休眠中的列车可以自动唤醒了,这依赖于一种全新的智能列车自动控制系统。

10月21日,中国中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称中车株洲所)在2020北京国际城市轨道交通展览会上,首次发布了这种全新的智能列车自动控制系统,即全自动运行系统(FAO信号系统)。

集成多种新兴信息技术

行驶中的列车依靠一套控制系统指挥,主要由信号系统和通信系统组成,这套系统被喻为列车的“大脑”,用于指挥列车运行,保障行驶安全。

“最早的列控系统由人工、信号灯及电话等组成,随着通信技术的发展,有了模拟信号及计算机网络。如今,有了云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术,从而将数字化、网络化、智能化提高到全新的高度。”中车株洲所时代电气总经理尚敬说。

FAO信号系统是通过集成多种新兴信息技术,从而实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统,涉及信号、车辆、综合监控、通信、站台门、车辆基地等多个专业,以行车为核心,通过信号、车辆、综合监控、通信系统深度集成,提升轨道交通运行系统的整体自动化水平。

“FAO信号系统是列车全自动运行系统的核心系统,是控制列车运行、保证行车安全、提高运输效率、传递行车信息以及改善行车人员劳动强度的关键设备。”尚敬说,适用速度等级涉及80公里、120公里、公里的城轨、中低速磁浮及市域线路。

实现信号系统自诊断

我国当前城轨主流信号系统为CBTC(基于通信的列车运行控制系统)信号系统,FAO信号系统刚是其升级版。

新“大脑”如何设计?增加了哪些新功能?

“增加了包括列车休眠唤醒、动静态自检、障碍物/脱轨防护、远程复位等20余项功能,并升级了约10项功能。”尚敬说,除此之外,FAO信号系统在提升列车运行组织的灵活性、提高运能和整体自动化水平、降低运营人员的劳动强度、节能减排方面有全新的技术突破。

FAO信号系统在设计中提出了多项创新。“tSafer-UC3000系统按GoA4设计并向下兼容,支持全自动运行模式与有人驾驶模式;按深度互联互通设计,涵盖了互联互通的所有功能,支持网络化运营;Safer-UC3000系统采用大数据与智能技术,实现信号系统自诊断。”尚敬说,新“大脑”能从全系统角度出发,综合分析列车运行各个场景和流程。同时,通过采用大数据和智能技术,进行深度互联互通设计,车辆系统折返间隔提升30%,出入库提高50%,精确停车达到99.999%。

自动调整发车间距

安全可靠是信号系统的最基本功能要求。

“系统对安全系统从设计、系统、网络信息和故障预警等多个角度完善安全保障体系,采用统一的云、网、端网络安全体系,为地铁网络信息安全提供可靠、高效的安全防护措施。AOM(休眠唤醒单元)采用低功耗设计,可支持系统休眠7天,并提供蓄电池欠压监测和报警功能,大大提供了系统的可用性。”尚敬表示,系统的可用性达到99.9996%。

搭载了全自动智能列控系统的列车,将不再受司乘人员限制,可以根据运输需求,自动灵活地调整发车间距,提供24小时全天候不间断运输服务。

“在降低运营人员劳动强度的同时,也极大减少人为操作失误,并节约司机操作时间,在保证相同有效停站时间下,降低停站时间,缩短列车追踪间隔,提高线路旅行速度。”尚敬认为。

技术成果还显示,FAO信号系统同时支持从CBTC平滑过度到FAO模式,且完全兼容常规CBTC。

城市轨道交通信号系统涉及行车安全,是集控制技术、计算机技术、网络技术和通信技术为一体的复杂系统。2017年,中车株洲所即着眼智能未来,启动城轨无人驾驶系统技术研究项目,经过数年攻关,自主FAO系统相继取得技术新突破,也是唯一参与制定FAO国际标准IEC62290的中国企业。