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【媒体关注】中国“自造”CBTC系统进一步“智造”升级 —访信彩票副总裁兼总工程师凌祝军
2018/01/25 2119 字號:

“十三五”期间,我国城市軌道交通建设进入高峰期。根据国家《中长期铁路网规划》,到2020年地铁軌道交通规划里程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。随着城市軌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,信彩票(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軌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?众合科技未来在軌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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互聯互通,采用“歸一化”設計

衆合科技的BiTRACON信號系統由列車自動監控(ATS)、計算機聯鎖(CBI)、車載控制器(CC)、區域控制器(ZC)、維護支持(MMS)、數據通信(DCS)六個子系統組成,實現列車自動監督、列車自動防護、列車自動駕駛等功能,在確保列車安全的同時,可最大限度提高線路的運營效率。

 

BiTRACON系統支持三種控制等級:CBTC控制級、點式控制級和聯鎖控制級。除實現常規信號系統功能外,在點式控制等級下,還可以實現基于站台無線通信的增強點式或基于通信控制環線的點連式系統功能,在確定的防護區域,可以實現對列車的連續速度監控、闖紅燈防護、緊急停車按鈕響應以及站台門自動開關門等功能,極大地增強了點式控制等級下的系統安全性和站台門開關便利性。

 

在談到BiTRACON型CBTC信號系統的優勢時淩祝軍表示,首先,BiTRACON型CBTC信號系統可以支持不同的通信協議(Subset-037/Subset-098、RSSP-I/RSSP-II等),支持國內CBTC互聯互通標准,可快速實現不同信號系統之間的互聯互通,是我國互聯互通示範工程建設的主要系統之一。

 

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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,城市軌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,城市軌道交通信号系统互联互通成为今后技术发展的趋势。

 

具體說來是指不同線路的軌道、車輛、供電、信號、通信、屏蔽門及運營組織等相互兼容,從而節約資源、降低成本,提高資源使用效率和服務質量。“但是目前能夠實現互聯互通的系統並不多。”淩祝軍坦言。

 

其次,從安全計算機平台方面來看,淩祝軍介紹:“BiTRACON型BTC信號系統包括六個子系統,其中車載和軌旁ATP、ATO、CBI等安全核心子系統使用的是同一套安全技術平台,該平台不僅采用了包括CPU在內的異構硬件,還在操作系統、部分關鍵控制軟件等多方面采用異構設計,最大限度保證了系統的安全性。同時,由于車地多個子系統同平台設計,設備板卡、維護設備、維護人員通用,可減少業主在維護費用和備品備件上的投資。”

 

另外,對于整個系統平台的可靠性而言,淩祝軍表示:“我們采用歸一化的硬件設計。安全技術平台是歸一化的,硬件也是歸一化的,這樣的設計對用戶、對系統來說都有好處。如果需要對系統進行更新換代,由于歸一化的設計,在一個系統上更新驗證通過後,到另一個子系統上也能很快得到更新驗證。這樣,既可以爲用戶節約投資,也節省了開發、升級系統過程中的研發資源和安全評估資源投入,深受用戶認可。”


在運行中確保一瓶倒立的礦泉水不倒

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軌道交通的旧线升级,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、轻轨等城市軌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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在談到BiTRACON型CBTC信號系統在杭州地鐵4號線上的運營情況時,淩祝軍表示:“試運營的頭一個月,該系統在沒有人工操作的自動駕駛運行中,停靠站點的精度比預定的停站點有些許誤差,例如,有時超過預定停站點20公分才停站,有時又離預定停站點差20公分就停靠了。後來我們優化了系統算法後,使得停車精度都能達到100%准確度。在試運營過程當中,准確停站超過20萬次,順利輸送旅客超過980萬人次。”

 

在談到BiTRACON型CBTC信號系統可以提升、優化的方向時,淩祝軍介紹:“雖然我們有走在前列的自動化測試平台,但是我們覺得還有可以提高的空間;同時,自動化設計工具的開發也要加強,以適應我們同時面對不同客戶、具體需求特點有所不同的多個工程項目的建設需要。”

 

在平穩性方面,淩祝軍介紹說:“當人們乘坐地鐵列車時,可能會發現有的線路的列車在啓動、運行、停靠過程中比較顛簸,而有的列車則比較平穩,這裏面有線路的問題,有車輛的問題,也有很多是信號控制問題。在杭州4號線運行中,BiTRACON型CBTC信號系統ATO控制列車時,可以做到把一瓶礦泉水倒立在列車的地板上,在列車啓動、行駛、停站過程中,這個礦泉水瓶不倒。在這樣的平穩性基礎上還有沒有更好的提升空間?我們還在進一步的研究中。”


由中國走向世界

 

目前BiTRACON型CBTC信号系统已在多条軌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,也推动了国内軌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軌道交通各种制式,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”在軌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,爲尼日利亞首都阿布賈城軌提供計算機聯鎖、點連式列車控制系統。

 

2016年10月5日,非洲第一條現代電氣化鐵路——埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提鐵路建成通車,衆合科技爲該線各站提供已通過國際安全認證具有完全自主知識産權的計算機聯鎖系統,爲該鐵路的安全運行保駕護航。

 

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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軌道交通信号系统标准,可以把中国标准带出去;有的国家可能本身軌道交通比较发达,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。”

 

“未來,公司將繼續積極響應國家一帶一路倡議要求,進一步開拓海外市場,爲更多的國家和客戶貢獻智能交通控制技術帶來的福祉。”淩祝軍說。


進一步深入智能化無人駕駛領域

全自动无人驾驶信号技术是軌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軌道交通市场,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軌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,提高軌道交通线路的自动化运营水平,减少线路维护和运营成本。

 

做为拥有全套軌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軌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。由于我国軌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》,把軌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軌道交通中的发展和应用多做贡献,为此,我们结合‘軌道交通高安全、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、軌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。軌道交通控制新局面就在眼前。”凌祝军表示。

 

来源:中国軌道交通 2018年第一期