全国首个!青岛地铁“最强大脑”疾驰而来,列车“自己跑、自己停、自己回”

2024-04-19 20:20 半岛都市报·半岛新闻客户端阅读 (22250) 扫描到手机

半岛全媒体记者 郭振亮

地铁列车会“自己跑、自己停、自己回”,自己判断运行。4月19日,记者来到即将开通的青岛地铁6号线一期展开探访,青岛“最聪明的地铁”长啥样,身上又有哪些高科技呢?据介绍,6号线是青岛地铁打造的首条智慧地铁示范线,也是全国第一个全自主运行系统(TACS)示范工程,集十年建设发展经验于一体,为地铁列车装上“最强大脑”和“千里眼”,实现全自主“奔跑”。TACS系统具有完全自主知识产权,在技术创新上真正实现国际引领,实现了中国轨道交通装备由“从无到有”到“技术领跑”的跨越,极大提升“中国智造”在世界轨道交通领域的地位和影响力。

列车不再当“木偶”,自主决定怎么跑

与传统列车控制模式相比,地铁6号线拥有着什么样的“特异功能”呢?4月19日,记者来到即将开通的6号线一期灵山湾站,提前登上青岛“最聪明的地铁”开启了一场“智慧之旅”。

青岛地铁集团副总经理,青岛地铁运营公司党委书记、董事长刘纪俭介绍说,列车控制系统是控制列车安全、准时运行的指挥部。传统系统的主要设备安装在轨旁,列车像“提线木偶”一样全程听地面指挥。而6号线列车采用的列车自主运行系统,即TACS系统,将轨旁主要设备的功能分散到列车上,通过列车与列车之间的直接“通话”,后方列车直接拿到前方列车的状态信息进行自己判断,就像列车有了自己的“大脑”和“千里眼”,能够自主“奔跑”。简单说,采用了这项技术,地铁列车会“自己跑、自己停、自己回”,自己判断运行。

据了解,研发TACS系统的目的是改变“以地面为核心,地面设备指挥列车运行”的传统列车控制模式,实现“以列车为核心,列车自主运行”的新一代列车控制模式。TACS系统以列车为核心,将地面主要设备功能转移至车载设备上,并将传统“车-地-车”通信架构简化为“车-车”直接通信,直接获知前行列车的状态信息并独立进行计算。地面设备上车后,TACS系统通过硬件集成、信息共享互信,实现列车和车载信号的深度融合,传输时间更短、系统功能更优、性能更可靠、列车更“聪明”。

全自主运行系统“上线”七大优势

“最聪明的地铁”即将上线,对于未来运营又有着哪些优势呢?

青岛地铁运营公司6号线综合运管部副经理刘克在现场介绍说,6号线开通运营后将会具备更智能、更安全、更可靠、更有效率、更为灵活、更有效益、更易实现互联互通和旧线改造七大特点和优势。

其中,更智能是指列车根据时刻表,自行确定要运行的时间、速度和行驶的区域;如果列车发生晚点,会主动调整停站时间、运行速度,确保准点到达。

更安全是指TACS系统采用了分布式的设计,减少了设备室主要设备故障导致的多个列车都要降级运营的情况,提供更多有效的系统保障,显著提高运营安全。

更可靠是指可靠性由99.99%提升至99.9996%,提升2个数量等级。别看数字变化不大,但在行业内两个数量等级的提升就是近百倍的进步。由原来的平均0.6年发生一次大故障导致系统性能失效,延长为11.4年发生一次。

更有效率是指运用TACS技术后,6号线折返效率提升17%。实际测算,6号线传统系统站前折返时间最快为126秒,而TACS折返时间可提升至105秒。运营高峰期时,每小时可以多上线6列车、多运送约8000名乘客。在大城市,乘客高峰期坐不上车的概率会大幅降低。

更为灵活是指TACS支持两车对向行驶和任意位置折返。当发生火灾、水淹等紧急情况时,可以立即停车掉头以最高模式安全地回到原来的站台。经过测算,6号线TACS任意点折返时间为12秒,加上返回到原站台的时间90秒,总时间不超过2分钟;而CBTC系统至少需要10分钟。

