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完全自主研發!青島“最聰明”地鐵跑在世界最前列2021-05-18 09:44  消息來源:半島網

半島網510日訊  59日,由青島地鐵集團主辦的列車自主運行系統(TACS)成果展示會在青召開。五十余家城市軌道交通企業、大型軌道交通設計院以及十多名行業知名專家參會,并乘坐地鐵體驗了列車自主運行系統的各種運營場景。據介紹,列車自主運行系統實現了地鐵列車的自主運行,真正站在國際軌道交通技術前沿并引領行業技術發展方向,使中國軌道交通列車控制技術處于世界領先水平。

實現“自動運行”到“自主運行”的技術跨越

從目前國際軌道交通技術發展的情況看,全自動運行技術的發展應用已經相當成熟。到2015年北京燕房線示范工程立項,全世界已經有33個城市,50條線路采用了FAO全自動運行技術。無人駕駛技術已經較為成熟,那么TACS的使命是什么呢?

“一個是由中心發出指令,列車按指令去跑;一個是列車自動識別運行環境,并根據環境實現自主決策和自主運行。”青島地鐵集團相關負責人這樣總結。目前,國內外無人駕駛地鐵線路普遍使用CBTC(基于通信的列車自動控制)系統,列車可以實現自動駕駛;TACS則是采用“車—車”架構,列車之間可通過無線通信完成信息交互,從而直接獲知前行列車的位置、速度和線路狀態,就好像是列車自己有了“大腦”和“千里眼”,實現主動進路、自主防護、自主調整與全自動駕駛,弱化中心依賴,自行判斷路上的情況,安全、智能、飛速地“奔跑”起來了。

青島地鐵相關負責人在談到TACS的應用意義時說,列車自主運行系統的正式應用,將實現從傳統的“自動運行”到智能的“自主運行”的技術跨越,為我國各地城市軌道交通的規劃、設計、建設和運營提供示范和樣板。

據悉,此次TACS列車在青島地鐵1號線王家港站至井岡山路站三個區間進行試乘體驗,全程4公里。記者在三個區間坐了一趟往返,共用時15分鐘。

三大特點四項創新為城市軌道交通帶來諸多優勢

青島地鐵聯合軌道交通車輛裝備核心制造的龍頭企業,充分利用青島市軌道交通從整車到核心系統完整產業鏈的富集資源,依托青島地鐵規劃的實際地鐵項目,按照車車通信和車輛深度融合的技術路線,針對“列車自主運行系統”這一城市軌道交通前沿的技術發展方向,開展自主技術研發和示范運用,實現從系統集中控制向分布式控制,從列車自動運行系統到列車自主運行系統的技術跨越。

青島地鐵集團相關負責人告訴記者,與CBTC系統相比,TACS系統具備更安全、更可靠和更智能的特點,為城市軌道交通運營帶來了諸多優勢。

TACS的自主化特點能夠顯著減少設備故障對列車運行的影響,系統可用性大幅提高,為列車運營提供更有效的系統保障,顯著提高運營安全;TACS縮短了列車的追蹤與折返間隔,提升15%的運行效率,能夠解決大客流線路加車難的問題,經濟效益巨大;TACS為列車運營提供了更強的靈活性,能夠有效應對車站火災、軌旁故障等多種應急場景;TACS精簡了車站和軌旁設備,簡化了各子系統間接口,降低了系統復雜度,全壽命周期成本可降低20%TACS在互聯互通、舊線改造和延伸線建設上也有更多優勢,為加快軌道交通建設,實現網絡化運營提供了更多技術保障。

“我認為TACS是列車控制技術發展趨勢,將有廣闊的市場空間。” 青島地鐵集團相關負責人說,TACS將從四個方面帶來創新示范:一是通訊方式創新,采用安全高速的LTEM信息傳輸平臺,實現“車—車”通信;二是系統架構創新,打破“車—地—車”控制架構,減少地面設備,簡化軌旁功能;三是系統融合創新,列控、牽引、網絡、制動、防撞等車載控制平臺深度融合,優化列車控制邏輯、降低列車控制復雜度;四是運行方式、控制方式創新,以列車為主體和控制核心,實現列車主動進路、自主防護、自主調整與全自動駕駛為特征的列車自主運行,弱化中心依賴。

打破西方技術壟斷讓“中國智造”真正走出去

習近平總書記指出,“城市軌道交通是現代大城市交通的發展方向。發展軌道交通是解決大城市病的有效途徑,也是建設綠色城市、智能城市的有效途徑”“要繼續大力發展軌道交通,構建綜合、綠色、安全、智能的立體化現代化城市交通系統”。

