无人驾驶技术能使列车整个运行过程实现全自动控制,使得车辆按照接近优化的运行曲线运营,达到节能环保的目的。同时,列车不设驾驶员,也节省人力成本。此外,全自动化运营还能避免人为操作失误导致的运营故障。
自动运行降低故障率提升效益
控制中心的调度员就像有“千里眼”,在控制中心就能看到车前方和车厢内的状况。列车上,每节车厢装有2个摄像头,车前方和侧面也装有摄像头,无死角监控;在线路上,每隔200米也装有一个摄像头。“北京地铁燕房线上应用的‘基于通信的列车运行控制系统’,简称CBTC系统,我们具有完全自主知识产权。”北京交通大学国家重点实验室主任唐涛表示,北京交通大学从十几年前开展CBTC研发,开展系统设计、产品研发、安全认证等工作,使得自主化信号系统在功能、性能、安全性等方面,达到与国际厂家一致的标准和要求。
据了解,北京交通大学自2010年开始开展基于高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性的全自动运行轨道交通系统自主研发,历时7年多的实践证明,全自动运行系统的工程化,引导整个行业实现了质的飞越,使系统整体的故障率大大降低。全自动运行技术进一步提高了系统的可靠性,提高了多系统之间的联动性。并且,燕房线建立了一套实时、准确的故障管理体系。这一体系可以快速识别、预警和预防故障,从而使得维护更加明确、到位,大幅降低设备故障率以及设备故障对整个系统正常运行的影响。
据统计,燕房线每列车都有1万多个点位信息上传到控制中心,唤醒后自动监测各个点位的信息是否正常,然后自动上线运营。为了保证能够应付各种突发情况,科研人员设计了41种场景,包括18种正常场景和23种异常情况。
此外,列车还有很多“智能”的自动运行。比如,入库和洗车。北方冬天冷,车都在车库中。每天早晨发车前几分钟,车库门会自动打开,列车出库后自动关闭库门。需要洗车时,列车会按照计划自动开去洗车,完成车头、车身以及车尾的清洗后,再自动折返运行归库。
唐涛说,自主化全自动运行系统充分实现了与车辆、综合监控、站台门、广播、旅客信息、车库门、洗车机等各相关专业的整合及优化,实现了智能化、自动化的联动作业,系统的自动化水平、作业效率、运营效益实现了全面提升。
智能技术搭建自动驾驶支撑平台
由于掌握了核心技术,北京地铁燕房线上应用的自主化信号系统能够更好地与中国轨道交通超大客流的特点相匹配,具备很多优势。北京交通大学科技处有关人士表示,在符合国际系统标准和安全标准的前提下,自主化系统更符合中国城市轨道交通特大客流的特征,并充分考虑了用户后期方便维护的诉求。据介绍,燕房线在设计阶段即对高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性的各项指标进行了全面设计。贯穿全生命周期的高可靠性、高可用性、高可维修性和高安全性管理,充分考虑系统的高可靠性要求,采用了多种保障手段,使得系统的安全性达到了很高的标准。“在系统设计的开始,即深入软硬件最小模块级的设计,实现故障预防和检测,硬件层面可检测到每一个板卡、每一个模块,软件层面可以检测到每一个软件处理模块,大大提升了系统的可维护性,为运营维护、故障处理及定位等提供了极大的便利。”
2017年,《新一代人工智能发展规划》发布,明确了未来中国人工智能战略。作为国家战略性新兴产业示范工程的燕房线,从2010年开始研究,至今天载客运营,轨道交通智能化已先行一步。
北京燕房线全自动运行系统通过对标国际标准、运营场景分析、核心技术研究、关键设备制造、深度集成及综合联动等方法,重点突破了新一代人工智能关键共性技术体系中以轨道交通自动驾驶为代表的自主无人系统智能技术,同时搭建了测试平台、培训中心、展示中心等轨道交通自动驾驶支撑平台,并培养了一批建设、运营、设计及研发等各领域的人工智能高端人才。