我國首條全自主"無人駕駛"地鐵開通,請(qǐng)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(jī)的電腦準(zhǔn)時(shí)重啟一般，車頭里的儀表盤這時(shí)自動(dòng)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(jié)果無礙，列車就會(huì)自動(dòng)就位，做好“起跑準(zhǔn)備”，只等5:05時(shí)間一到，便加至80km/h的最高速度躥出車站，裹著風(fēng)，向你飛馳而來。

而迎接它們的將是繁忙的一天，更準(zhǔn)確地說，是一場與時(shí)間的賽跑。若無意外，列車將準(zhǔn)確按照時(shí)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(zhǔn)停車、為乘客自動(dòng)開閉門、自動(dòng)折返，直到晚上約11:20完成運(yùn)營后才能喘口氣兒，自動(dòng)清客，自動(dòng)回庫，然后自動(dòng)休眠“睡覺”……像是個(gè)龐大的智能機(jī)器人，全程不需司機(jī)和乘務(wù)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(shí)產(chǎn)權(quán)的軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)線路，即于2017年12月30日正式投入載客運(yùn)營的北京地鐵燕房線“無人駕駛”列車。

個(gè)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(gè)頭龐大，但動(dòng)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(shí)段為5分鐘。但交控科技股份有限公司燕房線全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理呂愛國介紹，“無人駕駛”列車的運(yùn)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(jī)從確認(rèn)乘客上車、瞭望前方有無異常，到關(guān)門、啟動(dòng)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(wù)，降低運(yùn)營成本。” 呂愛國說。

不光快，“無人駕駛”列車的“頭腦”活絡(luò)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(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，簡稱“FAO”。呂愛國介紹，F(xiàn)AO系統(tǒng)中總共設(shè)計(jì)了41個(gè)全自動(dòng)運(yùn)行場景，其中包括列車喚醒、列車休眠、自動(dòng)調(diào)車、洗車、休眠等18個(gè)正常場景，以及緊急呼叫、車輛火災(zāi)、雨雪模式、障礙物脫軌檢測等23個(gè)異常場景，針對(duì)不同場景，列車可“隨機(jī)應(yīng)變”。

比如，雨雪天氣時(shí)會(huì)自動(dòng)切入到“雨雪模式”，改成50%小牽引、小制動(dòng)模式，以40公里/小時(shí)的速度運(yùn)行;再如，車上發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行至最近的地鐵站讓乘客下車，同時(shí)相鄰站臺(tái)則會(huì)扣車，以留出時(shí)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(cè)面皆裝有攝像頭，可無死角監(jiān)控，并自動(dòng)檢測障礙物，若碰到重達(dá)50kg及以上的障礙物，則會(huì)緊急制動(dòng)。

為了確保能夠應(yīng)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的故障管理體系,可以快速識(shí)別、預(yù)警和預(yù)防故障，大幅降低設(shè)備故障率以及設(shè)備故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)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(xiǎn)”，4套服務(wù)器設(shè)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(yùn)行。

連北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任唐濤也“點(diǎn)贊”稱，F(xiàn)AO全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)已達(dá)到城市軌道交通列車運(yùn)行自動(dòng)化水平的最高等級(jí)(GOA4級(jí))，是軌道交通技術(shù)發(fā)展的方向。

可見，“無人駕駛”地鐵還是相當(dāng)“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(shí)，F(xiàn)AO全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)“脫胎”于北京交通大學(xué)自主研發(fā)的基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(簡稱“CBTC”)，即采用先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)，連續(xù)控制和監(jiān)測列車運(yùn)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(shí)現(xiàn)了軌道交通的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，相當(dāng)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(diào)的運(yùn)動(dòng)性傳出。

“CBTC主要是應(yīng)用于列車的控制系統(tǒng)，能夠減少司機(jī)的很多重復(fù)性操作，比如進(jìn)行加減速。但要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行就不僅是通信，而是涉及車輛、綜合監(jiān)控、站臺(tái)門、廣播、車庫門、洗車機(jī)等各相關(guān)專業(yè)的整合及優(yōu)化，是整個(gè)地鐵運(yùn)行架構(gòu)的改變。”王偉說。簡單來講，如果將CBTC比作“機(jī)械臂”，那全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)就是個(gè)智能機(jī)器人，是列車全身的再造，是技術(shù)的深度集成。

而在此之前，我國軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)主要依靠于國外技術(shù)。

截至目前，我國內(nèi)地共有12個(gè)城市已建、在建城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行線路，其中僅北京(機(jī)場線)、上海(10號(hào)線)、廣州(機(jī)場APM線)正式開通了全自動(dòng)運(yùn)行線路，但其采用的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)核心技術(shù)均由國外引進(jìn)。

那么問題就來了——“國內(nèi)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(shù)在我國的實(shí)際應(yīng)用中就有很多掣肘，例如早晚高峰有乘客沒擠上去時(shí)地鐵該怎么辦，但國外不會(huì)考慮這個(gè)，國外的團(tuán)隊(duì)也不愿意給你改，改需要花很大價(jià)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(xué)成立的實(shí)體成果轉(zhuǎn)化公司，在CBTC的基礎(chǔ)上繼續(xù)深挖用戶需求，力求尋找適合中國軌道交通特點(diǎn)和國際軌道交通發(fā)展方向的新技術(shù)、新系統(tǒng)，并于2010年正式開展了全自動(dòng)運(yùn)行軌道交通系統(tǒng)自主研發(fā)。

“當(dāng)時(shí)很難的一點(diǎn)是，我們對(duì)于這個(gè)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(shí)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(huì)就開了快兩個(gè)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(shí)竟不知從何說起，但真正說出口時(shí)，之前的種種又都顯得云淡風(fēng)輕。

歷時(shí)7年余，CBTC的升級(jí)版FAO帶著“中國智造”這一胎記呱呱落地，實(shí)現(xiàn)了城市軌道交通智能化、自動(dòng)化的聯(lián)動(dòng)作業(yè)，標(biāo)志著我國對(duì)軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)的完全掌握，從此可不再依賴“進(jìn)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(bào)·中青在線記者也上車體驗(yàn)了一番。

車內(nèi)駕駛室內(nèi)，目前仍有一位司機(jī)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(yùn)營初期采取的是有人監(jiān)督的無人駕駛。車輛自動(dòng)運(yùn)行，駕駛室內(nèi)的司機(jī)主要負(fù)責(zé)監(jiān)督和瞭望，一旦車上發(fā)生應(yīng)急情況可進(jìn)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(bào)·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(huì)搖搖晃晃，沒有人為的那種緊急剎車，很平穩(wěn)。”在她說話時(shí)，不遠(yuǎn)處，一個(gè)兩歲多的小孩正自己在車上來回走動(dòng)。

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

在唐濤看來，軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行的初衷并不是減人，減少司機(jī)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(dòng)運(yùn)行技術(shù)的自主化，使得軌道交通的自動(dòng)化水平、作業(yè)效率、運(yùn)營效益實(shí)現(xiàn)了全面提升，將帶動(dòng)起全行業(yè)的發(fā)展，提高我國在世界軌道交通領(lǐng)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(wù)。

據(jù)了解，隨著燕房線全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)正式開通，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)將逐漸成為北京地鐵的“標(biāo)配”，并將在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，北京地鐵3號(hào)、12號(hào)、17號(hào)、19號(hào)線以及新機(jī)場線等新一輪軌道交通線路建設(shè)都將采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)這一技術(shù)。