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案例頻道1 項目背景
我國城市軌道交通正處于高速發(fā)展期。截至2017年末，我國城市軌道交通（僅含地鐵、輕軌、單軌和APM）開通運營線路總長度達5033公里，開通運營線路總條數(shù)165條；開通城市軌道交通運營城市33個。我國城市軌道交通年客運量達176.8億乘次，全國共有9個城市網(wǎng)絡日均進站量超過100萬人次。其中，北京、上海兩市城市軌道交通里程已超過600公里，居世界領先水平。國家對軌道交通發(fā)展的大力支持、城市化進程的加快以及對節(jié)能環(huán)保的更高要求，促進我國城市軌道交通快速發(fā)展的同時也對城市軌道交通建設與運營設備系統(tǒng)提出了新的需求。為保障行車安全與運輸效率，一種技術(shù)先進、性能穩(wěn)定、價格適中、效率優(yōu)先的自主化全自動運行系統(tǒng)是當前我國軌道交通建設所迫切需要的。
近十年來，為了提升軌道交通技術(shù)與管理整體水平，歐美國家在城市軌道交通的全自動運行技術(shù)發(fā)展上取得了長足進步，日益影響全球的地鐵建設，并且逐步由低運量輕軌系統(tǒng)向大運量地鐵系統(tǒng)發(fā)展與推廣應用。近期的日本東京都市圈、香港等地鐵改造項目均按照全自動運行要求進行招標，同時強調(diào)車輛信號一體化的發(fā)展思路。我國也在北京機場線、上海地鐵10號線引進了國外全自動運行系統(tǒng)。
2 項目實施
2014年7月，和利時與信號廠商合作中標北京燕房線，線路全長約20.5km，其中主線長14.4km，支線長6.1km；沿線共設11座車站，均為高架車站，區(qū)間高架線敷設，平均站間距1.9km。全線設停車場一處，選址閻村北，接軌于閻村北站；列車設計速度100公里/小時，車輛選用B1型車，初、近期獨立運營4輛編組，遠期（2038年）貫通運營6輛編組。目前，地鐵燕房線已通車運營。
北京地鐵燕房線是國內(nèi)首條采用自主研發(fā)的軌道交通全自動運行系統(tǒng)的線路，全自動運行系統(tǒng)通過靈活編組和優(yōu)化運行圖可以縮短發(fā)車間隔，提高線路的運營能力，根據(jù)客流需求靈活地調(diào)整行車計劃，不受司機編制的制約，運營管理由分散性控制轉(zhuǎn)變?yōu)榧锌刂疲⑶遗浜习熊嚬?jié)能駕駛等節(jié)能技術(shù)在全系統(tǒng)的應用，可以有效降低運營成本，提高運營效率。
北京地鐵燕房線是國家級示范工程項目。該線路采用的車輛、信號、通信、綜合調(diào)度系統(tǒng)、綜合維護各專業(yè)及系統(tǒng)均采用國內(nèi)廠商自主研發(fā)的裝備、產(chǎn)品及技術(shù)，填補國內(nèi)多項技術(shù)空白，包括：適用于全自動運行的車輛系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、行車綜合自動化系統(tǒng)、LTE車地綜合承載系統(tǒng)、綜合運營維護管理系統(tǒng)。和利時為該線提供了國內(nèi)首創(chuàng)的支持全自動無人駕駛的行車綜合自動化系統(tǒng)及綜合運營維護管理系統(tǒng)。
北京燕房線行車綜合自動化系統(tǒng)TIAS以和利時MACS-SCADA產(chǎn)品為基礎軟件平臺，通過分布式對象化的實時數(shù)據(jù)庫解決運營信息碎片化問題，MACS-SCADA產(chǎn)品采用國際先進的OPC UA開放軟總線技術(shù)，提高了系統(tǒng)的集成能力、開放性、跨平臺能力及系統(tǒng)的安全性、可靠性；通過統(tǒng)一的人機交互界面實現(xiàn)實時運營狀態(tài)的可視化；提供基于預案的智能控制決策系統(tǒng)，實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的自動聯(lián)動，降低人因事故可能性，提高運營安全性；通過運營大數(shù)據(jù)的分析挖掘，盡早識別潛在的危險；以信號系統(tǒng)行車指揮子系統(tǒng)（ATS）核心原理為基礎，深入研究列車運行指揮靈活調(diào)整技術(shù)、列車網(wǎng)絡化運營和無人駕駛運營指揮和多專業(yè)聯(lián)合故障救援技術(shù)、信號與綜合監(jiān)控一體化設計技術(shù)等，開發(fā)相關(guān)平臺關(guān)鍵設備工程化研究，建立實現(xiàn)以行車為核心的綜合自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究平臺，開展相關(guān)設備仿真和測試驗證，制定相應的接口標準，突破了以下關(guān)鍵技術(shù)：（1）面向節(jié)能的調(diào)度控制一體化關(guān)鍵技術(shù)；（2）基于UTO（無人駕駛模式）的運營指揮和多專業(yè)聯(lián)合故障救援技術(shù)；（3）面向行車綜合自動化系統(tǒng)TIAS的信號與綜合監(jiān)控一體化設計技術(shù)；（4）基于TIAS的全自動運行系統(tǒng)正常及故障運營場景下的聯(lián)動技術(shù)等。燕房線形成綜合自動化系統(tǒng)TIAS針對全自動運行線路的要求，結(jié)合運營方面的技術(shù)條件和管理措施，通過與車輛、信號、LTE、PIS、TETRA等其他系統(tǒng)共同配合完成功能和接口開發(fā)，共同實現(xiàn)全自動運行系統(tǒng)需求。
