2018/01/25
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“十三五”期間，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)進(jìn)入高峰期。根據(jù)國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年地鐵軌道交通規(guī)劃里程8500公里,比2015年新增近5000公里,其中2016、2017年分別新增790公里、854公里,遠(yuǎn)超十二五期間年均新增380公里。隨著城市軌道交通建設(shè)不斷發(fā)展,以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)也在不斷的投入新建線(xiàn)路的應(yīng)用中。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)大部分新建地鐵線(xiàn)路均采用CBTC信號(hào)系統(tǒng)，在國(guó)家發(fā)改委的大力推動(dòng)下,我國(guó)地鐵CBTC信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程正在不斷加速中。
近日，浙江眾合科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“眾合科技”）自主研發(fā)的BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)了中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)技術(shù)裝備專(zhuān)業(yè)委員會(huì)組織的專(zhuān)家評(píng)審，并且該系統(tǒng)已經(jīng)在杭州地鐵4號(hào)線(xiàn)上投入了載客使用。
作為擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢(shì)？在實(shí)際應(yīng)用中的情況又如何？眾合科技未來(lái)在軌道交通領(lǐng)域還有哪些新的技術(shù)開(kāi)發(fā)？帶著這些問(wèn)題，本刊記者采訪了眾合科技副總裁兼總工程師凌祝軍先生。
互聯(lián)互通，采用“歸一化”設(shè)計(jì)
眾合科技的BiTRACON信號(hào)系統(tǒng)由列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控（ATS）、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）、車(chē)載控制器（CC）、區(qū)域控制器（ZC）、維護(hù)支持（MMS）、數(shù)據(jù)通信（DCS）六個(gè)子系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)監(jiān)督、列車(chē)自動(dòng)防護(hù)、列車(chē)自動(dòng)駕駛等功能，在確保列車(chē)安全的同時(shí)，可最大限度提高線(xiàn)路的運(yùn)營(yíng)效率。
BiTRACON系統(tǒng)支持三種控制等級(jí)：CBTC控制級(jí)、點(diǎn)式控制級(jí)和聯(lián)鎖控制級(jí)。除實(shí)現(xiàn)常規(guī)信號(hào)系統(tǒng)功能外，在點(diǎn)式控制等級(jí)下，還可以實(shí)現(xiàn)基于站臺(tái)無(wú)線(xiàn)通信的增強(qiáng)點(diǎn)式或基于通信控制環(huán)線(xiàn)的點(diǎn)連式系統(tǒng)功能，在確定的防護(hù)區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的連續(xù)速度監(jiān)控、闖紅燈防護(hù)、緊急停車(chē)按鈕響應(yīng)以及站臺(tái)門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)等功能，極大地增強(qiáng)了點(diǎn)式控制等級(jí)下的系統(tǒng)安全性和站臺(tái)門(mén)開(kāi)關(guān)便利性。
在談到BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)時(shí)凌祝軍表示，首先，BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)可以支持不同的通信協(xié)議（Subset-037/Subset-098、RSSP-I/RSSP-II等），支持國(guó)內(nèi)CBTC互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，可快速實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，是我國(guó)互聯(lián)互通示范工程建設(shè)的主要系統(tǒng)之一。
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，城市區(qū)域范圍通勤和城市交通擁堵問(wèn)題，已越來(lái)越成為各大城市在快速發(fā)展過(guò)程中迫切需要解決的問(wèn)題，城市軌道交通迎來(lái)了新的一輪建設(shè)高潮。在這一輪建設(shè)高潮中，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)提出節(jié)約重復(fù)投資、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的新要求，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通成為今后技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
