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“十三五”期間，我國城市軌道交通建設(shè)進(jìn)入高峰期。根據(jù)國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年地鐵軌道交通規(guī)劃里程8500公里,比2015年新增近5000公里,其中2016、2017年分別新增790公里、854公里,遠(yuǎn)超十二五期間年均新增380公里。隨著城市軌道交通建設(shè)不斷發(fā)展,以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車運行控制系統(tǒng)也在不斷的投入新建線路的應(yīng)用中。據(jù)了解，目前國內(nèi)大部分新建地鐵線路均采用CBTC信號系統(tǒng)，在國家發(fā)改委的大力推動下,我國地鐵CBTC信號系統(tǒng)國產(chǎn)化進(jìn)程正在不斷加速中。

近日，浙江眾合科技股份有限公司（以下簡稱“眾合科技”）自主研發(fā)的BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)通過了中國城市軌道交通協(xié)會技術(shù)裝備專業(yè)委員會組織的專家評審，并且該系統(tǒng)已經(jīng)在杭州地鐵4號線上投入了載客使用。

作為擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢？在實際應(yīng)用中的情況又如何？眾合科技未來在軌道交通領(lǐng)域還有哪些新的技術(shù)開發(fā)？帶著這些問題，本刊記者采訪了眾合科技副總裁兼總工程師凌祝軍先生。

互聯(lián)互通，采用“歸一化”設(shè)計

眾合科技的BiTRACON信號系統(tǒng)由列車自動監(jiān)控（ATS）、計算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）、車載控制器（CC）、區(qū)域控制器（ZC）、維護(hù)支持（MMS）、數(shù)據(jù)通信（DCS）六個子系統(tǒng)組成，實現(xiàn)列車自動監(jiān)督、列車自動防護(hù)、列車自動駕駛等功能，在確保列車安全的同時，可最大限度提高線路的運營效率。

BiTRACON系統(tǒng)支持三種控制等級：CBTC控制級、點式控制級和聯(lián)鎖控制級。除實現(xiàn)常規(guī)信號系統(tǒng)功能外，在點式控制等級下，還可以實現(xiàn)基于站臺無線通信的增強(qiáng)點式或基于通信控制環(huán)線的點連式系統(tǒng)功能，在確定的防護(hù)區(qū)域，可以實現(xiàn)對列車的連續(xù)速度監(jiān)控、闖紅燈防護(hù)、緊急停車按鈕響應(yīng)以及站臺門自動開關(guān)門等功能，極大地增強(qiáng)了點式控制等級下的系統(tǒng)安全性和站臺門開關(guān)便利性。

在談到BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)的優(yōu)勢時凌祝軍表示，首先，BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)可以支持不同的通信協(xié)議（Subset-037/Subset-098、RSSP-I/RSSP-II等），支持國內(nèi)CBTC互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，可快速實現(xiàn)不同信號系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，是我國互聯(lián)互通示范工程建設(shè)的主要系統(tǒng)之一。

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，城市區(qū)域范圍通勤和城市交通擁堵問題，已越來越成為各大城市在快速發(fā)展過程中迫切需要解決的問題，城市軌道交通迎來了新的一輪建設(shè)高潮。在這一輪建設(shè)高潮中，對信號系統(tǒng)提出節(jié)約重復(fù)投資、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運營的新要求，城市軌道交通信號系統(tǒng)互聯(lián)互通成為今后技術(shù)發(fā)展的趨勢。

具體說來是指不同線路的軌道、車輛、供電、信號、通信、屏蔽門及運營組織等相互兼容，從而節(jié)約資源、降低成本，提高資源使用效率和服務(wù)質(zhì)量?！暗悄壳澳軌?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的系統(tǒng)并不多?！绷枳＼娞寡?。

其次，從安全計算機(jī)平臺方面來看，凌祝軍介紹：“BiTRACON型BTC信號系統(tǒng)包括六個子系統(tǒng)，其中車載和軌旁ATP、ATO、CBI等安全核心子系統(tǒng)使用的是同一套安全技術(shù)平臺，該平臺不僅采用了包括CPU在內(nèi)的異構(gòu)硬件，還在操作系統(tǒng)、部分關(guān)鍵控制軟件等多方面采用異構(gòu)設(shè)計，最大限度保證了系統(tǒng)的安全性。同時，由于車地多個子系統(tǒng)同平臺設(shè)計，設(shè)備板卡、維護(hù)設(shè)備、維護(hù)人員通用，可減少業(yè)主在維護(hù)費用和備品備件上的投資?！?/p>

另外，對于整個系統(tǒng)平臺的可靠性而言，凌祝軍表示：“我們采用歸一化的硬件設(shè)計。安全技術(shù)平臺是歸一化的，硬件也是歸一化的，這樣的設(shè)計對用戶、對系統(tǒng)來說都有好處。如果需要對系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代，由于歸一化的設(shè)計，在一個系統(tǒng)上更新驗證通過后，到另一個子系統(tǒng)上也能很快得到更新驗證。這樣，既可以為用戶節(jié)約投資，也節(jié)省了開發(fā)、升級系統(tǒng)過程中的研發(fā)資源和安全評估資源投入，深受用戶認(rèn)可?！?/p>