3 項目意義
全自動運行將是全球軌道交通建設的未來發(fā)展趨勢，根據(jù)UITP的統(tǒng)計，2025年新增軌道交通線路將有50%以上采用全自動運行模式。據(jù)悉，北京3、12、17、19號線等地鐵線路以及南京、天津、鄭州、濟南、太原等城市未來地鐵建設也將采用全自動運行模式。因此，基于地鐵燕房線項目研制出滿足軌道交通運輸環(huán)境和使用要求，并具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)、性能先進的系統(tǒng)。該套系統(tǒng)能夠?qū)嶋H應用于全自動運行軌道交通系統(tǒng)對于我國軌道交通未來發(fā)展具有重要意義。
精彩對話
北京和利時系統(tǒng)工程有限公司副總裁李劍
自動化博覽：在智能交通行業(yè)，和利時能夠提供哪些產(chǎn)品或者解決方案？和利時的競爭優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？
李劍：和利時作為國內(nèi)軌道交通控制系統(tǒng)解決方案主力供應商，提供了自動化、信息化系統(tǒng)及產(chǎn)品，包括：高鐵列車控制系統(tǒng)（車載和地面信號產(chǎn)品）、城市軌道交通大型綜合類監(jiān)控系統(tǒng)、信號CBTC系統(tǒng)、綜合維修管理系統(tǒng)等。從2002年開始，和利時參與了全球15個城市49條城市軌道交通線路的自動化及信息化系統(tǒng)建設，具有可根據(jù)需求制定開發(fā)，研發(fā)集成平臺技術(shù)等優(yōu)勢。
自動化博覽：您感受到我國智能交通行業(yè)正在發(fā)生著哪些變化，呈現(xiàn)出哪些特點？
李劍：世界各國廣泛采用以自動化及信息化促進城市軌道交通發(fā)展的戰(zhàn)略，信息化建設覆蓋建設、運營、管理、安全、服務等領域。我國城市軌道交通的信息化建設也已進入到大規(guī)模開發(fā)和應用階段，大數(shù)據(jù)、云計算、平臺化、移動網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)的應用速度，雖然比金融、教育等其他領域略微落后，但自動化、信息化和智能化已經(jīng)成為軌道交通發(fā)展的必然趨勢。
自動化博覽：智能化是軌道交通行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，和利時在此方面有何規(guī)劃？
李劍：和利時將云計算、大數(shù)據(jù)、移動網(wǎng)絡技術(shù)等與軌道交通行業(yè)建設、運營、維護等方面的用戶需求相結(jié)合，規(guī)劃新一代產(chǎn)品，聯(lián)合用戶、設計單位共同打造軌道交通生態(tài)圈。
地鐵運營需要實現(xiàn)成本的透明和可控，和利時研發(fā)的新一代軌道交通綜合智能維護管理系統(tǒng)，采用云技術(shù)和大型分布式數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)低成本的海量運營數(shù)據(jù)收集、存儲和分析處理能力，提供完整、準確、及時的運營信息，支撐地鐵運營成本的有效控制，綜合運營管理平臺采用運營云服務平臺和統(tǒng)一的企業(yè)服務總線，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式，將地鐵運營的調(diào)度管理、資產(chǎn)管理、維修管理、成本管理、工程檔案管理、OA等多種相互獨立的運營信息化系統(tǒng)融合，實現(xiàn)各種運營信息系統(tǒng)的信息集成和協(xié)同工作，建立運營信息模型，提高運營服務效率，降低運營成本，確保地鐵安全、高效運營。
基于大數(shù)據(jù)的維護綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)作為維護綜合調(diào)度指揮平臺核心軟件平臺，結(jié)合全自動運行系統(tǒng)技術(shù)特點及運營維保需求進行開發(fā)，平臺建設思路是從各專業(yè)采集數(shù)據(jù)信息，一路用于各專業(yè)根據(jù)各自專業(yè)特性及管理要求建設單專業(yè)維保平臺，另一路傳送至軌道交通大數(shù)據(jù)中心，用于多專業(yè)信息融合應用及綜合調(diào)度指揮管理。
摘自《自動化博覽》2018年12月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號