和利时打造国内首条具有自主知识产权的全自动驾驶城市轨道交通项目--控制网

和利时打造国内首条具有自主知识产权的全自动驾驶城市轨道交通项目
企业:北京和利时系统工程有限公司 日期:2019-01-02
领域: 点击数:334

1 项目背景

我国城市轨道交通正处于高速发展期。截至2017年末,我国城市轨道交通(仅含地铁、轻轨、单轨和APM)开通运营线路总长度达5033公里,开通运营线路总条数165条;开通城市轨道交通运营城市33个。我国城市轨道交通年客运量达176.8亿乘次,全国共有9个城市网络日均进站量超过100万人次。其中,北京、上海两市城市轨道交通里程已超过600公里,居世界领先水平。国家对轨道交通发展的大力支持、城市化进程的加快以及对节能环保的更高要求,促进我国城市轨道交通快速发展的同时也对城市轨道交通建设与运营设备系统提出了新的需求。为保障行车安全与运输效率,一种技术先进、性能稳定、价格适中、效率优先的自主化全自动运行系统是当前我国轨道交通建设所迫切需要的。

近十年来,为了提升轨道交通技术与管理整体水平,欧美国家在城市轨道交通的全自动运行技术发展上取得了长足进步,日益影响全球的地铁建设,并且逐步由低运量轻轨系统向大运量地铁系统发展与推广应用。近期的日本东京都市圈、香港等地铁改造项目均按照全自动运行要求进行招标,同时强调车辆信号一体化的发展思路。我国也在北京机场线、上海地铁10号线引进了国外全自动运行系统。

2 项目实施

2014年7月,和利时与信号厂商合作中标北京燕房线,线路全长约20.5km,其中主线长14.4km,支线长6.1km;沿线共设11座车站,均为高架车站,区间高架线敷设,平均站间距1.9km。全线设停车场一处,选址阎村北,接轨于阎村北站;列车设计速度100公里/小时,车辆选用B1型车,初、近期独立运营4辆编组,远期(2038年)贯通运营6辆编组。目前,地铁燕房线已通车运营。

北京地铁燕房线是国内首条采用自主研发的轨道交通全自动运行系统的线路,全自动运行系统通过灵活编组和优化运行图可以缩短发车间隔,提高线路的运营能力,根据客流需求灵活地调整行车计划,不受司机编制的制约,运营管理由分散性控制转变为集中控制,并且配合包括列车节能驾驶等节能技术在全系统的应用,可以有效降低运营成本,提高运营效率。

北京地铁燕房线是国家级示范工程项目。该线路采用的车辆、信号、通信、综合调度系统、综合维护各专业及系统均采用国内厂商自主研发的装备、产品及技术,填补国内多项技术空白,包括:适用于全自动运行的车辆系统、信号系统、行车综合自动化系统、LTE车地综合承载系统、综合运营维护管理系统。和利时为该线提供了国内首创的支持全自动无人驾驶的行车综合自动化系统及综合运营维护管理系统。

北京燕房线行车综合自动化系统TIAS以和利时MACS-SCADA产品为基础软件平台,通过分布式对象化的实时数据库解决运营信息碎片化问题,MACS-SCADA产品采用国际先进的OPC UA开放软总线技术,提高了系统的集成能力、开放性、跨平台能力及系统的安全性、可靠性;通过统一的人机交互界面实现实时运营状态的可视化;提供基于预案的智能控制决策系统,实现子系统之间的自动联动,降低人因事故可能性,提高运营安全性;通过运营大数据的分析挖掘,尽早识别潜在的危险;以信号系统行车指挥子系统(ATS)核心原理为基础,深入研究列车运行指挥灵活调整技术、列车网络化运营和无人驾驶运营指挥和多专业联合故障救援技术、信号与综合监控一体化设计技术等,开发相关平台关键设备工程化研究,建立实现以行车为核心的综合自动化系统关键技术研究平台,开展相关设备仿真和测试验证,制定相应的接口标准,突破了以下关键技术:(1)面向节能的调度控制一体化关键技术;(2)基于UTO(无人驾驶模式)的运营指挥和多专业联合故障救援技术;(3)面向行车综合自动化系统TIAS的信号与综合监控一体化设计技术;(4)基于TIAS的全自动运行系统正常及故障运营场景下的联动技术等。燕房线形成综合自动化系统TIAS针对全自动运行线路的要求,结合运营方面的技术条件和管理措施,通过与车辆、信号、LTE、PIS、TETRA等其他系统共同配合完成功能和接口开发,共同实现全自动运行系统需求。

