列车自主运行系统：让“大块头”有“大智慧”

本刊记者|王博

列车自主运行系统：让“大块头”有“大智慧”

本刊记者|王博

Train Autonomous Circumambulate System

作为发展趋势之一，物联网将在各方面影响世界和人类社会的发展方向。物联网以其全面感知、可靠传送、智能处理等关键特征，在互联网基础上大大扩展了产业规模，提供了产业创新与融合的新机会，将成为工业与信息化融合的重大契机。

在未来，世界上的万事万物，都有可能被赋予智慧而充满灵性，可以变得人性化，具备智能学习的能力，好像是万事万物“有了感觉、有了思想”。

如今，“大块头”的城轨列车，也要有“大智慧”了。

“大发展”催生“大创新”

随着经济快速增长和城市发展越发重视城轨交通的引领性，城市轨道交通建设进入快速发展期。城轨交通行业的快速发展，相应地对技术自主创新和科技成果转化提出了更高要求，“安全、智能、高效”已渗透到各领域的背景下，城市轨道交通运营实现“互联互通及网络化”迫在眉睫。

国家发展改革委积极鼓励和支持创新项目的发展，自2015年实施《增强制造业核心竞争力三年行动计划2015-2017》以来，围绕8个重点制造业领域，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。这其中，对于城市轨道交通列车的网络控制系统、基于通信的城市轨道交通列车控制系统等方面有着明确描述。

正值快速发展期的青岛地铁集团，依托青岛地铁规划的在建项目，于2015年底联合中车青岛四方车辆研究所、中车青岛机车车辆股份有限公司、上海富欣智能交通控制有限公司、北京中兴高达通信技术有限公司等单位共同研发实施列车自主运行轨道交通创新项目。2016年6月，青岛地铁等单位向中国城市轨道交通协会提交了《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申请》。同年11月9日，中国城市轨道交通协会予以正式批准，并定名为“列车自主运行系统（TACS）示范工程”项目。

行业大发展，催生大创新。2017年9月17日，青岛地铁集团牵头研发的《列车自主运行系统》技术整体方案顺利通过专家评审，朝着自主研发、自主创新的丰硕成果又迈进了一大步。

从“牵手过路口”到“自主过路口”

谈及列车自主运行系统的特点，有专家形象地予以了描述：以往的城轨列车在信号系统的控制下运行，就好像3岁的孩子需要被大人牵着手过路口。而列车自主运行系统则让城轨列车步入“青年”时代，具备了自行观察路况、“自主过路口”的能力。

目前，国内外城轨交通网络普遍采用的列车自动运行系统，即车辆运行采用“车—地—车”的通信链路和控制架构，两列运行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。虽然具有发车间隔小、运营效率较高等优势，但列车进路和安全防护等关键功能均基于上述体系结构，尤其在承载全自动运行功能后，存在配置设备多、系统接口和结构复杂、列车运行对中心设备依赖大等缺点，以及因此导致的施工周期长、调试繁杂、故障影响范围大、建设和维护成本高、互联互通困难等问题。

与之不同，列车自主运行系统是采用有人值守的全自动运行技术，以列车自律为基础，以列车主动进路、列车自主防护为特征，将传统的车地两层分布式列车运行控制系统与车载网络控制、牵引和制动系统等高度融合为手段的控制系统。

列车自主运行系统突破传统的列车运行控制系统架构瓶颈，车辆在安全、智能、高效方面有了明显提高，为线路间的互联互通提供了基础。由于列车自主运行系统系统采用自主运行、自主防护及车辆安装防碰撞系统，安全性明显提高。列车通信采用“车—车”架构，使发车间隔具有缩短可能，轨旁设备配置减少、各系统的高度融合，提高运营效率，节约建设成本和运营成本。

同时，信号系统与车辆控制系统的融合，大量的列车运行控制过程成为闭环控制，使得人工智能技术的运用成为可能。以列车为主体，通过机器自学习和迭代，优化调整控制策略，可提高列车自主办理进路、时刻表自主调整、定点精准停车和冲动抑制等方面的性能。

立足行业，放眼国际

让列车更智能的列车自主运行系统，将以青岛市6号线一期建设项目为依托，开展基于车载控制平台的列车自主运行控制系统总体方案研究、产品平台开发、试验与测试平台开发、标准/规范体系制定及应用示范线建设。青岛地铁6号线开通运营时，由青岛地铁集团牵头研发的列车自主运行系统将首次应用于城轨交通线路。

随着列车自主运行系统的逐步完善和能力提升，其在行业内的推广应用将成为下一步工作的重点。此外，列车自主运行系统的研究和实施，将实现轨道交通列车从信号控制运行向列车自主运行的技术跨越，提升城市轨道交通系统自动化、智能化和网络化水平，推动和引领全球轨道交通产业技术的发展，填补国内外轨道交通技术空白。同时，对贯彻落实“中国制造2025”、“新型城镇化”及“一带一路”等国家战略的实施，使我国由“技术跟随”型发展向“技术引领”型发展转变，增强城轨交通的全球竞争力具有重要意义。