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中车信号 :打造最懂车的自主智能信号系统

2024-04-10


中国,拥有超过1万公里的城市轨道交通运营线路,超过15万公里的铁路营业里程。

它们奔波不息,构成了城市的生命脉动;它们高速奔跑,支撑起人类史上最大的迁徙,而实现这一切,离不开一种看不见痕迹的科技力量——轨道交通列控系统,又称信号系统。

不久前,一组数据再现了信号系统领域的市场格局:2023年,共有10家信号企业(含联合体)斩获42个信号系统项目。其中,中车株洲所旗下中车时代电气取得斐然成绩,共中标了5个项目,中标金额超16亿,占全年市场份额的13.80%(按项目数)。

值得注意的是,相比前三年,中车时代电气在2023年异军突起,跃居第四名,其中标的5条线均为新线,成为信号系统市场具有强大增长潜力的企业。

补齐中国中车信号领域短板的使命担当

现代中国轨道交通信号系统的探索研究起源于上世纪八十年代左右,在通信、计算机、定位等技术发展基础之上,大致形成了每十年为一个发展周期,历经几次变革,在效率和安全方面得到重大提升。

中车时代电气作为中国电气化铁路装备事业的开拓者和领先者,致力于牵引传动和控制系统自主研发及产业化。LKJ列车运行监控系统等产品应用于全国各铁路局集团公司及地方铁路的近2万台机车、600多列动车组上,国内市场占有率50%以上,并出口至中亚、中东和非洲等地,入选“国家制造业单项冠军产品”。

时间进入到2005年,继自主研发的牵引系统在地铁市场取得突破以后,中车时代电气敏锐意识到下一个拥有巨大市场前景的就是城轨信号系统。当时,国内城轨信号系统几乎被国外老牌企业垄断,国产化和自主化程度低,核心技术掌握在外国公司手中。

中车作为中国轨道交通装备制造业的车辆龙头企业,信号系统曾是短板,城轨车辆多数是配套国外厂商的信号系统。中车时代电气肩负振兴高端装备产业的使命与责任,致力补齐中国中车在城轨信号系统方面的短板,增强中车“产品+、系统+”能力,在国际市场竞争中具备更大优势,为中车创建世界一流企业提供有力支撑。

城市轨道交通是城市发展的“大动脉”,轨道交通信号产业前景广阔、市场潜力巨大。经过深思熟虑后,中车时代电气作出进军城轨信号领域的重要决策。

构建谱系齐全的自主城轨信号系统

纵观中国城市轨道交通信号系统的走向,曾有过几个重要的里程碑节点。北京奥运会是其中之一。

2008年,为顺利保障来自204个国家和地区的数十万国际友人齐聚首都北京共襄四年一度的国际盛事,发挥支撑作用的交通运输业必须在北京奥运会正式举办前完成重大升级。

奥运会举办前54天,全国第一套基于WLAN的CBTC系统、全国第一条改造地铁北京2号线成功开通,使得城市轨道交通完成了高效、经济的历史性升级,进入CBTC系统主导时代。

作为城市轨道交通的“大脑”和“神经系统”,CBTC(基于通信的列车自动控制)信号系统,能将行车指挥人员、司机、设备有机整合为一体,实现对线路条件和前方列车位置等情况的了解,实时控制列车车速,确保列车高效运行。具有技术难度高、安全责任大的特点。

作为城轨信号系统领域的“新秀”,中车时代电气除了奋发赶超,别无他路。

2019年7月,在2019北京国际城市轨道交通展览会上,新技术产品——全自主CBTC(基于通信的列车自动控制)信号系统向全球发布。此举被业内视为补齐了中国中车“走出去”的最后一块短板,国际市场竞争力进一步提升。

该CBTC信号系统型号为tSafer-UC1000,满足多项国际标准,通过中国城市交通协会的CBTC产品和互联互通功能认证。在列车控制精度、乘坐舒适性、节能性等方面均处于行业先进水平,还具备未来升级全自动无人驾驶的能力。同时,该系统是面向地铁、轻轨、市域城际列车、磁浮等不同城市轨道交通运输制式需求的一整套信号系统解决方案。