具體說(shuō)來(lái)是指不同線(xiàn)路的軌道、車(chē)輛、供電、信號(hào)、通信、屏蔽門(mén)及運(yùn)營(yíng)組織等相互兼容，從而節(jié)約資源、降低成本，提高資源使用效率和服務(wù)質(zhì)量?！暗悄壳澳軌?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的系統(tǒng)并不多?！绷枳＼娞寡浴?/p>
其次，從安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)方面來(lái)看，凌祝軍介紹：“BiTRACON型BTC信號(hào)系統(tǒng)包括六個(gè)子系統(tǒng)，其中車(chē)載和軌旁ATP、ATO、CBI等安全核心子系統(tǒng)使用的是同一套安全技術(shù)平臺(tái)，該平臺(tái)不僅采用了包括CPU在內(nèi)的異構(gòu)硬件，還在操作系統(tǒng)、部分關(guān)鍵控制軟件等多方面采用異構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度保證了系統(tǒng)的安全性。同時(shí)，由于車(chē)地多個(gè)子系統(tǒng)同平臺(tái)設(shè)計(jì)，設(shè)備板卡、維護(hù)設(shè)備、維護(hù)人員通用，可減少業(yè)主在維護(hù)費(fèi)用和備品備件上的投資?！?/p>
另外，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的可靠性而言，凌祝軍表示：“我們采用歸一化的硬件設(shè)計(jì)。安全技術(shù)平臺(tái)是歸一化的，硬件也是歸一化的，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)用戶(hù)、對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都有好處。如果需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代，由于歸一化的設(shè)計(jì)，在一個(gè)系統(tǒng)上更新驗(yàn)證通過(guò)后，到另一個(gè)子系統(tǒng)上也能很快得到更新驗(yàn)證。這樣，既可以為用戶(hù)節(jié)約投資，也節(jié)省了開(kāi)發(fā)、升級(jí)系統(tǒng)過(guò)程中的研發(fā)資源和安全評(píng)估資源投入，深受用戶(hù)認(rèn)可?！?/p>
在運(yùn)行中確保一瓶倒立的礦泉水不倒
2017年7月25日，BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)在杭州地鐵4號(hào)線(xiàn)首通段正式投入全功能載客試運(yùn)營(yíng)。該系統(tǒng)的投入使用對(duì)城市軌道交通的舊線(xiàn)升級(jí)，以及與既有線(xiàn)路部分共線(xiàn)的地鐵線(xiàn)路的信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，都提供了可供選擇的更好解決方案。
杭州地鐵 4 號(hào)線(xiàn)的載客試運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著眾合科技自研國(guó)產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)核心產(chǎn)品首次在國(guó)內(nèi)主流地鐵正線(xiàn)取得開(kāi)通（投運(yùn)）業(yè)績(jī)，相關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)得到市場(chǎng)認(rèn)可，將有助于進(jìn)一步提升公司核心競(jìng)爭(zhēng)力及行業(yè)地位，對(duì)未來(lái)國(guó)產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)訂單的獲得及市場(chǎng)份額的提升具有關(guān)鍵作用；同時(shí)，也對(duì)在新線(xiàn)建設(shè)中推廣應(yīng)用公司自研產(chǎn)品提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
杭州地鐵 4 號(hào)線(xiàn)使用的BiTRACON型 CBTC 信號(hào)系統(tǒng)，符合國(guó)內(nèi)、國(guó)際行業(yè)技術(shù)規(guī)范，可廣泛應(yīng)用于海內(nèi)外地鐵、輕軌等城市軌道交通列車(chē)控制領(lǐng)域。公司自2007年開(kāi)始自主研發(fā)，并已先后通過(guò)了通過(guò)國(guó)際權(quán)威的第三方安全評(píng)估機(jī)構(gòu)英國(guó)勞氏（現(xiàn)在的里卡多）的 SIL4 安全評(píng)估、德國(guó)萊茵 TUV 的第三方 SIL4 安全認(rèn)證、行業(yè)專(zhuān)家的 CBTC 試運(yùn)行技術(shù)評(píng)審、載客運(yùn)營(yíng)專(zhuān)家技術(shù)評(píng)審等一系列標(biāo)準(zhǔn)審查。
在談到BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)在杭州地鐵4號(hào)線(xiàn)上的運(yùn)營(yíng)情況時(shí)，凌祝軍表示：“試運(yùn)營(yíng)的頭一個(gè)月，該系統(tǒng)在沒(méi)有人工操作的自動(dòng)駕駛運(yùn)行中，?？空军c(diǎn)的精度比預(yù)定的停站點(diǎn)有些許誤差，例如，有時(shí)超過(guò)預(yù)定停站點(diǎn)20公分才停站，有時(shí)又離預(yù)定停站點(diǎn)差20公分就?？苛恕：髞?lái)我們優(yōu)化了系統(tǒng)算法后，使得停車(chē)精度都能達(dá)到100%準(zhǔn)確度。在試運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中，準(zhǔn)確停站超過(guò)20萬(wàn)次，順利輸送旅客超過(guò)980萬(wàn)人次?！?/p>
