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【媒体关注】中国“自造”CBTC系统进一步“智造”升级 —访浙江众合科技股份有限公司副总裁兼总工程师凌祝军
2018/01/25 1218 字号:

“十三五”期间,我国城市轨道交通建设进入高峰期。根据国家《中长期铁路网规划》,到2020年地铁轨道交通规划里程8500公里,比2015年新增近5000公里,其中2016、2017年分别新增790公里、854公里,远超十二五期间年均新增380公里。随着城市轨道交通建设不断发展,以通信技术为基础的列车运行控制系统也在不断的投入新建线路的应用中。据了解,目前国内大部分新建地铁线路均采用CBTC信号系统,在国家发改委的大力推动下,我国地铁CBTC信号系统国产化进程正在不断加速中。

 

近日,浙江众合科技股份有限公司(以下简称“众合科技”)自主研发的BiTRACON型CBTC信号系统通过了中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会组织的专家评审,并且该系统已经在杭州地铁4号线上投入了载客使用。

 

作为拥有完全自主知识产权的BiTRACON型CBTC信号系统有哪些优势?在实际应用中的情况又如何?众合科技未来在轨道交通领域还有哪些新的技术开发?带着这些问题,本刊记者采访了众合科技副总裁兼总工程师凌祝军先生。

 

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互联互通,采用“归一化”设计

众合科技的BiTRACON信号系统由列车自动监控(ATS)、计算机联锁(CBI)、车载控制器(CC)、区域控制器(ZC)、维护支持(MMS)、数据通信(DCS)六个子系统组成,实现列车自动监督、列车自动防护、列车自动驾驶等功能,在确保列车安全的同时,可最大限度提高线路的运营效率。

 

BiTRACON系统支持三种控制等级:CBTC控制级、点式控制级和联锁控制级。除实现常规信号系统功能外,在点式控制等级下,还可以实现基于站台无线通信的增强点式或基于通信控制环线的点连式系统功能,在确定的防护区域,可以实现对列车的连续速度监控、闯红灯防护、紧急停车按钮响应以及站台门自动开关门等功能,极大地增强了点式控制等级下的系统安全性和站台门开关便利性。

 

在谈到BiTRACON型CBTC信号系统的优势时凌祝军表示,首先,BiTRACON型CBTC信号系统可以支持不同的通信协议(Subset-037/Subset-098、RSSP-I/RSSP-II等),支持国内CBTC互联互通标准,可快速实现不同信号系统之间的互联互通,是我国互联互通示范工程建设的主要系统之一。

 

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随着我国城镇化建设步伐的加快,城市规模逐渐扩大,城市区域范围通勤和城市交通拥堵问题,已越来越成为各大城市在快速发展过程中迫切需要解决的问题,城市轨道交通迎来了新的一轮建设高潮。在这一轮建设高潮中,对信号系统提出节约重复投资、实现网络化运营的新要求,城市轨道交通信号系统互联互通成为今后技术发展的趋势。

 

具体说来是指不同线路的轨道、车辆、供电、信号、通信、屏蔽门及运营组织等相互兼容,从而节约资源、降低成本,提高资源使用效率和服务质量。“但是目前能够实现互联互通的系统并不多。”凌祝军坦言。

 

其次,从安全计算机平台方面来看,凌祝军介绍:“BiTRACON型BTC信号系统包括六个子系统,其中车载和轨旁ATP、ATO、CBI等安全核心子系统使用的是同一套安全技术平台,该平台不仅采用了包括CPU在内的异构硬件,还在操作系统、部分关键控制软件等多方面采用异构设计,最大限度保证了系统的安全性。同时,由于车地多个子系统同平台设计,设备板卡、维护设备、维护人员通用,可减少业主在维护费用和备品备件上的投资。”

 

另外,对于整个系统平台的可靠性而言,凌祝军表示:“我们采用归一化的硬件设计。安全技术平台是归一化的,硬件也是归一化的,这样的设计对用户、对系统来说都有好处。如果需要对系统进行更新换代,由于归一化的设计,在一个系统上更新验证通过后,到另一个子系统上也能很快得到更新验证。这样,既可以为用户节约投资,也节省了开发、升级系统过程中的研发资源和安全评估资源投入,深受用户认可。”