2020年10月,在2020北京国际城市轨道交通展览会上,自主FAO(全自动运行系统)信号系统首次发布。该信号系统在城轨主流信号系统——CBTC信号系统的基础上,增加了20余项功能,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,还可实现全自动运行,列车可不受司乘人员的限制,根据运输需求灵活地调整发车间距,达到7×24小时不间断的运输服务。

“通过融合控制提升节能降耗能力,是中车FAO信号系统最明显的优势和特点。”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%,更加智能高效、安全可靠。

截至目前,中车时代电气已建立起谱系齐全并具有完全自主知识产权的城轨信号系统。其中在长沙4号线、无锡4号线、长沙2号线升级改造、长沙2号线西延二期、贵阳S1、宁慈市域线采用全自主CBTC信号系统,宁波8号线、合肥6/7号线采用全自主FAO信号系统,17条线城轨信号集成项目,累计里程近500Km。

在城市轨道领域,信号系统的“无感化”改造总是备受关注,其背后反映了一家企业综合实力的体现。

2022年5月31日,由中车时代电气实施的长沙轨道交通2号线升级改造项目正式开工。该项目是基于智慧化城轨大趋势,通过技术赋能,让老线焕发新动能,具备互联互通、智能运维、智能调度等新技术功能,可缩短运营间隔,大幅提升运营和维护效率。

携手打造轨道交通车地一体化解决方案

中车时代电气后发赶超、愈战愈勇的背后有着深层次逻辑——依托“城轨交通信号系统安全与运维保障国家工程实验室”和“轨道交通信号系统湖南省工程研究中心”平台,重点在全自动运行系统、车—车通信系统、高速磁浮运控系统等前沿技术领域持续发力,加快推动科研成果产业化。

比如,随着城市轨道交通车辆朝着更加智能化、自主化的方向发展。中车时代电气于2022年完成tSafer-UC4000型车车通信智能信号系统研制,并于2023年3月取得核心设备独立第三方安全认证。  

该型车车通信智能信号系统满足GoA4自动化等级要求,其核心设备(ATP和OC)通过了国际最严苛的SIL4级安全认证,系统融合主动障碍物感知设备,可对列车安全运行提供全方位防护,同时,可通过车车、车地通信,实现列车自主进路、自主防护、自主调整和自主感知等列车自主运行控制,降低列车运行对中心的依赖。

以列车为中心,中车时代电气还将车载信号系统与车辆电气、环境感知系统深度融合,完成列车自主运行控制系统(TACS1.0)研制,实现列车运行方式由自动化向自主申请资源、自主间隔防护、自主运行调整等的自主化转变,成为更安全、高效、灵活、经济的智慧城轨控制系统。

今年3月22日,中车株洲所第四届科技节开幕,基于自主运行的动态编组列车控制系统(TACS2.0)发布,利用在多系统集成方面的优势,响应行业技术动态和业主需求,解决了运输组织与客流动态不匹配、人均公里能耗偏高、乘客出行体验有待提升等痛点问题,可实现列车在线动态编组、融合感知自主安全防护、智能调度与互联互通、信号车辆一体化控制。

其中,在智慧融合方面,列车旅行速度提升5%以上;在绿色低碳方面,智能调度动态编组运输节能20%以上;出行友好方面,旅客等待时间减少40%以上。

响应交通强国“绿色、智能”发展目标,助力开启“绿色智慧城轨”高质量发展新篇章。中车时代电气拥有多条多种制式、多种工程条件下的开通经验和业绩,具有较强的产品研发、工程实施交付和运营保障能力,能够胜任各种制式(点式、CBTC、FAO、TACS等)和工程条件(国内国外、新建、延伸线、改造、互联互通、短工期等)的项目,正全面贯彻中国中车“系统+”“产品+”战略,协同中车各大主机厂深度合作打造轨道交通车地一体化解决方案。

文章来源:中车时代电气   仅做行业新闻分享

 



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