沒有司機不是終點 自主研發讓地鐵運行更加“聰明”

中國經濟導報記者 | 郭丁源

近日，國家發展改革委產業發展司主要負責人帶隊赴青島地鐵1號線調研列車自主運行示范工程。調研中，該負責人聽取了青島地鐵1號線列車自主運行系統示范工程實施進展的匯報，觀看了不同場景調試功能演示，了解了列車示范項目技術創新情況，登車體驗了自主運行線路，并與山東省發展改革委、青島市發展改革委、中國城市軌道交通協會等有關方面就下一步城市軌道交通裝備高端化、智能化、綠色化發展進行了交流。

近日，國家發展改革委產業發展司主要負責人帶隊赴青島地鐵1號線調研列車自主運行示范工程。中城軌協會/供圖

據了解，近年來，國家發展改革委會同中國城市軌道交通協會積極推動城市軌道交通示范工程。此次調研的青島地鐵列車自主運行系統，由我國企業自主研發，實現了地鐵列車的自主運行，真正站在國際軌道交通技術前沿并引領行業技術發展方向，使中國軌道交通列車控制技術處于世界領先水平。

“自動運行”到“自主運行”的技術跨越

從目前國際軌道交通技術發展的情況看，全自動運行技術的發展應用已經相當成熟。截至2015年北京燕房線示范工程立項，全世界已經有33個城市、50條線路采用了FAO全自動運行技術。既然如此，那么已經不需要司機就能開的地鐵，還能更“聰明”嗎？TACS或許給出了新的答案。

所謂TACS，是列車自主運行系統（Train Autonomous Circumambula-tion System）的英文縮寫，是以列車為核心，基于車-車通信，采用資源管理的理念，以信號車輛深度融合為特征，實現列車運行方式由自動化向自主化轉變的一種全新系統制式。TACS在國內首次實現車輛和信號的深度融合，顯著提高城市軌道交通列控系統的智能化水平。

“更形象地說，一個是由中心發出指令，列車按指令去跑；一個則是列車自動識別運行環境，并根據環境實現自主決策和自主運行。”作為TACS項目技術總牽頭方和系統集成方，中車四方所黨委書記、董事長孔軍介紹，相較目前國內外城市軌道交通普遍采用的CBTC（基于通信的列車自動控制）系統，即車輛運行采用“車-地-車”的通信和控制架構，TACS采用的是“車-車”架構，列車之間可通過無線通信完成信息交互，從而直接獲知前行列車的位置、速度和線路狀態，猶如列車有了自己的“大腦”和“千里眼”，實現自主進路、自主防護、自動駕駛和自主調整，弱化中心依賴。列車在自主判斷軌道資源的情況下，能夠安全、智能、飛速地“奔跑”起來。

青島地鐵集團副總經理張君表示：“TACS正式應用，將實現從傳統的‘自動運行’到智能的‘自主運行’的技術跨越，為我國各地城市軌道交通的規劃、設計、建設和運營提供示范和樣板。”

此次調研中，TACS列車在青島地鐵1號線王家港站至井岡山路站三個區間進行試乘體驗，全程4公里。中國經濟導報記者在3個區間坐了一趟往返，共用時約15分鐘，列車運行全程實現了無人駕駛，行駛平穩，停車精準。

自主創新提升“中國智造”影響力

“TACS是目前‘最聰明’的列車運行控制系統，具備更安全、更可靠和更智能的特點，為城市軌道交通運營帶來了諸多優勢。”張君表示，該系統一是能夠顯著減少設備故障對列車運行的影響，顯著提高運營安全;二是縮短了列車的追蹤與折返間隔，能夠解決大客流線路加車難的問題；三是基于資源管理的控制模式使運營組織更靈活，更易實現互聯互通，可實現更便捷的舊線改造和延伸線建設；四是由于軌旁設備配置減少、車輛信號各系統深度融合，使列車停得更精準，運營效率更高，建設成本和運營成本更低等。“由此可以預見，TACS代表著列車控制技術發展趨勢，將有廣闊的市場空間。”

“結構簡潔、智能可靠、運維經濟、運營更安全。”中國城市軌道交通協會裝備委員會副主任方少軒表示，TACS對于地鐵運營組織和網絡化運營的優勢格外突出——TACS列車可在任意位置建立安全進路，應對突發故障；同時也大大縮短了列車折返時間；對于既有線改造及延長線而言，TACS不需要進行大量的軌旁設備調試，建設周期和成本都有明顯優勢。以地鐵網絡化運營為例，TACS在實現地鐵列車互聯互通方面有著無可比擬的優勢。地鐵列車互聯互通可以實現不同線路的列車在換乘站直接運行到相鄰線路上，乘客不用下車換乘，直達目的地，“這是城市軌道交通的重要發展方向。”方少軒說。