在運行中確保一瓶倒立的礦泉水不倒

2017年7月25日，BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)在杭州地鐵4號線首通段正式投入全功能載客試運營。該系統(tǒng)的投入使用對城市軌道交通的舊線升級，以及與既有線路部分共線的地鐵線路的信號系統(tǒng)建設(shè)，都提供了可供選擇的更好解決方案。

杭州地鐵 4 號線的載客試運營，標(biāo)志著眾合科技自研國產(chǎn)化信號系統(tǒng)核心產(chǎn)品首次在國內(nèi)主流地鐵正線取得開通（投運）業(yè)績，相關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)得到市場認(rèn)可，將有助于進(jìn)一步提升公司核心競爭力及行業(yè)地位，對未來國產(chǎn)化信號系統(tǒng)訂單的獲得及市場份額的提升具有關(guān)鍵作用；同時，也對在新線建設(shè)中推廣應(yīng)用公司自研產(chǎn)品提供了寶貴的經(jīng)驗。

杭州地鐵 4 號線使用的BiTRACON型 CBTC 信號系統(tǒng)，符合國內(nèi)、國際行業(yè)技術(shù)規(guī)范，可廣泛應(yīng)用于海內(nèi)外地鐵、輕軌等城市軌道交通列車控制領(lǐng)域。公司自2007年開始自主研發(fā)，并已先后通過了通過國際權(quán)威的第三方安全評估機(jī)構(gòu)英國勞氏（現(xiàn)在的里卡多）的 SIL4 安全評估、德國萊茵 TUV 的第三方 SIL4 安全認(rèn)證、行業(yè)專家的 CBTC 試運行技術(shù)評審、載客運營專家技術(shù)評審等一系列標(biāo)準(zhǔn)審查。

在談到BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)在杭州地鐵4號線上的運營情況時，凌祝軍表示：“試運營的頭一個月，該系統(tǒng)在沒有人工操作的自動駕駛運行中，?？空军c的精度比預(yù)定的停站點有些許誤差，例如，有時超過預(yù)定停站點20公分才停站，有時又離預(yù)定停站點差20公分就?？苛?。后來我們優(yōu)化了系統(tǒng)算法后，使得停車精度都能達(dá)到100%準(zhǔn)確度。在試運營過程當(dāng)中，準(zhǔn)確停站超過20萬次，順利輸送旅客超過980萬人次?！?/p>

在談到BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)可以提升、優(yōu)化的方向時，凌祝軍介紹：“雖然我們有走在前列的自動化測試平臺，但是我們覺得還有可以提高的空間；同時，自動化設(shè)計工具的開發(fā)也要加強(qiáng)，以適應(yīng)我們同時面對不同客戶、具體需求特點有所不同的多個工程項目的建設(shè)需要。”

在平穩(wěn)性方面，凌祝軍介紹說：“當(dāng)人們乘坐地鐵列車時，可能會發(fā)現(xiàn)有的線路的列車在啟動、運行、?？窟^程中比較顛簸，而有的列車則比較平穩(wěn)，這里面有線路的問題，有車輛的問題，也有很多是信號控制問題。在杭州4號線運行中，BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)ATO控制列車時，可以做到把一瓶礦泉水倒立在列車的地板上，在列車啟動、行駛、停站過程中，這個礦泉水瓶不倒。在這樣的平穩(wěn)性基礎(chǔ)上還有沒有更好的提升空間？我們還在進(jìn)一步的研究中。”

由中國走向世界

目前BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)已在多條軌道交通上得到了推廣應(yīng)用，比如2016年9月BiTRACON型 CBTC系統(tǒng)成功中標(biāo)重慶地鐵4號線互聯(lián)互通信號系統(tǒng)項目；2016年10月13日，由眾合科技提供全套CBTC無人駕駛UTO信號控制系統(tǒng)的深圳比亞迪云軌示范線舉行通車儀式；2017年4月，BiTRACON無人駕駛系統(tǒng)成功中標(biāo)四川廣安線信號系統(tǒng)項目；2017年9月又成功中標(biāo)杭州地鐵6號線、杭富線。另外還有南京有軌電車（兩條線已經(jīng)開通一條，另一條在建）、淮安有軌電車（在建，即將開通）信號系統(tǒng)中，也用到了CBTC列控系統(tǒng)中的部分子系統(tǒng)。這些成果的取得是眾合科技創(chuàng)新價值和精神的體現(xiàn)，也推動了國內(nèi)軌道交通自主研發(fā)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程。

凌祝軍透露：“重慶地鐵4號線是國家互聯(lián)互通示范工程，該工程的建設(shè)進(jìn)度目前非常順利，經(jīng)過了多輪的專家評審。從實驗室和實車實線測試情況看，BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)在重慶地鐵與多個不同信號系統(tǒng)互聯(lián)互通方面，效果很好。未來BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)還將服務(wù)于城市軌道交通各種制式，包括磁懸浮、單軌、地鐵、輕軌等。同時我們的CBTC無人駕駛列車控制技術(shù)的國際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，也水到渠成。”