更有效益是指TACS系统结构简单,设备少,维护工作少。以6号线为例,全寿命周期内可节省投资1.26亿元,占总成本的20%。

更易实现互联互通和旧线改造。TACS系统结构简单,能够实现不同厂商的互联互通,减少了对原系统厂商的依赖。如果线路都能互联互通,相关的长途乘客就可以像乘坐火车一样直接乘坐“直达车”,不用频繁更换线路了。旧线改造时主要改造列车,既有地面系统进行配合性改造升级即可,无需频繁切换,不仅可以大幅提高安全性,而且节省时间30%。

地铁三期新建线路将全面应用

6号线是青岛地铁打造的首条智慧地铁示范线,可以说是集青岛地铁十年建设发展经验于一体。青岛地铁集团副总经理,青岛地铁运营公司党委书记、董事长刘纪俭介绍说,6号线实现了全专业、全设备智慧运维。智慧运维可以简单理解成现在的智能家居,是面向乘客所乘坐的电客车、电扶梯,所用到的空调、站台门等百万台套的设备设施,通过应用人工智能、物联网、检修机器人等技术,实现对设备的实时监测、故障预警和快速处置,为乘客提供更安全、更舒适的出行体验。

例如,在更好地为市民服务上,乘客乘坐的电客车通过车厢拥挤度识别技术,将拥挤度情况提前在后续车站显示让大家选择人少的车厢,提升舒适性;在更好地保障设备安全运行上,乘客进站经过的安检机通过智慧安检系统,实现易燃易爆、危险物品的智能判图,准确率较人工大幅提升,超过95%;电客车的车门和站台门等因为开关次数多故障率高,青岛地铁通过智慧运维实现设备的实时在线监测、故障提前预警,设备稳定性进一步提升;在更高效检修上,通过车辆机器人、供电机器人、轨道机器人等,逐步替代传统的依靠大量人工每天花费大量时间去几千个设备房的巡检模式,检修线路提升了数倍。

据介绍,TACS系统是基于车车通信、车辆信号深度融合的新一代列车控制系统。与传统的系统相比,TACS系统性能大幅提升,全寿命周期成本降低20%(节省总投资1.26亿元),并在旧线改造等方面具有很大优势。利用TACS系统运行效率高、深度融合的优势,能够大幅降低能耗,更易实现灵活编组。

同时,TACS系统具有完全自主知识产权,在技术创新上真正实现国际引领,实现了中国轨道交通装备由“从无到有”到“技术领跑”的跨越,极大提升“中国智造”在世界轨道交通领域的地位和影响力。

【TACS研发历程】

2015年,青岛地铁联合相关单位成立了科研项目组,开始了列车自主运行系统的研发工作。

2016年11月,中国城市轨道交通协会批准“列车自主运行系统(TACS)示范工程”项目。

2017年11月,项目组通过青岛市发改委向国家发改委申报国家级示范工程; 同年12月,国家发展和改革委员会批复为轨道交通装备重点领域国家级示范工程,并结合青岛地铁6号线进行示范应用。该项目是全国轨道交通行业中国家支持力度最大的项目之一。

2018年12月,完成了TACS车载列控、牵引、制动、网络、防撞及轨旁系统的研发工作,满足设计要求,核心设备均已通过符合欧标和国标的第三方产品安全评估。

2020年3月12日,中国城市轨道交通协会正式发布实施了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》,“青岛地铁列车自主运行系统示范工程”项目被列入智慧城轨发展纲要第9项示范工程。

2020年12月31日,项目组完成TACS所有地面和试验线试验测试工作,所有测试结果全部通过且符合设计要求。

2021年5月9日,成功举办TACS成果展示会,向全行业展示了TACS的特点和优越性。

2022年3月25日,6号线TACS项目正式开标,标志着TACS项目正式进入工程应用。

2023年3月30日,6号线首列车到达车辆段。

2023年11月23日,6号线进入试运行。

2024年4月14日,6号线通过初期运营前安全评估。