青島地鐵6號線一期開通在即,這條青島地鐵打造的首條智慧地鐵示范線,也是全國第一個全自主運行系統(TACS)示范工程。它身懷哪些高科技?如何實現自主“奔跑”的?登上“最聰明的地鐵”,展開一場“智慧之旅”的探訪吧。
不做“提線木偶”
列車自己判斷跑、停、回
TACS改變了“以地面為核心,地面設備指揮列車運行”的傳統列車控制模式,實現“以列車為核心,列車自主運行”的新一代列車控制模式。TACS系統以列車為核心,將地面主要設備功能轉移至車載設備上,并將傳統“車-地-車”通信架構簡化為“車-車”直接通信,直接獲知前行列車的狀態信息并獨立進行計算。地面設備上車后,TACS系統通過硬件集成、信息共享互信,實現列車和車載信號的深度融合,傳輸時間更短、系統功能更優、性能更可靠、列車更“聰明”
。
列車控制系統是控制列車安全、準時運行的指揮部,傳統系統的主要設備安裝在軌旁,列車像“提線木偶”一樣全程聽地面指揮。而6號線列車采用的TACS系統,將軌旁主要設備的功能分散到列車上,實現列車與列車之間的直接“通話”,后方列車拿到前方列車的狀態信息后進行判斷,就像列車有了自己的“大腦”和“千里眼”。簡單說,采用了這項技術,地鐵列車會“自己跑、自己停、自己回”,自己判斷運行。
技術“國際引領”
?具備七大優勢
TACS由青島地鐵集團聯合中車四方股份、中車四方所、上海富欣、中興高達等單位,利用青島市軌道交通產業鏈的富集資源和天然優勢,于2015年開展新一代列控技術的全自主化研發工作,到目前已歷時8年。
TACS系統具有完全自主知識產權,在技術創新上真正實現國際引領,實現了中國軌道交通裝備由“從無到有”到“技術領跑”的跨越,極大提升了“中國智造”在世界軌道交通領域的地位和影響力。
6號線一期開通運營后將會具備更智能、更安全、更可靠、更有效率、更為靈活、更有效益、更易實現互聯互通和舊線改造七大特點和優勢。
更智能是指列車根據時刻表,自行確定要運行的時間、速度和行駛的區域;如果列車發生晚點,會主動調整停站時間、運行速度,確保準點到達。
更安全是指TACS系統采用了分布式的設計,減少了設備室主要設備故障導致的多趟列車都要降級運營的情況,提供更多有效的系統保障,顯著提高運營安全。
更可靠是指可靠性由99.99%提升至99.9996%,提升兩個數量等級。別看數字變化不大,但在行業內兩個數量等級的提升就是近百倍的進步。由原來的平均0.6年發生一次大故障導致系統性能失效,延長為11.4年發生一次。
更有效率是指運用TACS系統后,6號線折返效率提升17%。實際測算,6號線傳統系統站前折返時間最快為126秒,而運用TACS系統折返時間可提升至105秒。運營高峰期時,每小時可以多上線6列車、多運送約8000名乘客,乘客高峰期坐不上車的概率會大幅降低。
更為靈活是指TACS系統支持兩車對向行駛和任意位置折返。當發生火災、水淹等緊急情況時,可以立即停車調頭以最高模式安全地回到原來站臺。經過測算,6號線TACS系統任意點折返時間為12秒,加上返回到原站臺的時間90秒,總時間不超過2分鐘;而傳統系統至少需要10分鐘。
更有效益是指TACS系統結構簡單,設備少,維護工作少。以6號線為例,全壽命周期內可節省投資1.26億元,占總成本的20%。
此外,更易實現互聯互通和舊線改造。TACS系統結構簡單,能夠實現不同廠商的互聯互通,減少了對原系統廠商的依賴。如果線路都能互聯互通,相關的長途乘客就可以像乘坐火車一樣直接乘坐“直達車”,不用頻繁更換線路了。舊線改造時主要改造列車,既有地面系統進行配合性改造升級即可,無需頻繁切換,不僅可以大幅提高安全性,而且節省時間30%。
與傳統的系統相比,TACS系統性能大幅提升,全壽命周期成本降低20%(節省總投資1.26億元)。
TACS大事記
2015年,青島地鐵聯合相關單位成立科研項目組,開始列車自主運行系統的研發工作。
2016年11月,中國城市軌道交通協會批準“列車自主運行系統(TACS)示范工程”項目。
2018年12月,TACS車載列控、牽引、制動、網絡、防撞及軌旁系統的研發工作完成,滿足設計要求,核心設備均通過符合歐標和國標的第三方產品安全評估。
2020年3月12日,中國城市軌道交通協會正式發布實施《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》,“青島地鐵列車自主運行系統示范工程”項目被列入智慧城軌發展綱要第9項示范工程。
2020年12月31日,項目組完成TACS系統所有地面和試驗線試驗測試工作,所有測試結果全部通過且符合設計要求。
2022年3月25日,青島地鐵6號線TACS項目正式開標,標志著TACS系統正式進入工程應用。
2023年3月30日,地鐵6號線首列車到達車輛段。
2023年11月23日,地鐵6號線一期進入試運行。
2024年4月14日,地鐵6號線一期通過初期運營前安全評估。
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