今天中國高鐵技術(shù)及規(guī)模已居世界第一、并且隨著“一路一帶”在軌道交通基建上的投資不斷加大。眾合科技所研發(fā)的信號系統(tǒng)除了在國內(nèi)得到推廣應(yīng)用外，也緊跟國家一帶一路的步伐，服務(wù)于海外市場：

2015年，為尼日利亞首都阿布賈城軌提供計算機(jī)聯(lián)鎖、點連式列車控制系統(tǒng)。

2016年10月5日，非洲第一條現(xiàn)代電氣化鐵路——埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提鐵路建成通車，眾合科技為該線各站提供已通過國際安全認(rèn)證具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，為該鐵路的安全運行保駕護(hù)航。

面對海外市場，凌祝軍表示：“不同國家、不同城市的情況都不盡相同，比如有些國家當(dāng)?shù)貨]有軌道交通信號系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，可以把中國標(biāo)準(zhǔn)帶出去；有的國家可能本身軌道交通比較發(fā)達(dá)，擁有屬于自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，我們就需要學(xué)習(xí)如何執(zhí)行他們的標(biāo)準(zhǔn)。使我們提供的系統(tǒng)不僅實用、安全，還要符合當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)，要使我們的系統(tǒng)獲得全球的認(rèn)同。”

“未來，公司將繼續(xù)積極響應(yīng)國家一帶一路倡議要求，進(jìn)一步開拓海外市場，為更多的國家和客戶貢獻(xiàn)智能交通控制技術(shù)帶來的福祉。”凌祝軍說。

進(jìn)一步深入智能化無人駕駛領(lǐng)域

全自動無人駕駛信號技術(shù)是軌道交通信號技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向。眾合科技也在與比亞迪合作共同拓展無人駕駛軌道交通市場，根據(jù)公司的產(chǎn)品和技術(shù)規(guī)劃，開發(fā)全自動無人駕駛信號技術(shù)是掌握下一代信號技術(shù)核心、搶占技術(shù)至高點的需要，也是構(gòu)建公司技術(shù)競爭力的關(guān)鍵一步。

眾合科技的全自動無人駕駛信號系統(tǒng)解決方案研發(fā)項目旨在研發(fā)自主的軌道交通列車全自動智能控制系統(tǒng)，使之具備支持全自動無人駕駛運行能力。

而BiTRACON系統(tǒng)除實現(xiàn)CBTC系統(tǒng)常規(guī)功能外，還具備全自動無人駕駛（UTO）功能，可根據(jù)線路具體需求與車輛、通信和綜合監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)線路的全自動無人駕駛運行，提高軌道交通線路的自動化運營水平，減少線路維護(hù)和運營成本。

做為擁有全套軌道交通信號技術(shù)的公司，凌祝軍介紹，雖然BiTRACON型CBTC信號系統(tǒng)具備了DTO（有人監(jiān)控下的無人駕駛）、UTO（全自動無人駕駛）功能，但眾合科技會進(jìn)一步在軌道交通無人駕駛領(lǐng)域開展深入研究。

他表示：“從20世紀(jì)70年代開始,美國、英國、法國、德國等發(fā)達(dá)國家就開始進(jìn)行無人駕駛的研究。但是今天在我國進(jìn)行的無人駕駛列車控制系統(tǒng)與20、30年前的無人駕駛相比，有很多的不同。由于我國軌道交通路線上車輛比較多，列車上的乘客也比較多，如果要在列車上裝備無人駕駛技術(shù)則會有很多的新要求。比如在應(yīng)急故障處理方面，如果車輛上的人發(fā)生了意外，或者列車出現(xiàn)因故障不能正常行駛等情況，都需要采用合適的方法把突發(fā)事件處理好。這些都是之前無人駕駛研究中沒有考慮到的方面。另外，不僅是無人駕駛，還有人工智能的應(yīng)用。目前國內(nèi)開通的和正在建設(shè)中的無人駕駛技術(shù)系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中，如果軌道上有障礙物的話，采用的是與障礙物接觸后才觸發(fā)制動的方式。但是這個障礙物能不能提早發(fā)現(xiàn)？則是我們接下來開發(fā)的方向?！?/p>

“從技術(shù)層面看，無人駕駛已經(jīng)走向成熟，我們在未來幾年里也會把技術(shù)開發(fā)得更加完美。今年七月，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，把軌道交通無人駕駛創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新平臺放在了突出重要的地位，眾合科技理所應(yīng)當(dāng)要在該技術(shù)領(lǐng)域勇挑重?fù)?dān)，為人工智能技術(shù)在城市軌道交通中的發(fā)展和應(yīng)用多做貢獻(xiàn)，為此，我們結(jié)合‘軌道交通高安全、信息化、智能化先進(jìn)技術(shù)實驗室’建設(shè)，在地標(biāo)定位、自動巡航、智慧維護(hù)、軌道交通運營環(huán)境綜合監(jiān)控檢測、軟件缺陷自動定位等智能技術(shù)上，加大了研究和開發(fā)力度。軌道交通控制新局面就在眼前。”凌祝軍表示。

來源：中國軌道交通 2018年第一期