在运行中确保一瓶倒立的矿泉水不倒

2017年7月25日,BiTRACON型CBTC信号系统在杭州地铁4号线首通段正式投入全功能载客试运营。该系统的投入使用对城市轨道交通的旧线升级,以及与既有线路部分共线的地铁线路的信号系统建设,都提供了可供选择的更好解决方案。

 

杭州地铁 4 号线的载客试运营,标志着众合科技自研国产化信号系统核心产品首次在国内主流地铁正线取得开通(投运)业绩,相关系统已经得到市场认可,将有助于进一步提升公司核心竞争力及行业地位,对未来国产化信号系统订单的获得及市场份额的提升具有关键作用;同时,也对在新线建设中推广应用公司自研产品提供了宝贵的经验。

 

杭州地铁 4 号线使用的BiTRACON型 CBTC 信号系统,符合国内、国际行业技术规范,可广泛应用于海内外地铁、轻轨等城市轨道交通列车控制领域。公司自2007年开始自主研发,并已先后通过了通过国际权威的第三方安全评估机构英国劳氏(现在的里卡多)的 SIL4 安全评估、德国莱茵 TUV 的第三方 SIL4 安全认证、行业专家的 CBTC 试运行技术评审、载客运营专家技术评审等一系列标准审查。

 

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在谈到BiTRACON型CBTC信号系统在杭州地铁4号线上的运营情况时,凌祝军表示:“试运营的头一个月,该系统在没有人工操作的自动驾驶运行中,停靠站点的精度比预定的停站点有些许误差,例如,有时超过预定停站点20公分才停站,有时又离预定停站点差20公分就停靠了。后来我们优化了系统算法后,使得停车精度都能达到100%准确度。在试运营过程当中,准确停站超过20万次,顺利输送旅客超过980万人次。”

 

在谈到BiTRACON型CBTC信号系统可以提升、优化的方向时,凌祝军介绍:“虽然我们有走在前列的自动化测试平台,但是我们觉得还有可以提高的空间;同时,自动化设计工具的开发也要加强,以适应我们同时面对不同客户、具体需求特点有所不同的多个工程项目的建设需要。”

 

在平稳性方面,凌祝军介绍说:“当人们乘坐地铁列车时,可能会发现有的线路的列车在启动、运行、停靠过程中比较颠簸,而有的列车则比较平稳,这里面有线路的问题,有车辆的问题,也有很多是信号控制问题。在杭州4号线运行中,BiTRACON型CBTC信号系统ATO控制列车时,可以做到把一瓶矿泉水倒立在列车的地板上,在列车启动、行驶、停站过程中,这个矿泉水瓶不倒。在这样的平稳性基础上还有没有更好的提升空间?我们还在进一步的研究中。”


由中国走向世界

 

目前BiTRACON型CBTC信号系统已在多条轨道交通上得到了推广应用,比如2016年9月BiTRACON型 CBTC系统成功中标重庆地铁4号线互联互通信号系统项目;2016年10月13日,由众合科技提供全套CBTC无人驾驶UTO信号控制系统的深圳比亚迪云轨示范线举行通车仪式;2017年4月,BiTRACON无人驾驶系统成功中标四川广安线信号系统项目;2017年9月又成功中标杭州地铁6号线、杭富线。另外还有南京有轨电车(两条线已经开通一条,另一条在建)、淮安有轨电车(在建,即将开通)信号系统中,也用到了CBTC列控系统中的部分子系统。这些成果的取得是众合科技创新价值和精神的体现,也推动了国内轨道交通自主研发的技术发展进程。

 

凌祝军透露:“重庆地铁4号线是国家互联互通示范工程,该工程的建设进度目前非常顺利,经过了多轮的专家评审。从实验室和实车实线测试情况看,BiTRACON型CBTC信号系统在重庆地铁与多个不同信号系统互联互通方面,效果很好。未来BiTRACON型CBTC信号系统还将服务于城市轨道交通各种制式,包括磁悬浮、单轨、地铁、轻轨等。同时我们的CBTC无人驾驶列车控制技术的国际权威机构认证,也水到渠成。”