在談到BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)可以提升、優(yōu)化的方向時(shí)，凌祝軍介紹：“雖然我們有走在前列的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)，但是我們覺(jué)得還有可以提高的空間；同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具的開(kāi)發(fā)也要加強(qiáng)，以適應(yīng)我們同時(shí)面對(duì)不同客戶(hù)、具體需求特點(diǎn)有所不同的多個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)需要?！?/p>
在平穩(wěn)性方面，凌祝軍介紹說(shuō)：“當(dāng)人們乘坐地鐵列車(chē)時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有的線(xiàn)路的列車(chē)在啟動(dòng)、運(yùn)行、停靠過(guò)程中比較顛簸，而有的列車(chē)則比較平穩(wěn)，這里面有線(xiàn)路的問(wèn)題，有車(chē)輛的問(wèn)題，也有很多是信號(hào)控制問(wèn)題。在杭州4號(hào)線(xiàn)運(yùn)行中，BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)ATO控制列車(chē)時(shí)，可以做到把一瓶礦泉水倒立在列車(chē)的地板上，在列車(chē)啟動(dòng)、行駛、停站過(guò)程中，這個(gè)礦泉水瓶不倒。在這樣的平穩(wěn)性基礎(chǔ)上還有沒(méi)有更好的提升空間？我們還在進(jìn)一步的研究中?！?/p>
由中國(guó)走向世界
目前BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)已在多條軌道交通上得到了推廣應(yīng)用，比如2016年9月BiTRACON型 CBTC系統(tǒng)成功中標(biāo)重慶地鐵4號(hào)線(xiàn)互聯(lián)互通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目；2016年10月13日，由眾合科技提供全套CBTC無(wú)人駕駛UTO信號(hào)控制系統(tǒng)的深圳比亞迪云軌示范線(xiàn)舉行通車(chē)儀式；2017年4月，BiTRACON無(wú)人駕駛系統(tǒng)成功中標(biāo)四川廣安線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目；2017年9月又成功中標(biāo)杭州地鐵6號(hào)線(xiàn)、杭富線(xiàn)。另外還有南京有軌電車(chē)（兩條線(xiàn)已經(jīng)開(kāi)通一條，另一條在建）、淮安有軌電車(chē)（在建，即將開(kāi)通）信號(hào)系統(tǒng)中，也用到了CBTC列控系統(tǒng)中的部分子系統(tǒng)。這些成果的取得是眾合科技創(chuàng)新價(jià)值和精神的體現(xiàn)，也推動(dòng)了國(guó)內(nèi)軌道交通自主研發(fā)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程。
凌祝軍透露：“重慶地鐵4號(hào)線(xiàn)是國(guó)家互聯(lián)互通示范工程，該工程的建設(shè)進(jìn)度目前非常順利，經(jīng)過(guò)了多輪的專(zhuān)家評(píng)審。從實(shí)驗(yàn)室和實(shí)車(chē)實(shí)線(xiàn)測(cè)試情況看，BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)在重慶地鐵與多個(gè)不同信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通方面，效果很好。未來(lái)BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)還將服務(wù)于城市軌道交通各種制式，包括磁懸浮、單軌、地鐵、輕軌等。同時(shí)我們的CBTC無(wú)人駕駛列車(chē)控制技術(shù)的國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，也水到渠成?！?/p>
今天中國(guó)高鐵技術(shù)及規(guī)模已居世界第一、并且隨著“一路一帶”在軌道交通基建上的投資不斷加大。眾合科技所研發(fā)的信號(hào)系統(tǒng)除了在國(guó)內(nèi)得到推廣應(yīng)用外，也緊跟國(guó)家一帶一路的步伐，服務(wù)于海外市場(chǎng)：
2015年，為尼日利亞首都阿布賈城軌提供計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、點(diǎn)連式列車(chē)控制系統(tǒng)。
2016年10月5日，非洲第一條現(xiàn)代電氣化鐵路——埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提鐵路建成通車(chē)，眾合科技為該線(xiàn)各站提供已通過(guò)國(guó)際安全認(rèn)證具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，為該鐵路的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。
