中國首條全自主"無人駕駛"地鐵開通!未來正向你駛來

我國首條全自主"無人駕駛"地鐵開通,請注意!未來正向你駛來

資料圖

凌晨4:30左右，天還未亮，北京地鐵閻村東站車庫中的列車就醒了。

如待機的電腦準時重啟一般，車頭里的儀表盤這時自動亮起，車廂的燈也齊刷刷睜開了眼，一萬多處軟硬件模塊在我們目所不及的地方開始快速地自我檢測。若“體檢”結果無礙，列車就會自動就位，做好“起跑準備”，只等5:05時間一到，便加至80km/h的最高速度躥出車站，裹著風，向你飛馳而來。

而迎接它們的將是繁忙的一天，更準確地說，是一場與時間的賽跑。若無意外，列車將準確按照時刻表在軌道上爭分奪秒地跑上一整天，完成站間行駛、到站精準停車、為乘客自動開閉門、自動折返，直到晚上約11:20完成運營后才能喘口氣兒，自動清客，自動回庫，然后自動休眠“睡覺”……像是個龐大的智能機器人，全程不需司機和乘務人員介入。

如此“科幻”，但不是電影，而是我國第一條具有完全自主知識產權的軌道交通全自動運行系統(tǒng)線路，即于2017年12月30日正式投入載客運營的北京地鐵燕房線“無人駕駛”列車。

個頭很大，頭腦很靈活

燕房線“無人駕駛”列車共4節(jié)車廂，看起來個頭龐大，但動作敏捷利落。

據(jù)了解，北京地鐵燕房線本次開通線路包括14.4km高架線路、9座車站。開通初期，平峰階段發(fā)車間隔為8分鐘，高峰時段為5分鐘。但交控科技股份有限公司燕房線全自動運行系統(tǒng)項目經(jīng)理呂愛國介紹，“無人駕駛”列車的運行間隔最短可縮至兩分鐘。

此外，相較于普通列車，每到一站，司機從確認乘客上車、瞭望前方有無異常，到關門、啟動至少要15秒鐘，而“無人駕駛”列車搞定這些只需一兩秒鐘，全程跑一圈下來大約能節(jié)省5分鐘，“這樣就能用更少的車去完成更多任務，降低運營成本。” 呂愛國說。

不光快，“無人駕駛”列車的“頭腦”活絡得很，可以說是自帶“智商”的車。

而它的“智商”主要來自列車裝備的全自動運行系統(tǒng)，簡稱“FAO”。呂愛國介紹，F(xiàn)AO系統(tǒng)中總共設計了41個全自動運行場景，其中包括列車喚醒、列車休眠、自動調車、洗車、休眠等18個正常場景，以及緊急呼叫、車輛火災、雨雪模式、障礙物脫軌檢測等23個異常場景，針對不同場景，列車可“隨機應變”。

比如，雨雪天氣時會自動切入到“雨雪模式”，改成50%小牽引、小制動模式，以40公里/小時的速度運行;再如，車上發(fā)生火災時會自動運行至最近的地鐵站讓乘客下車，同時相鄰站臺則會扣車，以留出時間和空間供著火的車輛處理緊急情況。值得一提的是，列車每節(jié)車廂、車身前方和側面皆裝有攝像頭，可無死角監(jiān)控，并自動檢測障礙物，若碰到重達50kg及以上的障礙物，則會緊急制動。

為了確保能夠應付各種意外，交控科技股份有限公司副總裁王偉介紹，F(xiàn)AO系統(tǒng)建立了一套實時、準確的故障管理體系,可以快速識別、預警和預防故障，大幅降低設備故障率以及設備故障對整個系統(tǒng)正常運行的影響。而“無人駕駛”列車的幕后指揮——燕房線軌道控制中心也上了“四保險”，4套服務器設備可以無縫切換，即使有3套出現(xiàn)問題也能保證線路正常運行。

連北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室主任唐濤也“點贊”稱，F(xiàn)AO全自動運行系統(tǒng)技術已達到城市軌道交通列車運行自動化水平的最高等級(GOA4級)，是軌道交通技術發(fā)展的方向。

可見，“無人駕駛”地鐵還是相當“靠譜”。

“黑科技”的身世之謎

但這橫空出世的“黑科技”究竟從何而來?不禁讓人好奇。

其實，F(xiàn)AO全自動運行系統(tǒng)技術“脫胎”于北京交通大學自主研發(fā)的基于通信的列車運行控制系統(tǒng)(簡稱“CBTC”)，即采用先進的通信、計算機技術，連續(xù)控制和監(jiān)測列車運行，利用地面控制系統(tǒng)和列車控制系統(tǒng)的雙向傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)了軌道交通的移動閉塞系統(tǒng)，相當于列車的“中樞神經(jīng)”，接受全身各處的傳入信息，經(jīng)它整合加工后成為協(xié)調的運動性傳出。

