比无人驾驶地铁还要“聪明”的青岛自主运行地铁来了
——不只是自主运行列车更是“中国智造”新样板
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最“聪明”的列车——青岛自主运行地铁来了
当无人驾驶汽车还在实现商业化运营的路途中，无人驾驶地铁的技术已经成熟应用于国内多条地铁线路了。看过各种科幻电影，又被现实世界的人工智能技术一再突破预期的人们不禁好奇：已经不需要司机就能开的地铁，还能更智能、更“聪明”吗？难道要像“变形金刚”那样，真的变成“机器人”，有大脑、会自己做决策吗？
想象已经逐渐成为现实！当人们还在惊叹无人驾驶地铁已经驰骋于全国多条线路的时候，国内首条列车自主运行地铁——比无人驾驶地铁还要智能的山东省青岛地铁6号线已经来了！
什么是“列车自主运行系统”？它跟目前普遍采用的系统有什么区别呢？目前，国内外城市轨道交通普遍采用的是“列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）”，即车辆运行采用“车-地-车”的通信和控制架构，两列运行的车辆之间无法直接完成信息交互，须接收和执行轨旁和中心设备的指令。简单地说，就是在列车上、轨旁地面上分别预设足够的设备，把列车的运行数据发送回控制中心，控制中心也要集中设置大量的设备，接收和分析数据后再向列车发回指令，控制列车的开和停。业内人士这么形容：相当于列车只是“躯干”，控制行动的“大脑”其实在控制中心，“眼睛”却分散布置在轨旁地面。
而“列车自主运行系统（Train Autonomous Circumambulate System，简称TACS）”，采用的是“车-车”架构，用不着集中的信号控制设备，列车之间可通过无线通信完成信息交互，从而直接获知前行列车的位置和速度，并控制列车运行的系统。如此一来，就好像是列车自己有了“大脑”和“千里眼”，完全能够自己判断路上的情况，安全、智能、飞速地“奔跑”起来了。
可以说，TACS或是目前“最聪明”的列车运行控制系统。它的优势也非常显著：发车间隔比传统控制系统缩短了，轨旁设备配置减少了、列车上的各个系统高度融合，大大提高了在站台停车的精确度和区间运行的舒适度——拥有了自主判断力的地铁开得更快更平稳，停得更精准且用时更少，还融合精简了硬件设备，提高了运营效率，也节约了建设成本和运营成本。
最先进的下一代技术，新的“中国名片”
北京燕房线无人驾驶系统的自动化程度已经相当高了，然而青岛地铁6号线自主运行系统比它更加智能。
北京地铁燕房线是国内首条自主设计制造的采用全自动运行技术的线路。中车青岛四方车辆研究所有限公司副总经理陈凯说：“燕房线全自动运行示范工程实施的意义，在于打破了国外在相关领域的技术垄断，为后续我国城轨交通系统自动化运行的进一步自主化技术创新打下了基础。”但同时，包括燕房线在内的国内外城轨交通网络采用的自动运行系统，列车进路和安全防护等关键功能均是基于传统的体系结构，存在配置和系统架构繁杂等种种不足，因此会导致施工周期长、系统调试工作量大、设备故障影响范围广、建设和维护成本高、线路间难以实现互联互通等问题。
另一方面，其他国家的地铁无线通信系统目前为止都是采用的公用频段，存在频率冲突、频率干扰等问题，特别是大功率的干扰，容易导致地铁列车事故。TACS系统借助国家给予城市轨道交通专用频率的契机，采用受保护的1.8G（1785-1805MHz）无线专用频段，实现“车-车”之间的通信，满足地铁安全可靠的运营要求。
2015年底，以青岛市地铁6号线一期工程建设项目为依托，由青岛地铁集团公司、中车青岛四方车辆研究所、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、上海富欣智能交通控制有限公司与北京中兴高达通信技术有限公司等单位共同研发实施的列车自主运行轨道交通技术创新项目，受到国家发展改革委、中国城市轨道交通协会的大力支持，后正式获批“列车自主运行系统（TACS）示范工程”项目。该项目采用TACS系统，同时，系统采用无人驾驶技术，具有列车主动为自己办理进路、列车自主进行安全防护等技术特点。全新系统将在“安全性、智能化、高效运营”方面有显著提高，简单的通信接口也为线路间的互联互通提供了基础。
青岛发展改革委有关负责人说：“在国家发展改革委、中国城市轨道交通协会的大力支持下，青岛地铁6号线将是国内第一条列车自主运行线路，而且具有完全自主知识产权，是我国自主创新的又一大成果。”
