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完全自主研发!青岛“最聪明”地铁跑在世界最前列 2021-05-18 09:44  作者或来源:半岛网

半岛网510日讯  59日,由青岛地铁集团主办的列车自主运行系统(TACS)成果展示会在青召开。五十余家城市轨道交通企业、大型轨道交通设计院以及十多名行业知名专家参会,并乘坐地铁体验了列车自主运行系统的各种运营场景。据介绍,列车自主运行系统实现了地铁列车的自主运行,真正站在国际轨道交通技术前沿并引领行业技术发展方向,使中国轨道交通列车控制技术处于世界领先水平。

实现“自动运行”到“自主运行”的技术跨越

从目前国际轨道交通技术发展的情况看,全自动运行技术的发展应用已经相当成熟。到2015年北京燕房线示范工程立项,全世界已经有33个城市,50条线路采用了FAO全自动运行技术。无人驾驶技术已经较为成熟,那么TACS的使命是什么呢?

“一个是由中心发出指令,列车按指令去跑;一个是列车自动识别运行环境,并根据环境实现自主决策和自主运行。”青岛地铁集团相关负责人这样总结。目前,国内外无人驾驶地铁线路普遍使用CBTC(基于通信的列车自动控制)系统,列车可以实现自动驾驶;TACS则是采用“车—车”架构,列车之间可通过无线通信完成信息交互,从而直接获知前行列车的位置、速度和线路状态,就好像是列车自己有了“大脑”和“千里眼”,实现主动进路、自主防护、自主调整与全自动驾驶,弱化中心依赖,自行判断路上的情况,安全、智能、飞速地“奔跑”起来了。

青岛地铁相关负责人在谈到TACS的应用意义时说,列车自主运行系统的正式应用,将实现从传统的“自动运行”到智能的“自主运行”的技术跨越,为我国各地城市轨道交通的规划、设计、建设和运营提供示范和样板。

据悉,此次TACS列车在青岛地铁1号线王家港站至井冈山路站三个区间进行试乘体验,全程4公里。记者在三个区间坐了一趟往返,共用时15分钟。

三大特点四项创新为城市轨道交通带来诸多优势

青岛地铁联合轨道交通车辆装备核心制造的龙头企业,充分利用青岛市轨道交通从整车到核心系统完整产业链的富集资源,依托青岛地铁规划的实际地铁项目,按照车车通信和车辆深度融合的技术路线,针对“列车自主运行系统”这一城市轨道交通前沿的技术发展方向,开展自主技术研发和示范运用,实现从系统集中控制向分布式控制,从列车自动运行系统到列车自主运行系统的技术跨越。

青岛地铁集团相关负责人告诉记者,与CBTC系统相比,TACS系统具备更安全、更可靠和更智能的特点,为城市轨道交通运营带来了诸多优势。

TACS的自主化特点能够显著减少设备故障对列车运行的影响,系统可用性大幅提高,为列车运营提供更有效的系统保障,显著提高运营安全;TACS缩短了列车的追踪与折返间隔,提升15%的运行效率,能够解决大客流线路加车难的问题,经济效益巨大;TACS为列车运营提供了更强的灵活性,能够有效应对车站火灾、轨旁故障等多种应急场景;TACS精简了车站和轨旁设备,简化了各子系统间接口,降低了系统复杂度,全寿命周期成本可降低20%TACS在互联互通、旧线改造和延伸线建设上也有更多优势,为加快轨道交通建设,实现网络化运营提供了更多技术保障。

“我认为TACS是列车控制技术发展趋势,将有广阔的市场空间。” 青岛地铁集团相关负责人说,TACS将从四个方面带来创新示范:一是通讯方式创新,采用安全高速的LTEM信息传输平台,实现“车—车”通信;二是系统架构创新,打破“车—地—车”控制架构,减少地面设备,简化轨旁功能;三是系统融合创新,列控、牵引、网络、制动、防撞等车载控制平台深度融合,优化列车控制逻辑、降低列车控制复杂度;四是运行方式、控制方式创新,以列车为主体和控制核心,实现列车主动进路、自主防护、自主调整与全自动驾驶为特征的列车自主运行,弱化中心依赖。

打破西方技术垄断让“中国智造”真正走出去

习近平总书记指出,“城市轨道交通是现代大城市交通的发展方向。发展轨道交通是解决大城市病的有效途径,也是建设绿色城市、智能城市的有效途径”“要继续大力发展轨道交通,构建综合、绿色、安全、智能的立体化现代化城市交通系统”。

