封面专访|北京市轨道交通建设管理有限公司总经理丁树奎
面向未来建设城市轨道交通
专访北京市轨道交通建设管理有限公司总经理丁树奎
在业内,丁树奎有一个雅号,“中国城市轨道交通的行动派”。
现在,在《世界轨道交通》杂志记者看来,他还是“中国城市轨道交通的“远见派”。
他常常提醒自己的同事同行:要面向未来建设轨道交通;思维观念要超前十年甚至二十年,否则建成之日,就是落后之时。
所以,他总是以前瞻性的思维带领团队研究北京轨道交通发展,从设计规划,到线路建设,再到后期运营。
所以,他坚定地推动关键技术和装备自主化,为了现在、将来不受制于人。这些年,他和他的团队一直走在以自主创新为主线的道路上:首次在国内建立并推广应用轨道工程建设安全风险控制体系、安全隐患排查治理体系及信息化管控平台;首次研发了具有多项自主知识产权技术的弹簧浮置道床系列产品,打破国外垄断;牵头建设示范工程,从亦庄线CBTC、房山线B型车、昌平线安全门到燕房线全自动运行系统……
我们是在一个碧空如洗、艳阳高照的午后采访的丁树奎——北京市轨道交通建设管理公司总经理、北京市人大代表、有着30余年行业经验的“老轨道人”,了解了他眼中的北京市轨道交通以及未来城市轨道交通。
谋局全网,提升线网整体效能
从一开始,北京市轨道交通建设管理公司就跳出了“按线建设”的局限,“面向全网”谋篇布局,他们最先提出“网络工程”的理念,2004年即提出建设全网集中式指挥中心(TCC)和AFC清算中心(ACC),融世界各大指挥中心之长,结合北京线网发展需求,提出了系统的建设需求。在此思路下,北京市相继出台多个城市轨道交通网络建设专项规划,并在近十年内全力落地规划,在推进线路建设的同时提升网络功能,实现了轨道交通的跨越式发展。
根据丁树奎的介绍,目前,北京轨道交通“三环四横八纵七放射”线网规划已基本成型。截至2017年年底,北京市地铁已有22条线段608公里通车运营,到2018年年底,将增加到633公里,日均客运量达1100万-1200万人次左右,居全国首位。
面对不断扩大的线网,如何挖掘线网的最大效能一直是丁树奎及其他北京轨道交通建设者重点关注的问题。立足于未来,丁树奎提出了三条建议。
在他看来,首先应提高目前轨道交通线网的整体旅行速度,为此,要围绕将大多数通勤乘客的门到门(家门~单位门)出行时间控制一小时内,应尽快对现行的行业设计规范进行修订。他举例,在目前执行的《地铁设计规范(GB 50157-2013)》中要求,“设计最高运行速度为80km/h的系统,旅行速度不宜低于35km/h;设计最高运行速度大于80km/h的系统,列车旅行速度应相应提高。”按照这一规定,城市轨道交通的旅行速度都是以35km/h作为标准设计的,但是随着城市规模不断扩大,职住距离加大及职住比变化,城市轨道交通线路长度不断延长,现有的设计规范规定的地铁旅行速度,影响地铁整体线网的运行效率,应及时修改。
他还提出一个地铁发展的新思路:在地铁规划、建设中,引进多层级配置线路的概念。这主要是针对北京地铁经常要面临的大客流冲击,“新建线路,旋即就超负荷运转”。所谓多层级是指打破当下地铁功能单一、平面化应用的现状,将地铁进行精细化分级。未来地铁可按照不同的功能应用进行规划和建设,划分为基本线、快线、微循环线等不同层级。客流量密集的小区周边增设微循环线,与周边的地铁线打通,一方面收集客流,方便乘客,另一方面可以满足区域增加地铁站点的强烈诉求。另外,地铁线路还可配置主要用于换乘的换乘线,以提高线网运营效率。他还透露,区域快线是北京轨道交通第三期建设重点,已确定的有19号线一期、新机场快线、平谷快线。所有这些措施将有效提高线网效能,促进轨道交通为城市提供更好的服务。