据悉，青岛地铁6号线是一条呈反“C”形的线路，为大运量等级的骨干线，线路全长56.4公里，分两期实施。青岛市地铁6号线一期工程起点为辛屯路站，终点为生态园站，线路长度30.331公里，其中地下线30.305公里，过渡段0.026公里，共设21座车站，全部为地下站。
陈凯说：“青岛地铁6号线的智能化程度是目前国内最好的，甚至可以说是世界一流水平，加上系统全自主化研制，未来将成为新轨道交通样板，成为新的‘中国名片’也当之无愧。””
跨时代的意义，我国城市轨道交通的“逆袭”
从全球城市轨道交通行业技术发展趋势看，如何在已经成熟的无人驾驶技术基础上，进一步提高城市轨道交通系统的自动化、智能化和便捷化水平，降低建设和运营维护成本，是国际主流轨道交通装备制造企业积极研究的方向。
近年，阿尔斯通开发了Urbalis Fluence系统，列车与列车之间可以基于无线通信技术通信，以简化通信和缩短响应时间，该系统在法国里尔1号线自动胶轮轻轨系统结合2015年进行的技术改造开始实施。此外，日立公司也正在对类似的技术进行研发，并在2014年德国InnoTrans轨道交通展上展出了模拟系统。
从这一点上看，青岛和国际行业“大咖”正在同步创新，甚至与国外同行开展的工作相比，这个项目的研发在很多方面处于领先地位。阿尔斯通公司在法国里尔的胶轮轻轨线路较短且运营场景简单，日立和西门子等公司也仅仅正在进行列车之间的数据通信相关技术研究。相比而言，国内团队的研究步伐与国际先进厂商基本同步，依托实施项目的技术起点和运营要求更高。
青岛地铁6号线“列车自主运行系统（TACS）示范工程”的正式示范应用，将实现从传统的“自动运行”到智能的“自主运行”的技术跨越，为我国各地城市轨道交通的规划、设计、建设和运营提供示范和样板，不但能够推动解决既有城市轨道交通建设中面临的供需不平衡的问题，也将真正实现站在国际轨道交通技术前沿引领国际轨道交通行业技术发展方向，使得中国的轨道交通列车控制技术赶超世界一流水平，实现从跟随到引领的超越。
掌握自主化核心技术，为“中国制造”贴上鲜明标签
中国已经成为全球轨道交通需求规模最大的市场。世界级的轨道交通市场理应催生和带动世界级的轨道交通装备制造业，也必须要有世界级的自主化轨道交通装备制造业来支撑。
国家发展改革委非常重视我国城市轨道交通装备的技术进步。自2015年实施《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2015-2017年）》以来，围绕8个重点制造业领域，国家发展改革委立项支持了一批产业化项目，有力促进了我国装备制造业核心竞争力持续提升。在轨道交通装备领域，2015年以来先后推进实施了北京地铁燕房线“列车全自动运行系统（FAO）”和重庆地铁“互联互通”两个示范工程，分别实现了城轨列车全线全自动驾驶和网络化跨线联通联运，一举达到了国际轨道交通装备发展的先进水平，填补了国内技术和工程实践的空白，对推动我国城市轨道交通装备技术的进步起到了积极的推动和引领作用。
中国城市轨道交通协会于2016年11月正式明确了青岛市（轨道交通）基于车载控制平台的列车自动运行控制系统示范工程，并定名为“列车自主运行系统（TACS）示范工程”项目。国家发展改革委按照“建设一批、启动一批、储备一批”的原则，将列车自主运行系统的研制纳入储备考察项目，国家发展改革委相关领导多次听取项目情况汇报，经过考察后该项目最终获批。
在上述工作的基础上，青岛地铁集团公司联合轨道交通车辆装备核心制造的龙头企业，发挥利用青岛市轨道交通产业链从整车到核心系统富集的资源，依托青岛地铁规划的实际地铁项目，按照列车之间数据通信技术和列控系统与车载控制系统深度融合的技术路线，针对“列车自主运行系统”这一城市轨道交通前沿的技术发展方向，开展自主技术研发和示范运用，实现从系统集中控制向分布式控制，从列车自动运行系统到列车自主运行系统的技术跨越。
自主研发打破了西方的技术垄断，意义重大。实践证明，不掌握核心技术的装备系统根本走不出去。列车自主运行系统的推广和示范应用，将极大提升“中国智造”在世界轨道交通领域的地位和影响力，为中国城市轨道交通装备“走出去”提供有力保障，使得中国的重要基础设施贴上“安全高效”的鲜明标签。
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图文来源：中国发展网
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