 

今天中国高铁技术及规模已居世界第一、并且随着“一路一带”在轨道交通基建上的投资不断加大。众合科技所研发的信号系统除了在国内得到推广应用外,也紧跟国家一带一路的步伐,服务于海外市场:

 

2015年,为尼日利亚首都阿布贾城轨提供计算机联锁、点连式列车控制系统。

 

2016年10月5日,非洲第一条现代电气化铁路——埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴至吉布提铁路建成通车,众合科技为该线各站提供已通过国际安全认证具有完全自主知识产权的计算机联锁系统,为该铁路的安全运行保驾护航。

 

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面对海外市场,凌祝军表示:“不同国家、不同城市的情况都不尽相同,比如有些国家当地没有轨道交通信号系统标准,可以把中国标准带出去;有的国家可能本身轨道交通比较发达,拥有属于自己的标准体系,我们就需要学习如何执行他们的标准。使我们提供的系统不仅实用、安全,还要符合当地的标准,要使我们的系统获得全球的认同。”

 

“未来,公司将继续积极响应国家一带一路倡议要求,进一步开拓海外市场,为更多的国家和客户贡献智能交通控制技术带来的福祉。”凌祝军说。


进一步深入智能化无人驾驶领域

全自动无人驾驶信号技术是轨道交通信号技术发展的趋势和方向。众合科技也在与比亚迪合作共同拓展无人驾驶轨道交通市场,根据公司的产品和技术规划,开发全自动无人驾驶信号技术是掌握下一代信号技术核心、抢占技术至高点的需要,也是构建公司技术竞争力的关键一步。

 

众合科技的全自动无人驾驶信号系统解决方案研发项目旨在研发自主的轨道交通列车全自动智能控制系统,使之具备支持全自动无人驾驶运行能力。

 

而BiTRACON系统除实现CBTC系统常规功能外,还具备全自动无人驾驶(UTO)功能,可根据线路具体需求与车辆、通信和综合监控等系统联动,实现线路的全自动无人驾驶运行,提高轨道交通线路的自动化运营水平,减少线路维护和运营成本。

 

做为拥有全套轨道交通信号技术的公司,凌祝军介绍,虽然BiTRACON型CBTC信号系统具备了DTO(有人监控下的无人驾驶)、UTO(全自动无人驾驶)功能,但众合科技会进一步在轨道交通无人驾驶领域开展深入研究。

 

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他表示:“从20世纪70年代开始,美国、英国、法国、德国等发达国家就开始进行无人驾驶的研究。但是今天在我国进行的无人驾驶列车控制系统与20、30年前的无人驾驶相比,有很多的不同。由于我国轨道交通路线上车辆比较多,列车上的乘客也比较多,如果要在列车上装备无人驾驶技术则会有很多的新要求。比如在应急故障处理方面,如果车辆上的人发生了意外,或者列车出现因故障不能正常行驶等情况,都需要采用合适的方法把突发事件处理好。这些都是之前无人驾驶研究中没有考虑到的方面。另外,不仅是无人驾驶,还有人工智能的应用。目前国内开通的和正在建设中的无人驾驶技术系统,在实际应用中,如果轨道上有障碍物的话,采用的是与障碍物接触后才触发制动的方式。但是这个障碍物能不能提早发现?则是我们接下来开发的方向。”

 

“从技术层面看,无人驾驶已经走向成熟,我们在未来几年里也会把技术开发得更加完美。今年七月,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》,把轨道交通无人驾驶创新技术和创新平台放在了突出重要的地位,众合科技理所应当要在该技术领域勇挑重担,为人工智能技术在城市轨道交通中的发展和应用多做贡献,为此,我们结合‘轨道交通高安全、信息化、智能化先进技术实验室’建设,在地标定位、自动巡航、智慧维护、轨道交通运营环境综合监控检测、软件缺陷自动定位等智能技术上,加大了研究和开发力度。轨道交通控制新局面就在眼前。”凌祝军表示。

 

来源:中国轨道交通 2018年第一期

 

 

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