TACS示范工程项目正是顺应和引领了这一城轨交通的发展方向。

“结构简洁、智能可靠、运维经济、运营更安全。”以上是中国城市轨道交通协会装备委员会副主任 方少轩对TACS系统优势的总结。他说,TACS对于地铁运营组织和网络化运营的优势格外突出——TACS列车可在任意位置建立安全进路,应对突发故障;同时也大大缩短了列车折返时间;对于既有线改造及延长线而言,TACS不需要进行大量的轨旁设备调试,建设周期和成本都有明显优势。

以地铁网络化运营为例,TACS在实现地铁列车互联互通方面有着无可比拟的优势。地铁列车互联互通可以实现不同线路的列车在换乘站直接运行到相邻线路上,乘客不用下车换乘,直达目的地,是城市轨道交通的重要发展方向。中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要中也提出智能运行系统2025年的目标:兼容不同信号制式、不同线路设备的跨制式通用列控系统研发成功并示范应用。

不同地铁线路间的信号系统采用的技术标准不一,线路都是单线运营,相互独立,互联互通一直是一个难题。在列车自主运行系统里,这一难题不再存在。

青岛地铁相关负责人打了一个比方,两条线互联互通的过程,好比两个大人接力接送一个孩子——大人就是地面设备,孩子就是地铁列车,这种接力需要一个交接的过程。“地面设备要对列车做交接,不同线路的地面设备之间就需要大量的接口,比较复杂,难度较大。TACS将地面设备上车后,就只有车车、车地的无线接口,接口少且交互简单,跨线路运营随之就变得简单了。”据了解,青岛地铁TACS仅用了46天即完成了试验线的全部互联互通测试。

方少轩告诉记者,在青岛地铁的领导下,中国中车、上海富欣、浙江众合、中兴高达等国内企业协同创新,共同实现了TACS技术零的突破。“TACS技术是完全自主研发,全功能实现是具有国际领先水平。”方少轩肯定地说。

TACS自主研发打破了西方的技术垄断,意义重大。实践证明,不掌握核心技术的装备系统根本走不出去。列车自主运行系统的推广和示范应用,将极大提升“中国智造”在世界轨道交通领域的地位和影响力,为中国城市轨道交通装备“走出去”提供有力保障,使得中国的重要基础设施贴上“安全高效”的鲜明标签。

新闻链接:TACS和它的“前世今生”

TACS是列车自主运行系统Train Autonomous Circumambulation System的英文缩写,是以列车为核心,基于“车—车”通信和资源管理的理念,以信号车辆深度融合为特征,实现列车运行方式由自动化向自主化转变的一种全新系统制式。TACS在国内首次实现车辆和信号的深度融合,显著提高城市轨道交通列控系统的智能化水平。

2015年以来,国家发改委先后下发《增强制造业核心竞争力三年行动计划20152017》和《增强制造业核心竞争力三年行动计划(20182020)》重点领域关键技术产业化实施方案。在此背景下,青岛地铁联合轨道交通装备核心制造的龙头企业,充分利用青岛市轨道交通从整车到核心系统完整产业链的富集资源,按照列车之间数据通信技术和列控车辆系统与车载控制系统深度融合的技术路线,向中城协和国家发改委申请了“列车自主运行系统(TACS)示范工程”项目,开展自主技术研发。

2015年,青岛地铁联合相关单位成立了科研项目组,开始了列车自主运行系统的研发工作。

201611月,中国城市轨道交通协会批准“列车自主运行系统(TACS)示范工程”项目。

201711月,项目组通过青岛市发改委向国家发改委申报国家级示范工程; 同年12月,国家发展和改革委员会批复为轨道交通装备重点领域国家级示范工程,并结合青岛地铁6号线进行示范应用。该项目是全国轨道交通行业中国家支持力度最大的项目之一。

201812月,完成了TACS车载列控、牵引、制动、网络、防撞及轨旁系统的研发工作,满足设计要求,核心设备均已通过符合欧标和国标的第三方产品安全评估。

2020312日,中国城市轨道交通协会正式发布实施了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》,“青岛地铁列车自主运行系统示范工程”项目被列入智慧城轨发展纲要第9项示范工程。

20201231日,项目组完成TACS所有地面和试验线试验测试工作,所有测试结果全部通过且符合设计要求。

目前,TACS已完成试验线测试和正线试点应用测试。

TACS获得国家发改委示范工程项目以来,项目组积极推动项目建设,聘请国内知名专家组成专家组,对TACS系统设计等各项工作进行技术把关。目前已完成17次行业专家评审、10次设计联络,形成用户需求、系统技术方案及113项运营场景等成果文件。

 

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