面對(duì)海外市場(chǎng)，凌祝軍表示：“不同國(guó)家、不同城市的情況都不盡相同，比如有些國(guó)家當(dāng)?shù)貨](méi)有軌道交通信號(hào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，可以把中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)帶出去；有的國(guó)家可能本身軌道交通比較發(fā)達(dá)，擁有屬于自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，我們就需要學(xué)習(xí)如何執(zhí)行他們的標(biāo)準(zhǔn)。使我們提供的系統(tǒng)不僅實(shí)用、安全，還要符合當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)，要使我們的系統(tǒng)獲得全球的認(rèn)同?！?/p>
“未來(lái)，公司將繼續(xù)積極響應(yīng)國(guó)家一帶一路倡議要求，進(jìn)一步開(kāi)拓海外市場(chǎng)，為更多的國(guó)家和客戶(hù)貢獻(xiàn)智能交通控制技術(shù)帶來(lái)的福祉?！绷枳＼娬f(shuō)。
進(jìn)一步深入智能化無(wú)人駕駛領(lǐng)域
全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號(hào)技術(shù)是軌道交通信號(hào)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。眾合科技也在與比亞迪合作共同拓展無(wú)人駕駛軌道交通市場(chǎng)，根據(jù)公司的產(chǎn)品和技術(shù)規(guī)劃，開(kāi)發(fā)全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號(hào)技術(shù)是掌握下一代信號(hào)技術(shù)核心、搶占技術(shù)至高點(diǎn)的需要，也是構(gòu)建公司技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵一步。
眾合科技的全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號(hào)系統(tǒng)解決方案研發(fā)項(xiàng)目旨在研發(fā)自主的軌道交通列車(chē)全自動(dòng)智能控制系統(tǒng)，使之具備支持全自動(dòng)無(wú)人駕駛運(yùn)行能力。
而B(niǎo)iTRACON系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)CBTC系統(tǒng)常規(guī)功能外，還具備全自動(dòng)無(wú)人駕駛（UTO）功能，可根據(jù)線(xiàn)路具體需求與車(chē)輛、通信和綜合監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的全自動(dòng)無(wú)人駕駛運(yùn)行，提高軌道交通線(xiàn)路的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)水平，減少線(xiàn)路維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本。
做為擁有全套軌道交通信號(hào)技術(shù)的公司，凌祝軍介紹，雖然BiTRACON型CBTC信號(hào)系統(tǒng)具備了DTO（有人監(jiān)控下的無(wú)人駕駛）、UTO（全自動(dòng)無(wú)人駕駛）功能，但眾合科技會(huì)進(jìn)一步在軌道交通無(wú)人駕駛領(lǐng)域開(kāi)展深入研究。
他表示：“從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人駕駛的研究。但是今天在我國(guó)進(jìn)行的無(wú)人駕駛列車(chē)控制系統(tǒng)與20、30年前的無(wú)人駕駛相比，有很多的不同。由于我國(guó)軌道交通路線(xiàn)上車(chē)輛比較多，列車(chē)上的乘客也比較多，如果要在列車(chē)上裝備無(wú)人駕駛技術(shù)則會(huì)有很多的新要求。比如在應(yīng)急故障處理方面，如果車(chē)輛上的人發(fā)生了意外，或者列車(chē)出現(xiàn)因故障不能正常行駛等情況，都需要采用合適的方法把突發(fā)事件處理好。這些都是之前無(wú)人駕駛研究中沒(méi)有考慮到的方面。另外，不僅是無(wú)人駕駛，還有人工智能的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)通的和正在建設(shè)中的無(wú)人駕駛技術(shù)系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，如果軌道上有障礙物的話(huà)，采用的是與障礙物接觸后才觸發(fā)制動(dòng)的方式。但是這個(gè)障礙物能不能提早發(fā)現(xiàn)？則是我們接下來(lái)開(kāi)發(fā)的方向。”
“從技術(shù)層面看，無(wú)人駕駛已經(jīng)走向成熟，我們?cè)谖磥?lái)幾年里也會(huì)把技術(shù)開(kāi)發(fā)得更加完美。今年七月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，把軌道交通無(wú)人駕駛創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新平臺(tái)放在了突出重要的地位，眾合科技理所應(yīng)當(dāng)要在該技術(shù)領(lǐng)域勇挑重?fù)?dān)，為人工智能技術(shù)在城市軌道交通中的發(fā)展和應(yīng)用多做貢獻(xiàn)，為此，我們結(jié)合‘軌道交通高安全、信息化、智能化先進(jìn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室’建設(shè)，在地標(biāo)定位、自動(dòng)巡航、智慧維護(hù)、軌道交通運(yùn)營(yíng)環(huán)境綜合監(jiān)控檢測(cè)、軟件缺陷自動(dòng)定位等智能技術(shù)上，加大了研究和開(kāi)發(fā)力度。軌道交通控制新局面就在眼前?！绷枳＼姳硎尽?/p>
來(lái)源：中國(guó)軌道交通 2018年第一期
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