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北京地铁开启“全主动运行”时期 “无人值守”

时间: 2021-08-19

  北京地铁开启“全自动运行”时代——

  “无人值守”刷新纪录

  本报记者 李博

  4时许,天涯刚泛起微光。

  北京西南阎村北车辆段车库内,一列列车的车头亮起灯光,就似乎睁开了眼睛。驾驶室里并没有人,列车自动启动了车门、播送、牵引、刹车等数十项自检,检讨完成后,车厢内的灯光顺次亮起,列车缓缓开出车库。

  5时5分,这趟“无人驾驶”列车搭载着首批乘客,驶出阎村东站,开始了在燕房线上新一天的运营。

  燕房线,是我国第一条拥有自主知识产权的全自动运行轨道交通线路,搭载我国自主研发的城市轨道交通全自动驾驶系统,今年6月成功实现列车内无人值守的全自动运行。运营两个月有余,燕房线整体平稳,各项指标在北京地铁路网所有线路中表现优异。

  北京轨道交通“全自动运行”时期就此开启。今年年底将开通的11号线、17号线和19号线,以及未来多少年要开通的3号线和12号线,都将具备全自动运行才能。

  运行全程可“无人值守”

  “快看!咱们的地铁也能自动驾驶”“驾驶室里真的没有人啊”……

  只管车厢里有很多空座位,但不少乘客没有坐下,而是鱼贯而入地来到列车车头,好奇地取出手机,透过一整面玻璃墙,拍摄空无一人的驾驶室。

  燕房线列车实现了最高级级全自动“无人值守”,驾驶室里不司机,也看不到庞杂的仪表盘,列车到站开门、关门,加速、减速,无需人工操作,全自动运行。

  燕房线始发阎村东站,衔接燕山地域和房山城关,止于燕山站,大抵呈货色走向。这是海内首条领有自主常识产权、全自动运行体系的轨道交通线路,于2017年12月30日开明初期运营。

  今年6月,燕房线胜利实现列车内无人值守的全自动运行模式(UTO)。

  国际公共交通协会将列车运行的自动化水平,划分为GoA0到GoA4五个等级,GoA0级为既有目视行车方式,GoA4为最高等级——无人值守下全自动运行。

  目前,北京地铁1号线、2号线等大多数地铁线路已经实现GoA2等级自动驾驶,列车可以实现运行中自动加速和减速,以及到站自动泊车等操作。不外列车仍需在司机的监控下运行,列车到站开关门,需要司机操作;运行中呈现突发情况,需要司机处理;列车回库、折返等操作,也须要司机参与。

  燕房线采用基于古代盘算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统,提前编写好的程序替换了人工确认和操作,列车站间行驶、到站停车、自动开关车门、自动发车离站、自动回库、自动洗车、自动休眠,全过程均无需人工介入,完全实现全自动运行管理。

  “所有列车运行中所需要的操作,只有进行设定,程序会自动运行。相比人工操作,犯错几率大大下降。”北京轨道运营公司运营支撑部经理李鹏说,这使得轨道交通的牢靠性和运营效率都得到提高。

  “黑匣子”确保列车安全

  最近,电动汽车“自动驾驶”引发交通事变的事件引发关注,那“无人值守”全自动运行列车,平安吗?

  “可以说,地铁全自动运行技术在国际上已经很成熟了,甚至可以说全自动运行比有人驾驶更安全。”李鹏说。

  早顶峰乘坐地铁,因为客流大,车门关闭时常夹到乘客的衣服、书包等物品。在全自动运行的燕房线,列车车门夹到异物后会自动翻开,产生三次后,车门将不再封闭,列车也不会发车。站台值守职员将及时赶到,处置突发情形。

  燕房线列车的下部还配有一个“黑匣子”,可以同时对列车进行障碍物检测和脱轨检测。在时速80公里的最高运行速度下,假如发现前方涌现可能影响列车运行的障碍物,“黑匣子”将自动启动紧急制动。突发情况也会实时传递到指挥中心,交由专门的技术人员解决。

  相似的突发情况,列车早在投入运行之前,就已开始“学习”。据研发团队介绍,以场景和运营规矩为主线,科研团队总共设计出41个全自动运行场景,波及安全的就包含“紧迫呼叫”“车辆火灾”“雨雪模式”“阻碍物脱轨检测”等多个异样场景,每个场景都有对应的自动解决计划。

  燕房线是地上“高架线”,这个夏天是“无人值守”全自动列车阅历的第一个夏天。7月中旬以来,北京迎来多场强降雨天色,燕房线列车如何应对?