TACS示范工程項目正是順應和引領了這一城軌交通的發展方向。

“結構簡潔、智能可靠、運維經濟、運營更安全。”以上是中國城市軌道交通協會裝備委員會副主任 方少軒對TACS系統優勢的總結。他說,TACS對于地鐵運營組織和網絡化運營的優勢格外突出——TACS列車可在任意位置建立安全進路,應對突發故障;同時也大大縮短了列車折返時間;對于既有線改造及延長線而言,TACS不需要進行大量的軌旁設備調試,建設周期和成本都有明顯優勢。

以地鐵網絡化運營為例,TACS在實現地鐵列車互聯互通方面有著無可比擬的優勢。地鐵列車互聯互通可以實現不同線路的列車在換乘站直接運行到相鄰線路上,乘客不用下車換乘,直達目的地,是城市軌道交通的重要發展方向。中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要中也提出智能運行系統2025年的目標:兼容不同信號制式、不同線路設備的跨制式通用列控系統研發成功并示范應用。

不同地鐵線路間的信號系統采用的技術標準不一,線路都是單線運營,相互獨立,互聯互通一直是一個難題。在列車自主運行系統里,這一難題不再存在。

青島地鐵相關負責人打了一個比方,兩條線互聯互通的過程,好比兩個大人接力接送一個孩子——大人就是地面設備,孩子就是地鐵列車,這種接力需要一個交接的過程。“地面設備要對列車做交接,不同線路的地面設備之間就需要大量的接口,比較復雜,難度較大。TACS將地面設備上車后,就只有車車、車地的無線接口,接口少且交互簡單,跨線路運營隨之就變得簡單了。”據了解,青島地鐵TACS僅用了46天即完成了試驗線的全部互聯互通測試。

方少軒告訴記者,在青島地鐵的領導下,中國中車、上海富欣、浙江眾合、中興高達等國內企業協同創新,共同實現了TACS技術零的突破。“TACS技術是完全自主研發,全功能實現是具有國際領先水平。”方少軒肯定地說。

TACS自主研發打破了西方的技術壟斷,意義重大。實踐證明,不掌握核心技術的裝備系統根本走不出去。列車自主運行系統的推廣和示范應用,將極大提升“中國智造”在世界軌道交通領域的地位和影響力,為中國城市軌道交通裝備“走出去”提供有力保障,使得中國的重要基礎設施貼上“安全高效”的鮮明標簽。

新聞鏈接:TACS和它的“前世今生”

TACS是列車自主運行系統Train Autonomous Circumambulation 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,以信號車輛深度融合為特征,實現列車運行方式由自動化向自主化轉變的一種全新系統制式。TACS在國內首次實現車輛和信號的深度融合,顯著提高城市軌道交通列控系統的智能化水平。

2015年以來,國家發改委先后下發《增強制造業核心競爭力三年行動計劃20152017》和《增強制造業核心競爭力三年行動計劃(20182020)》重點領域關鍵技術產業化實施方案。在此背景下,青島地鐵聯合軌道交通裝備核心制造的龍頭企業,充分利用青島市軌道交通從整車到核心系統完整產業鏈的富集資源,按照列車之間數據通信技術和列控車輛系統與車載控制系統深度融合的技術路線,向中城協和國家發改委申請了“列車自主運行系統(TACS)示范工程”項目,開展自主技術研發。

2015年,青島地鐵聯合相關單位成立了科研項目組,開始了列車自主運行系統的研發工作。

201611月,中國城市軌道交通協會批準“列車自主運行系統(TACS)示范工程”項目。

201711月,項目組通過青島市發改委向國家發改委申報國家級示范工程; 同年12月,國家發展和改革委員會批復為軌道交通裝備重點領域國家級示范工程,并結合青島地鐵6號線進行示范應用。該項目是全國軌道交通行業中國家支持力度最大的項目之一。

201812月,完成了TACS車載列控、牽引、制動、網絡、防撞及軌旁系統的研發工作,滿足設計要求,核心設備均已通過符合歐標和國標的第三方產品安全評估。

2020312日,中國城市軌道交通協會正式發布實施了《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》,“青島地鐵列車自主運行系統示范工程”項目被列入智慧城軌發展綱要第9項示范工程。

20201231日,項目組完成TACS所有地面和試驗線試驗測試工作,所有測試結果全部通過且符合設計要求。

目前,TACS已完成試驗線測試和正線試點應用測試。

TACS獲得國家發改委示范工程項目以來,項目組積極推動項目建設,聘請國內知名專家組成專家組,對TACS系統設計等各項工作進行技術把關。目前已完成17次行業專家評審、10次設計聯絡,形成用戶需求、系統技術方案及113項運營場景等成果文件。

 

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