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揭秘我国首条全自主“无人驾驶”地铁

    中国青年报•中青在线见习记者 孙庆玲 


北京交通大学供图

    12月30日,我国首条全自主“无人驾驶”地铁——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(简称“FAO”)线路,标志着我国轨道交通全自动运行技术不再依赖于“进口”。

    据了解,北京地铁燕房线位于北京房山区,本次开通线路包括14.4km高架线路、9座车站,设计时速80km/h,所采用的全自动运行系统技术可使列车每天准时从休眠中自动唤醒,完成自检之后从车辆段里开出,开始在正线按照时刻表运营,完成站间行驶、到站精准停车、自动开闭车门、自动发车离站、自动折返,并在完成运营后自动清客、自动回库、自动休眠……像是个“庞大的智能机器人”,全程不需司机和乘务人员介入,控制权则移交至后台控制中心。

    针对人们普遍关心的安全问题,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说,“我们在FAO系统中共设计41个场景,包括18个正常场景、23个异常场景,比如在火灾这一场景中,列车会自动停靠至最近的地铁站由站台工作人员及时处理;再如列车前方若碰到重量达50kg及以上的障碍物,列车会进行紧急制动。”

    为了最大限度保障乘客安全,FAO系统在列车启动前就对全车1万多个软硬件最小模块级进行检测,硬件层面可检测到每一个板卡、每一个模块,软件层面可检测到每一个软件处理模块,实现故障预防和检测,检测不过关就无法“唤醒”。此外,系统还建立了一套实时、准确的故障管理体系,可以快速识别、预警和预防故障,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等。

    

北京交通大学供图

    “FAO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),是轨道交通技术发展方向。”北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室主任唐涛介绍,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。

    这项如此“高大上”的技术其实“脱胎”于北京交通大学自主研发的基于通信的列车运行控制系统(简称“CBTC”),即一种采用先进的通信、计算机技术,连续控制和监测列车运行,利用地面控制系统和列车控制系统的双向传输系统,实现了轨道交通的移动闭塞系统,相当于列车的“中枢神经”。

    “CBTC主要是应用于列车的控制系统,能够减少司机的很多重复性操作,比如进行加减速。但要实现全自动运行就不仅仅是通信,涉及到很多专业的交叉融合,是整个地铁运行架构的改变。”交控科技股份有限公司副总裁王伟说,之前我国轨道交通全自动运行系统主要依靠于国外技术。    


北京交通大学供图

    截至目前,我国内地12个城市已建、在建城市轨道交通全自动运行线路,其中仅北京(机场线)、上海(10号线)、广州(机场APM线)正式开通了全自动运行线路,但其采用的全自动运行系统核心技术均由国外引进。“但国内的地铁和国外有很大区别,比如我们的客流量之大是国外完全无法比的,所以国外技术在我国实际应用中就有很多掣肘,例如有乘客没挤上去时地铁该怎么办,但国外不会考虑这个,国外的团队也不愿意给你改,改需要花很大价钱。”王伟说。

    王伟所在的这家北京交通大学成立的实体成果转化公司——交控科技股份有限公司,便在CBTC的基础上继续深挖用户需求,力求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,并于2010年正式开展了全自动运行轨道交通系统自主研发。

    历时7年多,CBTC的升级版FAO由此而生,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,引导了轨道交通全自动运行,整个行业实现了质的飞跃。

    “相较于传统轨道交通线路,全自动运行地铁线路一是大大降低了劳动强度,在运行的初期依然会有司机,但只是进行监视,没有人为干预,误操作就会少很多;其次列车完全按照已优化好的路线去运行,舒适性比较好;此外,列车一方面可进行自动调节空调、照明等来节能减排,另一方面可将列车从确认乘客上车到启动的时间从15秒左右降至一两秒,加快列车折返和运行速度,减少运行车辆,至少能节约设备成本5000万元左右。”吕爱国说,接下来将对列车对障碍物的“雷达识别”等功能进行研发、改进。

    在唐涛看来,轨道交通全自动运行的初衷并不是减人,减少司机的数量,而是旨在提升轨道交通的安全性和效率。而城市轨道交通全自动运行技术的自主化,是北京交通大学“产、学、研、用”培养体系的又一硕果,将带动起全行业的发展,提高我国在世界轨道交通领域的核心竞争力,为中国乃至全世界人民提供更加智能的轨道交通服务。

    “现代轨道交通所需要的人才,我们总结了三句话,一是理论基础宽厚,二是工程能力突出,三是综合素质卓越,这样才能在未来适应和支撑这个行业今后快速的发展。”北京交通大学副校长张星臣表示,在培养这类人才时首先要转变以成绩为导向,以老师为中心的理念,而应以学生能力的产出为导向,以学生为中心,然后持续改进。

    中青在线北京12月30日电

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