丁树奎还建议,随着城市发展,一些原本建在城市老城周边但现已被城市新城包围的铁路线和货场应转变功能为城市交通服务。这些旧铁路线路由也是修建城市轨道交通路由,城市轨道交通管理部门可以与铁路管理部门联手进行改造。如此,既节省了轨道建设成本,又充分利用了土地和资源。
路网作用的最大发挥,还需继续建设新线,丁树奎强调。符合北京“疏散中心城区功能,建设城市副中心和周边新城”的长远发展战略,正在编制的北京市轨道交通三期规划(2021-2035年),在加密中心城区的基础上,侧重服务城市副中心以及满足周边新城需要。目前,根据已有的《北京城市总体规划(2016年—2035年)》,2020年前北京将初步建成以公共交通为主体、轨道交通为骨干、多种运输方式相协调的综合客运交通体系。到2021年北京轨道交通里程将达到1000公里左右,到2035年不低于2500公里;提高轨道交通覆盖率,中心城中心地区轨道交通站点750米覆盖率达90%以上;城市轨道交通线网进一步加密,形成以轨道交通为骨干的多节点、网络状、全覆盖的交通格局;增加轨道交通客运量,日均客运量由1100万人次增加到1850余万人次,增幅达68%;优化交通出行结构,轨道交通成为公共交通出行的主要方式,占比提高到58%以上,线网整体性和灵活性进一步提高,形成层次明确、级配结构合理的城市交通网,优化交通出行结构。
这意味着,至少在15年内北京轨道交通建设还将处于一个高峰期。如何建设经得起现实和时间考验的优质工程,将继续是丁树奎和所有轨道交通建设者们的追求、责任和使命。
中国式创新,契合中国需求
2017年底,我国第一条拥有完全自主知识产权的全自动运行地铁线路——北京地铁燕房线正式通车运营。这是我国城轨发展史上的里程碑事件。该线路由北京市轨道交通建设管理公司组织建设完成。
燕房线在设计之初即定下了不依靠国外技术、完全自主研发的方向和目标,成套设备、关键技术、产业协同模式,全部自主创新。此间原因,丁树奎告诉记者,前车之鉴,技术受制于人,不仅要付出高昂成本,而且很多需求得不到响应;自主化就要满足中国需求、符合中国国情、构建中国标准。只有自主化,中国城轨才能真正实现安全、高效、可持续发展。
设计理念方面,燕房线与国外技术有着本质的区别。国外技术是从减少劳动力成本的角度出发,而燕房线更关注的是提升安全水平、节能和提高运行效率,减少地铁司机因频繁操作造成的行车安全风险。该理念决定了燕房线在诸多方面的精益求精。例如,国外技术设计的总场景十几个、操作场景十几个,而燕房线的场景共120多个,大场景50多个,小场景200多个,设计模拟的工作状态越多,自动化系统处理就会越准确,因此,丁总的团队在场景设计方面就花费了整整一年的时间。针对中国的多种需求研究与细致的分析设计,为后来的成功奠定了扎实的基础。
依托燕房线,他们还攻克了一批全自动运行系统的核心技术,研发了一批关键设备:首次创建了基于中国运营场景的全自动运行技术体系,研发了中国版FAO系统,填补了国内空白;首次研制了适合中国国情的自主化全自动系统的综合自动化系统、信号系统、LTE-M综合承载系统和车辆系统;创新构建了以行车指挥为核心的运营智能协调技术,实现了智能应急联动,FAO核心设备的在线状态检测、预测诊断和运营管理的辅助决策,提高了FAO系统的智能化水平;首次研发了基于全生命周期的全自动运行系统的RAMS综合保障技术,并应用于系统成套装备,总体提高了系统的安全性和可靠性。
