揭秘北京燕房线无人驾驶地铁全自动运行系统

2017-12-29 17:39 千龙网

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12月30日,北京地铁燕房线正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京地铁燕房线无人驾驶列车正在空载运行测试。北京交通大学供图 千龙网发

12月30日,北京地铁燕房线将正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京地铁燕房线无人驾驶列车正在空载运行测试。北京交通大学供图 千龙网发

文/千龙网记者 于振华

12月30日,北京地铁燕房线将正式投入载客运营,这是中国第一条采用完全自主知识产权全自动运行系统的轨道交通线路。北京燕房线示范工程的顺利实施,标志着中国对全自动运行技术的完全掌握。而这种全自动运行系统将成北京地铁的“标配”,并逐渐在全国范围内推广应用,还将和中国高铁一样跨出国门、“抱团出海”,服务全世界人民。

全自动运行系统将成北京地铁“标配”

12月29日上午,交控科技股份有限公司副总裁王伟在接受千龙网记者采访时介绍说,北京地铁燕房线全自动运行系统是国内第一条采用完全自主知识产权的全自动运行系统的线路,是在国家发改委、中国城市轨道交通协会、北京市各级政府的大力支持下,由北京市轨道交通建设管理有限公司作为建设单位、交控科技股份有限公司作为信号系统及综合监控系统总集成商的国家自主创新示范工程,是自主创新的又一大成果。

王伟详细介绍说,北京地铁燕房线位于北京房山区,本次开通线路包括14.4公里高架线路、9座车站,设计时速为80公里,所采用的全自动运行系统技术,已达到城市轨道交通列车运行自动化水平的最高等级——GOA4级。

“这是轨道交通技术发展方向。”王伟表示,随着燕房线全自动运行系统正式开通,全自动运行系统将逐渐成为北京地铁的“标配”,并将在全国范围内推广应用。根据相关规划,北京地铁3号、12号、17号、19号线以及新机场线等新一轮轨道交通线路建设,都将采用全自动运行系统这一技术。

全自动运行系统降低故障率提升效益

“北京地铁亦庄线上应用的‘基于通信的列车运行控制系统’,简称CBTC系统,我们也具有完全自主知识产权。”北京交通大学国家重点实验室主任唐涛告诉千龙网记者,北京交通大学从十几年前开展CBTC研发开始,在功能需求标准上遵循了IEEE 1474国际标准,在安全管理需求标准上遵循了IEC 61508、EN 50128等国际标准,开展系统设计、产品研发、安全认证等工作,使得自主化信号系统在功能、性能、安全性等方面,达到与国际厂家一致的标准和要求。同时,该校成立实体成果转化公司——交控科技股份有限公司,加速推进CBTC系统的落地,经过几年的努力,自主化CBTC系统已在全国范围内推广应用。

在此基础上,作为自主化信号厂商的代表,交控科技股份有限公司寻找适合中国轨道交通特点和国际轨道交通发展方向的新技术、新系统,自2010年开展基于高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性的全自动运行轨道交通系统自主研发。

历经7年多的实践证明,全自动运行系统的工程化,引导了整个行业实现了质的飞越,使系统整体的故障率大大降低。全自动运行技术进一步提高了系统的可靠性,实现了多系统之间的联动。

唐涛举例说,全自动运行不是简单的减少司机数量,在当前中国轨道交通运量不断攀升的实际运营情况下,司机将转变为乘务员的角色;而一旦列车故障,乘务员可处理特殊情况,并把车辆驾驶到安全地点。自主化全自动运行系统充分实现了与车辆、综合监控、站台门、广播、旅客信息、车库门、洗车机等各相关专业的整合及优化,实现了智能化、自动化的联动作业,系统的自动化水平、作业效率、运营效益实现了全面提升。

自主化信号系统匹配超大客流具备六大优势

由于掌握了核心技术,北京地铁燕房线上应用的自主化信号系统能够更好的与中国轨道交通超大客流的特点相匹配,具备六大优势。北京交通大学科技处副处长宋国华解释说,一是能够快速响应及满足用户需求。在符合国际系统标准和安全标准的前提下,自主化系统更符合中国城市轨道交通特大客流的特征,并充分考虑了用户后期方便维护的诉求。

宋国华介绍说,第二大优势是在设计阶段即对高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性的各项指标进行了全面设计。贯穿全生命周期的高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性管理,充分考虑系统的高可靠性要求,采用了多种保障手段,使得系统的安全性达到了很高的标准。

