新建20座車站，線路全長(zhǎng)約30公里。目前14座明挖車站中有8座已開(kāi)始主體開(kāi)挖施工，6座暗挖車站均已進(jìn)入主體部分施工，全線車站土方開(kāi)挖量已過(guò)半。青島地鐵6號(hào)線是目前國(guó)內(nèi)首條利用TACS實(shí)現(xiàn)“無(wú)人駕駛”的地鐵線路。
新聞鏈接：TACS和它的“前世今生”
TACS是列車自主運(yùn)行系統(tǒng)Train Autonomous Cicurmambulation System的英文縮寫，是以列車為核心，基于“車—車”通信和資源管理的理念，以信號(hào)車輛深度融合為特征，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行方式由自動(dòng)化向自主化轉(zhuǎn)變的一種全新系統(tǒng)制式。TACS在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)車輛和信號(hào)的深度融合，顯著提高城市軌道交通列控系統(tǒng)的智能化水平。
自2015年以來(lái)，國(guó)家發(fā)改委先后下發(fā)《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃2015—2017》和《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018—2020年)》重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化實(shí)施方案。在此背景下，青島地鐵聯(lián)合軌道交通裝備核心制造的龍頭企業(yè)，充分利用青島市軌道交通從整車到核心系統(tǒng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的富集資源，按照列車之間數(shù)據(jù)通信技術(shù)和列控車輛系統(tǒng)與車載控制系統(tǒng)深度融合的技術(shù)路線，向中城協(xié)和國(guó)家發(fā)改委申請(qǐng)了“列車自主運(yùn)行系統(tǒng)（TACS）示范工程”項(xiàng)目，開(kāi)展自主技術(shù)研發(fā)。
2015年，青島地鐵聯(lián)合相關(guān)單位成立了科研項(xiàng)目組，開(kāi)始了列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的研發(fā)工作。
2016年11月，中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)批準(zhǔn)“列車自主運(yùn)行系統(tǒng)（TACS）示范工程”項(xiàng)目。
2017年11月，項(xiàng)目組通過(guò)青島市發(fā)改委向國(guó)家發(fā)改委申報(bào)國(guó)家級(jí)示范工程； 同年12月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)為軌道交通裝備重點(diǎn)領(lǐng)域國(guó)家級(jí)示范工程，并結(jié)合青島地鐵6號(hào)線進(jìn)行示范應(yīng)用。該項(xiàng)目是全國(guó)軌道交通行業(yè)中國(guó)家支持力度最大的項(xiàng)目之一。
2018年12月，完成了TACS車載列控、牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)、防撞及軌旁系統(tǒng)的研發(fā)工作，滿足設(shè)計(jì)要求，核心設(shè)備均已通過(guò)符合歐標(biāo)和國(guó)標(biāo)的第三方產(chǎn)品安全評(píng)估。
2020年3月12日，中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)正式發(fā)布實(shí)施了《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，“青島地鐵列車自主運(yùn)行系統(tǒng)示范工程”項(xiàng)目被列入智慧城軌發(fā)展綱要第9項(xiàng)示范工程。
2020年12月31日，項(xiàng)目組完成TACS所有地面和試驗(yàn)線試驗(yàn)測(cè)試工作，所有測(cè)試結(jié)果全部通過(guò)且符合設(shè)計(jì)要求。
目前，TACS已完成試驗(yàn)線測(cè)試和正線試點(diǎn)應(yīng)用測(cè)試。
TACS獲得國(guó)家發(fā)改委示范工程項(xiàng)目以來(lái)，項(xiàng)目組積極推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)，聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名專家組成專家組，對(duì)TACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)等各項(xiàng)工作進(jìn)行技術(shù)把關(guān)。目前已完成17次行業(yè)專家評(píng)審、10次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，形成用戶需求、系統(tǒng)技術(shù)方案及113項(xiàng)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景等成果文件。
青島財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)/青島財(cái)經(jīng)網(wǎng)記者 葛均艷
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