3 项目意义

全自动运行将是全球轨道交通建设的未来发展趋势,根据UITP的统计,2025年新增轨道交通线路将有50%以上采用全自动运行模式。据悉,北京3、12、17、19号线等地铁线路以及南京、天津、郑州、济南、太原等城市未来地铁建设也将采用全自动运行模式。因此,基于地铁燕房线项目研制出满足轨道交通运输环境和使用要求,并具有国内自主知识产权、性能先进的系统。该套系统能够实际应用于全自动运行轨道交通系统对于我国轨道交通未来发展具有重要意义。

精彩对话

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北京和利时系统工程有限公司副总裁李剑

自动化博览:在智能交通行业,和利时能够提供哪些产品或者解决方案?和利时的竞争优势体现在哪些方面?

李剑:和利时作为国内轨道交通控制系统解决方案主力供应商,提供了自动化、信息化系统及产品,包括:高铁列车控制系统(车载和地面信号产品)、城市轨道交通大型综合类监控系统、信号CBTC系统、综合维修管理系统等。从2002年开始,和利时参与了全球15个城市49条城市轨道交通线路的自动化及信息化系统建设,具有可根据需求制定开发,研发集成平台技术等优势。

自动化博览:您感受到我国智能交通行业正在发生着哪些变化,呈现出哪些特点?

李剑:世界各国广泛采用以自动化及信息化促进城市轨道交通发展的战略,信息化建设覆盖建设、运营、管理、安全、服务等领域。我国城市轨道交通的信息化建设也已进入到大规模开发和应用阶段,大数据、云计算、平台化、移动网络、物联网等新一代信息技术在城市轨道交通行业的应用速度,虽然比金融、教育等其他领域略微落后,但自动化、信息化和智能化已经成为轨道交通发展的必然趋势。

自动化博览:智能化是轨道交通行业的未来发展趋势,和利时在此方面有何规划?

李剑:和利时将云计算、大数据、移动网络技术等与轨道交通行业建设、运营、维护等方面的用户需求相结合,规划新一代产品,联合用户、设计单位共同打造轨道交通生态圈。

地铁运营需要实现成本的透明和可控,和利时研发的新一代轨道交通综合智能维护管理系统,采用云技术和大型分布式数据库可以实现低成本的海量运营数据收集、存储和分析处理能力,提供完整、准确、及时的运营信息,支撑地铁运营成本的有效控制,综合运营管理平台采用运营云服务平台和统一的企业服务总线,通过数据驱动的方式,将地铁运营的调度管理、资产管理、维修管理、成本管理、工程档案管理、OA等多种相互独立的运营信息化系统融合,实现各种运营信息系统的信息集成和协同工作,建立运营信息模型,提高运营服务效率,降低运营成本,确保地铁安全、高效运营。

基于大数据的维护综合调度指挥系统作为维护综合调度指挥平台核心软件平台,结合全自动运行系统技术特点及运营维保需求进行开发,平台建设思路是从各专业采集数据信息,一路用于各专业根据各自专业特性及管理要求建设单专业维保平台,另一路传送至轨道交通大数据中心,用于多专业信息融合应用及综合调度指挥管理。

摘自《自动化博览》2018年12月刊

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