不仅如此,北京市轨道交通建设管理公司首倡实践的“政用产学研”模式也在此次被发挥得淋漓尽致。燕房线全自动运行系统研发过程中,他们组织了一场颇具规模的“大会战”,将设计院、研究院、信号厂家、车辆厂家等数十个单位聚集在一起,集思广义、反复研究,最终诞生了一系列创新成果。“政用产学研”模式改变了传统的供方思维,以用户需求为导向汇聚行业内的专业资源,破解一个又一个技术难题。这种协同创新模式形成的长效机制,保证了燕房线全自动运行成果能够无障碍地、最短时间地、持续地得到验证。
2018年初,由3名院士领衔的专家团队一致认为,北京轨道交通燕房线全自动运行系统核心关键技术及完全自主化成套设备处于国际领先水平,具有广泛的使用价值。UITP地铁自动化专业委员会主席拉蒙•马拉在专程深入研究燕房线之后评价,系统的优异表现给他留下了非常深刻的印象。
丁树奎总经理陪同国家发改委领导调研燕房线
未来已来,建设“一流交通”
丁树奎说,“未来轨道交通的发展很有可能以互联互通作为驱动力,越来越多的系统实现智能化。”智能化、智慧化趋势,已是行业共识,也是世界各国都在积极抢占的制高点。交通领域,未来已来。
他介绍,北京轨道交通建设的技术路线正沿着智能化、智慧化方向一步一个脚印地向前推进。全自动运行把地铁的自动化推向了一个高度,全面开启了地铁智能化时代,下一步将依托互联互通和网络化研制智能列车,使列车具有自主运行能力。而对于二三线城市及大城市周边卫星城的轨道交通未来发展,他也给出了建议:应改变盲目复制一线城市的思路,而以互联互通的方式进行规划和建设,“中小型城市的轨道交通可以按照一张网跑”,对新线建设进行科学规划和标准化配置,为城市轨道交通向智慧型、网络型方向发展厘清道路。
未来轨道交通的目标是什么,丁树奎用四个字概括“一流交通”,这是建设“交通强国”赋予轨道人的责任。他说:“我们应该清醒地知道,我国城市轨道交通在基础关键元器件、核心部件、原材料等方面仍然依赖进口;早晚高峰地铁严重拥堵和出行体验不友好使我们仍饱受诟病,我们在绿色交通出行比例、快速便捷交通体系构建方面还远没有达到政府的要求和人民的期望。所以,依然需要全力以赴,建设一流交通。我们这一代轨道交通建设者有责任有义务拥抱这一历史使命。”
在他看来,一流交通,除了应该是智慧的、智能的等技术特征外,还应该具备三个要素:主体性、时代性和世界性。主体性是指交通的本质是人或物的空间位移,因此一流交通首先应该关注其主体性(乘客)感受的一流:安全有保障、乘客体验美好、享受增值服务等。从“出行”到“美好出行”,需要更科学地收集和采集用户数据,进行精细化分析和管理,使之更有针对性、分层次地满足人们的出行需求。其次,是体现时代性的一流:满足国家和城市社会经济文化发展需要、与自然环境和社会环境友好和谐、先进技术及时广泛应用、资源投入有共识有保障、效益可持续等。此外,一流轨道交通还应实现世界性方面的引领:整体基础设施和运营管理技术在世界上是领先的,甚至许多领域能够引领世界潮流,越来越多的技术和管理理念实现从引进到输出。
具体到北京,他说,北京建设一流轨道交通可以把着力点放在以下几个方面,首要的仍然是从乘客需求出发,运用大数据将乘客的真正需求挖掘出来;同时将轨道交通融入综合交通体系,融入城市发展;还有就是要探索完善可持续机制,使轨道成为北京新型战略产业,为超大线网百年运行奠定坚实基础。
2002年成立之时,北京市轨道交通建设管理公司就已植入创新的基因和担当的情怀。他们用十余年,让北京轨道交通走过了发达国家世界大城市的百年历程,并且造就了北京城市轨道交通建设敢为天下先的创新先锋形象,实实在在把我国城市轨道交通带入国际先进水平。新时期,正如丁总所言,“为未来建交通”是“历史使命”。在未来智能化交通时代,期待丁总带领团队继续“突围”,实现我国在世界轨道交通领域的引领。
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