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青岛:互联互通CBTC系统技术为地铁创新发展注入新动能
发布日期:2021-3-1 9:35 文章来源:科技日报  王健高  张理敬 览112次

3号地铁到五四广场站后,不用下车就完成了2号地铁线路换乘,极大节省了换乘时间。”从济南到青岛的山东鲁信投资公司的王奎旗深有体会地说:“地铁到站后,乘客自己走到另一条线路上完成换乘的情况在青岛地铁悄然发生改变。”

王奎旗说的这一改变,得益于在国家部委科技项目支持下,青岛地铁牵头组织交控科技股份有限公司研发具有自主知识产权的互联互通CBTC技术,让列车共线和跨线运营成为了现实。228日,青岛地铁董事长张建刚在接受科技日报记者采访时表示,互联互通CBTC技术解决了地铁系统设备互不兼容,设备利用率低,建设和运维成本高,运营不互通的世界性难题,走出了一条地铁行业资源共享、网络化运营的中国自主创新、集约高效的发展道路。

CBTC是什么?“交控科技”研发人员告诉记者,CBTC系统是基于通信的列车运行控制系统,通过通信网络来实现列车与地面设备的双向通信,实时汇报列车位置、运行速度、制动曲线,动态计算相邻列车之间的安全距离。由于CBTC系统适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车,且大幅提高了列车区间通过能力,因此这种动态信号系统替代了固定闭塞系统,成为城市轨道交通领域的最核心技术之一。

长期以来,CBTC技术被国外个别大企业所垄断。如今,这一世界性的地铁行业难题在青岛得以解决。张建刚介绍,2016年以来,青岛地铁和交控科技有限公司联合科研项目团队,提出了城市轨道交通CBTC互联互通信号系统的交叉测试理论,搭建了互联互通交叉测试验证平台,模拟实现互联互通共线和跨线场景运行测试,设计了仿真动力学模型,模拟列车制动力动态变化特性曲线,为实现ATP安全防护及ATO精确控车参数设计提供了科学依据,针对不同厂商信号系统适配接口不兼容的问题,提出基于ATML的仿真系统标准架构,构建半实物仿真互联互通测试平台通用模型。为实现统一接口、功能、数据的测试验证提供了平台支撑,探索出一套验证CBTC系统互联互通的技术体系。青岛互联互通交叉测试平台的建设,为不同线路不同信号集成商开展互联互通共线、跨线测试验证工作提供了平台支撑,成功突破了城市轨道交通互联互通运营成套技术装备系统的重大技术,自主研制了城市轨道交通互联互通运营成套技术装备,建立了横向兼容、高可靠的互联互通CBTC技术体系,攻克了互联互通CBTC系统国外与国内厂商共线及跨线运行技术难题,发明了ZC互联互通跨线区域切换技术;突破了LTE不同核心网下列车跨线移动难题;创新性地提出了PIS系统互联互通跨线路视频直播补包技术。

记者在青岛13号线工程现场看到,通过互联互通交叉测试平台实现了国内外不同厂商产品的互联互通共线及跨线运行场景验证。张建刚介绍,目前,青岛地铁13号线互联互通CBTC的工程示范已经应用,已安全、稳定、可靠运行867万公里,并同步应用于青岛8号线,为打造创新型轨道交通产业链及“走出去”战略奠定技术基础。

随着青岛地铁建设速度的加快,互联互通的共线和跨线运营将成为可能,人们出行将更加便捷舒适。张建刚说,“十四五”开新局,青岛地铁正在从车辆、限界、线路、通信、信号、屏蔽门等各个互联互通要素进行研究总结,编制了山东省内面向建设、运营和乘客服务的具有完全知识产权的《城市轨道交通互联互通体系规范》,填补了山东省城市轨道交通互联互通体系规范的空白。该项目获授权发明专利20项,制定山东省地方标准7部,发表论文16篇。

令人高兴的是,青岛地铁项目团队研制的城市轨道交通互联互通运营CBTC技术装备在石家庄、贵阳、南宁、呼和浩特等国内城市广泛应用,推动了我国城市轨道交通行业的科技进步,提高了互联互通技术装备水平,经济效益和社会效益显著。

 
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