  遇有雨雪气象,燕房线列车可自动启动“雨雪模式”,列车可坚持时速35公里运行。目前,为了保障线路可能误点运行,每当景象台宣布暴雨蓝色预警时,燕房线会立即转为人工驾驶模式,在各站跟车辆段值守的地铁司机登上列车手动驾驶,确保运行保险。

  全自动运行可提速两至三分钟

  不仅仅是节俭人力,进步安全性,全自动运行的列车还能提高运行效力。

  例如,列车进入一座客流量大的换乘车站,从进站停稳到开出站台,约40秒。既有线路列车,司机要负责操作门控打开车门,确认乘客上车。乘客上车之后,司机还要确认关门、进行安全确认、按动发车按钮,一套操作要占用15秒,乘客上下车的真正时间只有25秒左右。全自动驾驶模式下,列车停站无需人工操作,所有开关门安全确认时间可压缩到5秒至8秒,乘客上下车可以更从容。“以前列车关门之后还要等一段时间能力发车。当初,等候时间被大大缩短。”李鹏说。

  没有了人工操作,列车的运行时光也在缩短。

  李鹏先容,在编制列车运行图时,为了给人工操作留出时间,要留出30秒左右的“提前量”,全自动运行模式下,这个“提前量”只要要3秒。燕房线,全自动驾驶模式下,列车46分钟可以跑完整程;人工驾驶模式下,同样的行程列车需要48分钟至49分钟才干跑完。可别小看这两三分钟,列车提速,一条线路可以用更少的车完成更多的义务。

  全自动驾驶模式还为再度缩小“最小列车间隔”发明了可能。既有线路目前最小列车距离为两分钟,简直到了极限。“缩短最小间隔受到信号能力、道岔折返能力以及人工操作等多方面影响。”李鹏说,在全自动驾驶模式下,人工操作不再成为缩短间隔的制约因素,实践上线路最小距离可以达到1分半钟。

  新设“乘客调度”守护乘客

  燕房线列车每节车厢都有两个摄像头,可以无逝世角拍摄,线路上每隔200米会有一个摄像头,一列车大概有一万个点位的信息实时上传。虽然燕房线列车上没有司机,但列车的运行状态可以随时传递到数十公里外控制中心调度员眼前的屏幕上。

  既有线路“有人驾驶”模式中,行车调度员负责行车组织的同一指挥和监控,列车司机负责驾驶列车运行,车站帮助行车调度员办理行车功课。如发生列车故障等突发事件,列车司机先期发明和处置,做好乘客沟通,并帮助行车调度员进行处置。

  全自动运行模式实现了从以人为主的操作到人机互联的改变。传统由人实现的工作,特殊是司机的职能,一局部由列车自动控制系统完成,行车组织、列车控制和车辆监控等全体由掌握中央调度员负责,构成以系统和远程节制为主的行车组织治理方法。

  固然列车上没有司机,但实在司乘人员始终守在乘客的身边。运营把持核心的调度岗位,增添了“乘客调度”和“车辆调度”职能。调度员不仅要关注行车、电力和信息等,更要时刻留神列车运行状况,及时为站台及列车上的乘客供给远程服务。

  行车途中,如有乘客出现身材不适,就可以走到车门处,按下列车紧急通话按钮,直接与运营控制中心的调度员通话。调度员将列车上发生的情况、列车车号、车门地位提前告诉下一个车站。列车到站之后,车站的工作人员可及时为乘客提供辅助。

  应急人员,也时刻关注着列车和乘客的安全。

  燕房线开通初期履行“有人值守的全自动运行模式(DTO)”,每趟列车仍旧在驾驶室设置了应急人员。不过驾驶室内的司机操作台,已经被锁在控制柜里。畸形运营情况下,应急人员无需任何操作,在列车故障和突发事件情况下,按照行车调度员命令进行应急处置。

  今年6月,燕房线开端“无人值守的全自动运行模式(UTO)”,应急人员从“跟车值守”变为“固定值守”,平时在指定地点(车站或车辆段)进行值守,配合站务员保护站台秩序,只有在列车故障或其余突发情况下,才会按照行车调度员的命令和车辆段控制中央的部署登车进行应急处理。

