青岛“最聪明”地铁如何跑在世界最前列 真正站在国际轨交技术前沿 TACS成果展示会在青召开


5月9日,由青岛地铁集团有限公司主办的列车自主运行系统(TACS)成果展示会在青召开。数十家城市轨道交通企业、大型轨道交通设计院以及十几名行业知名专家听取了项目总体情况报告以及技术专项报告,并乘坐TACS列车体验了各种运营场景。TACS真正实现站在国际轨道交通技术前沿引领国际轨道交通行业技术发展方向,使中国轨道交通列车控制技术赶超世界一流水平。

 

无人驾驶已普及,为什么说TACS最聪明

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。

从国际轨道交通技术发展历程看,1977年伦敦道克兰轻轨项目采用DTO自动驾驶系统以来,全自动运行技术在城市轨道交通领域经过40余年的发展应用和验证,技术已经相当成熟。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?TACS为何在业内仍有“最聪明地铁列车”的标签呢?

相较于当下国内外轨道交通主流无人驾驶系统,TACS的优势是列车更加智能!

“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系统(基于通信的列车自动控制系统),列车可以实现自动驾驶,而TACS要实现的是从自动运行到自主运行的飞跃。

目前主流的CBTC系统采用的是“车—地—车”的通信和控制架构,列车接受到指令,便按指令运行,不具备根据行驶环境做出判断、改变行驶状态的能力。而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,并控制列车运行的系统。如此一来,就好像是列车自己有了“大脑”和“千里眼”,实现列车主动进路、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。

TACS的智能化为轨道交通运营带来了诸多优势,TACS的应用能缩短列车缩短发车间隔,提高列车在站台停车的精确度和区间运行的舒适度,提高运营效率。以安全可靠性为例,TACS能显著降低系统故障率,故障影响范围小,系统可用性由99.99%提升至99.9996%;轨旁分布式核心网支持中央服务器全部故障后的正常通信,通信可靠性大幅提高,核心网可用性由99.999986%提升至99.9999997%。

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,全程四公里,记者在三个区间做了一趟往返,共用时15分钟,列车运行全程实现了无人驾驶,行驶较为平稳,停车精准。

 

加强互通互联,TACS着眼未来网络化运营

除了上述优势,TACS还有更易互联互通、更便捷的旧线改造与延伸线建设的特点。

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。目前,传统CBTC信号系统的互联互通已经在北京、上海、重庆等地实际应用,并得到了行业的认可。

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,可减少10%的车载和轨旁设备、15%的设备用房面积、30%的现场安装调试时间、30%的维护工作量,同时用电等费用和人力成本均将有所降低。综合估算,系统全寿命周期成本约降低20%。TACS实现了系统接口标准化,车地接口大幅简化,列车仅需与邻车、地面OC/ATS通信,车地之间仅需交互轨旁设备的状态和操作命令,互联互通更容易,更加简单的互联互通令地铁列车的线网级运营变得更加简单。

“不同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,互联互通一直是一项世界性难题。”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。

 

建设交通强国,TACS是真正“中国造”

交通是兴国之要、强国之基。2019年9月,中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》,《纲要》总体要求指出,“打造一流设施、一流技术、一流管理、一流服务,建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国”。TACS技术真正走在了世界前列。

自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2015—2017》和《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018—2020年)》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。“进一步提高城市轨道交通系统自动化、智能化和便捷化水平,降低系统建设和运用维护成本,是国际主流轨道交通装备制造企业积极研究的方向。目前,TACS已完成试验线测试和正线试点应用测试。我们真正走在了世界前列,实现从技术跟随到引领的超越。”地铁集团有关负责人告诉记者。

值得一提的是,TACS是由青岛地铁集团有限公司牵头,联合中车青岛四方车辆研究所、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、上海富欣智能交通控制有限公司与北京中兴高达通信技术有限公司等单位共同研发实施的列车自主运行轨道交通技术创新项目,同时引入浙江众合科技股份有限公司参与完成了互联互通产品的研发,具有完全自主知识产权。未来将在全国范围内推广应用。

 

新闻链接

TACS大事记

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。

2016年11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。

2017年11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。

2018年12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。

2020年3月12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。

2020年12月31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。

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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