三是在系统设计的开始,即深入软硬件最小模块级的设计,实现故障预防和检测,硬件层面可检测到每一个板卡、每一个模块,软件层面可以检测到每一个软件处理模块,大大提升了系统的可维护性,为运营维护、故障处理及定位等提供了极大的便利。

四是建立了一套实时、准确的故障管理体系。宋国华表示,这一体系可以快速识别、预警和预防故障,从而使得维护更加明确、到位,大幅降低设备故障率以及设备故障对整个系统正常运行的影响。

五是建立了一整套的安全苛求系统检测检验平台,可对设备进行高低温、电磁兼容等标准化检测,使得所制造产品质量在出厂前即得到有效控制,降低了现场设备的故障率。

六是自主化信号系统可以深入挖掘信号系统的潜能,获得更高的运行效率和运营效益。

12月30日,北京地铁燕房线正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京地铁燕房线两列无人驾驶列车正在空载运行测试。北京交通大学供图 千龙网发

12月30日,北京地铁燕房线将正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京地铁燕房线两列无人驾驶列车正在空载运行测试。北京交通大学供图 千龙网发

自主无人系统智能技术搭建自动驾驶支撑平台

交控科技股份有限公司燕房线全自动运行系统项目经理吕爱国在接受千龙网记者采访时表示,通过自主化全自动运行系统的示范应用实践证明,不掌握核心技术的装备系统根本走不出去,自主化研发系统的示范应用,极大提升了中国轨道交通在世界轨道交通领域的地位和核心竞争力,为中国城市轨道交通装备“走出去”提供了坚强保障。

2017年,《新一代人工智能发展规划》发布,明确了未来十数年中国人工智能战略。而作为国家战略性新兴产业示范工程的燕房线,从2010年开始研究,至今天的载客运营,已经向轨道交通智能化先行一步。

“作为先行者,北京燕房线在科技引领方面,符合世界人工智能发展趋势,突出了研发部署的前瞻性。”吕爱国说。

北京燕房线全自动运行系统通过对标国际标准、运营场景分析、核心技术研究、关键设备制造、深度集成及综合联动等方法,重点突破了新一代人工智能关键共性技术体系中的、以轨道交通自动驾驶为代表的自主无人系统智能技术,同时搭建了测试平台、培训中心、展示中心等轨道交通自动驾驶支撑平台,并培养了一批建设、运营、设计及研发等各领域的人工智能高端人才。

“中国芯”装进15个城市27条线路 或将走出国门

北京燕房线使轨道交通这一传统交通工具,走上了智能运载工具的发展道路,对抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑中国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国战略具有重要意义。

吕爱国补充说,北京燕房线还采用了综合自动化、LTE综合承载等创新技术,并产出了《全自动运行系统安全报告》白皮书、《全自动运行系统建设指南》等建设成果。截至目前,中国内地12个城市已建、在建城市轨道交通全自动运行线路。北京、上海、广州已经开通并在不断开通新的全自动运行线路。成都、南宁、南京、苏州、武汉、东莞、郑州、哈尔滨、芜湖等9 个城市正在建设全自动运行线路。

“北京机场线、上海10号线、广州机场APM均采用全自动驾驶技术建设,但核心技术由国外引进。”吕爱国指出,北京燕房线作为国内首条自主研发的全自动运行示范线路,标志着中国轨道交通全自动运行技术不再依赖进口,其技术探索和宝贵经验将为后续线路发挥样板作用。

而作为燕房线全自动运行信号系统提供方,交控科技股份有限公司已经为15个城市27条线路装上了“中国芯”,该公司将以燕房线全自动运行系统为起点,进一步践行中国人工智能战略,提高中国在世界轨道交通领域的核心竞争力,将来能和中国高铁一样跨出国门、“抱团出海”,为全世界人民提供更加智能的轨道交通服务。

12月30日,北京地铁燕房线正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京交通大学、交控科技股份有限公司等单位一线科研人员在测试全自动运行系统技术。北京交通大学供图 千龙网发

12月30日,北京地铁燕房线将正式投入载客运营,这是中国第一条具有完全自主知识产权的轨道交通全自动运行系统。图为北京交通大学、交控科技股份有限公司等单位一线科研人员在测试全自动运行系统技术。北京交通大学供图 千龙网发

责任编辑:马文娟(QJ0017)  作者:于振华

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