“CBTC主要是應用于列車的控制系統(tǒng)，能夠減少司機的很多重復性操作，比如進行加減速。但要實現(xiàn)全自動運行就不僅是通信，而是涉及車輛、綜合監(jiān)控、站臺門、廣播、車庫門、洗車機等各相關專業(yè)的整合及優(yōu)化，是整個地鐵運行架構的改變。”王偉說。簡單來講，如果將CBTC比作“機械臂”，那全自動運行系統(tǒng)就是個智能機器人，是列車全身的再造，是技術的深度集成。

而在此之前，我國軌道交通全自動運行系統(tǒng)主要依靠于國外技術。

截至目前，我國內地共有12個城市已建、在建城市軌道交通全自動運行線路，其中僅北京(機場線)、上海(10號線)、廣州(機場APM線)正式開通了全自動運行線路，但其采用的全自動運行系統(tǒng)核心技術均由國外引進。

那么問題就來了——“國內的地鐵和國外有很大區(qū)別，比如我們的客流量之大是國外完全無法比的，所以國外技術在我國的實際應用中就有很多掣肘，例如早晚高峰有乘客沒擠上去時地鐵該怎么辦，但國外不會考慮這個，國外的團隊也不愿意給你改，改需要花很大價錢。”王偉說。

王偉所在的這家交控科技股份有限公司，是依托北京交通大學成立的實體成果轉化公司，在CBTC的基礎上繼續(xù)深挖用戶需求，力求尋找適合中國軌道交通特點和國際軌道交通發(fā)展方向的新技術、新系統(tǒng)，并于2010年正式開展了全自動運行軌道交通系統(tǒng)自主研發(fā)。

“當時很難的一點是，我們對于這個系統(tǒng)具體怎么用是不清楚的，比如車壞在半路了怎么回車庫，乘客擠不上去時該怎么處理等，從管理層到用戶各方面的需求我們都要考慮，前期光做場景分析這一件事，我在外面開會就開了快兩個月。”最初被問及這其中的種種困難，王偉不禁笑了笑，困難太多一時竟不知從何說起，但真正說出口時，之前的種種又都顯得云淡風輕。

歷時7年余，CBTC的升級版FAO帶著“中國智造”這一胎記呱呱落地，實現(xiàn)了城市軌道交通智能化、自動化的聯(lián)動作業(yè)，標志著我國對軌道交通全自動運行技術的完全掌握，從此可不再依賴“進口”。

開往未來的地鐵

而今，燕房線已經(jīng)含著FAO 這顆“中國芯”馳騁而來，中國青年報·中青在線記者也上車體驗了一番。

車內駕駛室內，目前仍有一位司機在。交控科技股份有限公司現(xiàn)場總工馬琦表示，燕房線在運營初期采取的是有人監(jiān)督的無人駕駛。車輛自動運行，駕駛室內的司機主要負責監(jiān)督和瞭望，一旦車上發(fā)生應急情況可進行緊急處理。

一位居住在燕山站附近的乘客告訴中國青年報·中青在線記者，這是她第二次乘坐燕房線，到北京市中心方便多了，“車坐起來挺舒服的，不會搖搖晃晃，沒有人為的那種緊急剎車，很平穩(wěn)。”在她說話時，不遠處，一個兩歲多的小孩正自己在車上來回走動。

“相較于傳統(tǒng)軌道交通線路，全自動運行地鐵一是大大節(jié)省人力，沒有人為干預，誤操作就會少很多;其次列車完全按照已優(yōu)化好的路線去運行，舒適性比較好;此外，列車一方面可進行自動調節(jié)空調、照明等來節(jié)能減排，另一方面加快了列車折返和運行速度，減少運行車輛，至少能節(jié)約設備成本5000萬元左右。”呂愛國說，接下來將對列車“雷達識別障礙物”等功能進行研發(fā)、改進。

在唐濤看來，軌道交通全自動運行的初衷并不是減人，減少司機的數(shù)量，而是旨在提升軌道交通的安全性和效率。而城市軌道交通全自動運行技術的自主化，使得軌道交通的自動化水平、作業(yè)效率、運營效益實現(xiàn)了全面提升，將帶動起全行業(yè)的發(fā)展，提高我國在世界軌道交通領域的核心競爭力，為中國乃至全世界人民提供更加智能的軌道交通服務。

據(jù)了解，隨著燕房線全自動運行系統(tǒng)正式開通，全自動運行系統(tǒng)將逐漸成為北京地鐵的“標配”，并將在全國范圍內推廣應用。根據(jù)相關規(guī)劃，北京地鐵3號、12號、17號、19號線以及新機場線等新一輪軌道交通線路建設都將采用全自動運行系統(tǒng)這一技術。