方少軒還特別提到，目前不同地鐵線路間的信號系統采用的技術標準不一，線路都是單線運營，相互獨立，互聯互通一直是一個難題。在列車自主運行系統里，這一難題不再存在。據了解，列車自主運行系統僅用了46天即完成了試驗線的全部互聯互通測試。

“TACS系統是完全自主研發，全功能實現是具有國際領先水平的。”方少軒自豪地表示。

TACS的自主研發打破了發達國家在軌道交通領域的技術壟斷，意義重大。實踐證明，不掌握核心技術的裝備系統根本走不出去。“TACS系統的推廣和示范應用，將極大提升‘中國智造’在世界軌道交通領域的地位和影響力，為中國城市軌道交通裝備‘走出去’提供有力保障，使得中國的重要基礎設施貼上‘安全高效’的鮮明標簽。”

多方協作和央地支持造就軌道交通未來

一個跨時代產品的出現離不開群策群力，TACS系統的發展同樣如此。

2015年以來，國家發展改革委先后下發《增強制造業核心競爭力三年行動計劃2015-2017》和《增強制造業核心競爭力三年行動計劃（2018-2020年）》重點領域關鍵技術產業化實施方案。正是在此背景下，青島地鐵集團于2015年聯合相關單位成立了科研項目組，開始以“創新一批先進核心技術，填補技術空白，提升自主化系統整體裝備水平；構建行業領先水平創新團隊，為軌道交通的創新提供持續有力的支撐；形成應用研究成果向工程轉化的有效渠道，解決轉化難問題”為最終目標開展TACS系統設計、產品研發和測試驗證等工作。

通過大量資料收集、論證、前期調研及慎重比選，結合青島軌道交通產業發展優勢，青島地鐵集團選擇中國中車、上海富欣、中興高達作為合作伙伴，進一步完善技術方案，于2016年在國內率先提出TACS總體架構，并申報成為中國城市軌道交通協會示范工程項目。

2017年12月，國家發展改革委批復該項目為軌道交通裝備重點領域國家級示范工程。

2018年12月，項目組完成了TACS車載列控、牽引、制動、網絡、防撞及軌旁系統的研發工作，滿足設計要求，核心設備均已通過符合歐標和國標的第三方產品安全評估。

2020年3月12日，中國城市軌道交通協會正式發布實施了《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》，“青島地鐵列車自主運行系統示范工程”項目被列入智慧城軌發展綱要第9項示范工程。

2020年12月31日，項目組完成TACS所有地面和試驗線試驗測試工作，所有測試結果全部通過且符合設計要求。

截至目前，TACS已完成17次行業專家評審、10次設計聯絡，形成用戶需求、系統技術方案及113項運營場景等成果文件。

當然，重大科技項目的落地離不開地方政府的鼎力支持。據青島西海岸新區軌道交通指揮部負責人介紹，青島地鐵6號線一期工程于2019年12月16日開工建設，該區軌道交通指揮部在服務地鐵6號線一期工程建設實踐中堅持創新引領，全方位創新項目服務保障工作，全力打造新區“新基建”軌道交通示范工程。為此，指揮部特創建6號線攻堅聯席會議制度，發揮雙向協調的作用，建立了地鐵參建方、保障方、沿線鎮街和相關區直單位參加的周聯席會議制度，協調解決影響施工的各類問題，為工程順利開工建設提供了堅實保障。據悉，針對地鐵6號線一期工程前期工作涉及的抓馬山車輛基地征遷、84畝基本農田補劃等重要事項，指揮部堅持頂格協調推進，由指揮長親自帶隊踏勘現場，多次協調青島市地鐵辦和西海岸新區有關部門，為各項工作的順利開展提供了堅實的基礎。

“TACS試驗線測試的完成，標志著示范工程項目實現了又一重大里程碑，工程應用指日可待。”方少軒表示，TACS的成功應用將推動和引領軌道交通產業技術的發展，提升城市軌道交通系統自動化、智能化和便捷化水平，填補國內軌道交通技術空白，為軌道交通網絡化運營奠定良好的基礎。

此次調研中，青島市發展改革委工業處處長焦晨生表示，列車自主運行系統國家示范工程落地青島是對青島市軌道交通技術裝備產業鏈的肯定和期許。目前，列車自主運行系統國家示范工程已經拿到了工程應用的“通行證”，基本具備工程應用條件。青島市發展改革委將全力支持和推動TACS的工程應用工作，為中國城市軌道交通的快速發展盡一份力量。