  运营两月有余,燕房线整体安稳,各项指标在北京地铁路网所有线路中表示优良。每一天,这条“无人值守”的地铁线路都在刷新着北京地铁“全自动运行”的新纪录。

  15年,从无到有的逾越

  本报记者 李博

  全自动运行,最早被寄托厚望的并非燕房线,而是首都机场线。

  2006年开始建设的首都机场线是国内首条按照全自动运行等级谋划建设的线路。不过,这条线路至今也没有到达预设目的。

  从首都机场线到燕房线,北京地铁用了15年,完成了我国城市轨道交通全自动驾驶系统从无到有的跨越。

  从受制于人到自主研发

  首都机场线在建设时,别说“全自动无人驾驶”技术,就连最基础的CBTC(基于通讯的列车运行控制系统)自主信号技术都没有。

  本认为首都机场线可以开启北京地铁“全自动无人驾驶”的时代,但由于技术方案由国外公司提供,技术受制于人,不仅付出了昂扬的本钱,调试开通过程也非常艰巨,首都机场线至今没有达到假想目标。

  国外装备在经营进程中裸露的问题越来越多,技术封闭也越来越重大。负责信号研发的交控科技董事长郜春海曾回想:“国外厂商交给中国人的技巧仿单越来越简略,就是怕咱们学会了。”

  2012年前后,北京进入轨道交通建设高峰期,多条轨道交通线路从计划图纸走向建设阶段。“机会百年不遇,北京要掌握轨道交通行业科技发展的前沿科技,趁着这一建设高峰期,推进北京轨道交通自动化运营等级进入全自动运行范畴。”北京轨道运营公司党委书记、总经理贾敬东说。

  2013年,经由多方衡量,燕房线决议改用轨道交通最尖端技术——全自动运行。缭绕这条线路,一系列科技攻关就此开展。

  从无到有,艰苦可想而知。

  研发自主CBTC,是破局的第一招。地铁建设单位牵头组织,会集行业各方力气进行技术研发。2010年亦庄线顺利开通,使中国成为继德国、法国、加拿大之后,第四个控制CBTC中心技术并一次顺利开通的国度。

  有了自主CBTC,全自动系统也迈入研发期。中车负责车辆,交控等企业负责信号……北京轨道公司、北京交通大学、北京轨道运营公司、京投公司、交控科技、中车长客、中车青岛等各方一起发力,逐步培养起全自动运行城市轨道交通工业。

  2017年底,中国第一条占有自主知识产权的全自动运行线路燕房线通车。2021年6月,燕房线列车实现最高等级“无人值守”全自动运行。

  市区大站快线也将全自动运行

  不仅仅是燕房线,还有大兴机场线以及今年年底行将开通的11号线、17号线和19号线,北京轨道交通全自动运行的大家庭在一直强大。其中,19号线有望成为北京第一条实现全自动运行的市区大站快线。

  19号线南起新宫站,北至牡丹园站,全长22.4公里的线路全部位于地下,10座车站中,换乘站就有8座。这条贯串南北的线路,打算在开通时就具备全自动运行的能力。

  19号线车辆采取A型车8编组,运行设计时速可达120公里,是目前北京地铁市区线路中运力最高且速度最快的线路。开通后,从牡丹园到新宫单程运行时间只有20分多钟。

  比拟于燕房线和大兴机场线,19号线实现全自动运行,面临着调试时间短、城区线路运营压力大、最高运行速度快三大挑衅。

  目前,北京轨道运营公司已调剂工作模式,7×24小时,“歇人不歇马”,全力调试,确保开通。

  “无人值守”全自动运行,如何应答大客流?目前,服务于19号线的站务员正在既有大客流换乘站进行培训,增长面对大客流的实战经验。

  “全自动运行系统在大客流线路上运行,要应对客流在门区拥挤的场景。”李鹏说,全自动运行时的开关门时间是预先设置的,大客流线路乘客高低车所需时间长,可能发生满载导致客室门无奈关闭的情况。19号线的全自动运行系统为了避免站台门和列车门之间的缝隙夹人夹物,每站都装置了门间隙探测安装,门空隙探测和车门关闭同时进行,探测时间从5秒紧缩到了1秒内。此外,站台及控制中心均可以远程监控列车客室门的状态,并可通过系统远程控制列车开关门。

  据流露,将来19号线也将依照循序渐进的准则,逐渐实现无人值守的全主动运行。

  “北京地铁”走向全国

  “政产学研用”协同翻新结出的果实,不仅有燕房线,还使北京造成了一套本人的城市轨道交通全自动驾驶系统尺度系统。

  “能够说燕房线是一个开始,为后续线路的全自动运行铺好了路,推动了全部行业技术程度晋升。”贾敬东说。有了燕房线全自动运行管理教训,目前,北京轨道交通企业已与济南、郑州、厦门、西安和合肥地铁发展配合,为当地全自动运行地铁线路的建设与运营提供征询服务。

  北京地铁,正走向全国,并且做好了出海竞争的筹备。 【编纂:梁静】