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近年來(lai)(lai)，隨著(zhu)我國城(cheng)市(shi)軌道交通的(de)(de)(de)蓬勃發展，城(cheng)市(shi)軌道交通車輛及(ji)信號(hao)系統(tong)技術(shu)水平已獲得了持續進步，但(dan)仍處于追趕(gan)國外先進技術(shu)的(de)(de)(de)階段。國內外城(cheng)市(shi)軌道主(zhu)流采用(yong)的(de)(de)(de)是基于“車-地(di)-車”信號(hao)的(de)(de)(de)列車自動運行系統(tong)(CBTC)，但(dan)也普(pu)遍存在配置設備多、系統(tong)接口復雜(za)和舊線改造費用(yong)高等(deng)缺點。隨著(zhu)國內綜合通信系統(tong)和各子系統(tong)技術(shu)的(de)(de)(de)完全自主(zhu)化，將列車控制主(zhu)體(ti)轉移到(dao)車載控制平臺，打(da)破傳統(tong)CBTC系統(tong)的(de)(de)(de)設備中心依賴，已經成(cheng)為未來(lai)(lai)軌道通信技術(shu)發展的(de)(de)(de)新方向(xiang)。

一、青島地鐵列車自主運行系統（TACS）基本情況

青島地鐵(tie)集團有限公(gong)司自(zi)(zi)(zi)2013年(nian)開始關注行業前沿(yan)技(ji)術(shu)(shu)，在整合國(guo)內(nei)外(wai)技(ji)術(shu)(shu)發展優點的(de)基礎(chu)上，于2015年(nian)開始啟動(dong)研(yan)究最(zui)先(xian)進的(de)以(yi)“車-車”通信(xin)為基礎(chu)，以(yi)列車為主體(ti)和控制核心，具有列車主動(dong)進路(lu)、自(zi)(zi)(zi)主防護、自(zi)(zi)(zi)主調整以(yi)及無(wu)人駕駛(shi)功(gong)能的(de)新型(xing)列車自(zi)(zi)(zi)主運行系統（TACS）相關技(ji)術(shu)(shu)。

（一）項目啟動到批復

中(zhong)國城市(shi)軌(gui)道協(xie)會于2016年11月(yue)9日正(zheng)式批準了青島市(shi)（軌(gui)道交通）“列(lie)車自主運行(xing)系統（TACS）示(shi)范工程”項目，

2018年2月該項(xiang)目獲得發改(gai)委(wei)示范工程，并獲得國家(jia)(jia)1.46億元的(de)專項(xiang)資金扶(fu)持(chi)，是2018年國家(jia)(jia)發改(gai)委(wei)批復的(de)4個“中國標準城(cheng)市軌道交通裝備研(yan)制工程”中扶(fu)持(chi)力(li)度最大(da)的(de)重點(dian)項(xiang)目，也是山東省(sheng)歷年來在城(cheng)市軌道交通領域獲得的(de)最大(da)扶(fu)持(chi)項(xiang)目。

（二）項目定義和原理

列(lie)車(che)自主(zhu)(zhu)運(yun)行系統(tong)(tong)(tong)——TACS（Train Autonomous Circumambulate System）是以(yi)“車(che)—車(che)”通信為基礎，將傳統(tong)(tong)(tong)的車(che)地(di)兩層分布式(shi)列(lie)車(che)控制系統(tong)(tong)(tong)與(yu)車(che)載網絡(luo)系統(tong)(tong)(tong)、牽引系統(tong)(tong)(tong)、制動系統(tong)(tong)(tong)深度融(rong)合，以(yi)車(che)載控制平(ping)臺為核心，實現列(lie)車(che)主(zhu)(zhu)動進路、自主(zhu)(zhu)防護(hu)，從(cong)而實現列(lie)車(che)自主(zhu)(zhu)運(yun)行，真正將地(di)鐵信號系統(tong)(tong)(tong)打造成可以(yi)自主(zhu)(zhu)控制的“最強大腦(nao)”。

TACS系統采用“車(che)-車(che)”通(tong)信(xin)方式，可以降低車(che)載(zai)控制器的反應時間，快速更新后續列(lie)車(che)的速度曲線(xian)。后續列(lie)車(che)根(gen)據自己的狀態，向(xiang)前行(xing)列(lie)車(che)請求(qiu)前車(che)的位置信(xin)息，當后續列(lie)車(che)收到前車(che)的位置信(xin)息時，后續列(lie)車(che)根(gen)據該位置信(xin)息，自主計(ji)算是(shi)否(fou)可以進入車(che)站和(he)相關的制動曲線(xian)，最終實(shi)現(xian)列(lie)車(che)的自主運行(xing)。

（三）項目特點和先進性

1.優(you)(you)化系統(tong)控(kong)制(zhi)，提(ti)高運(yun)行(xing)(xing)性能。本系統(tong)通過基于線路(lu)資源管(guan)理的行(xing)(xing)車控(kong)制(zhi)以及車輛(liang)ATO系統(tong)融合，對行(xing)(xing)車控(kong)制(zhi)進行(xing)(xing)了(le)優(you)(you)化，能夠(gou)減小運(yun)行(xing)(xing)間(jian)隔（尤其是折返(fan)間(jian)隔可縮短10%），有(you)效抑制(zhi)列車啟停(ting)沖(chong)動、提(ti)高定(ding)點停(ting)車精度(du)并減少列車能耗。

2.具備(bei)更高的可(ke)(ke)靠(kao)性，天(tian)然實現(xian)互聯(lian)互通功能。本系統(tong)實現(xian)了設備(bei)的減少以及設備(bei)間接口的優化，減少了設備(bei)間的數據交互，降低了系統(tong)的復雜(za)度，提高了系統(tong)可(ke)(ke)靠(kao)性，能夠天(tian)然支持同(tong)制式系統(tong)的互聯(lian)互通。

3.支(zhi)持車輛段(duan)設(she)備配置(zhi)以及行車控制(zhi)正線(xian)化及全(quan)(quan)自動駕駛(shi)。本系統支(zhi)持全(quan)(quan)線(xian)駕駛(shi)，且車輛段(duan)采用與正線(xian)相同的設(she)備配置(zhi)，實現了(le)車輛段(duan)和(he)正線(xian)相同的控制(zhi)模式，列車在車輛段(duan)內運行時也具有(you)ATP和(he)全(quan)(quan)自動駕駛(shi)功能。

4.減(jian)少(shao)設(she)(she)備(bei)(bei)費用，縮短工程(cheng)建(jian)(jian)設(she)(she)周期，降(jiang)低(di)(di)建(jian)(jian)設(she)(she)成本。與傳統(tong)(tong)CBTC系統(tong)(tong)相比，列(lie)車自主(zhu)運行系統(tong)(tong)精簡了車站/軌旁(pang)設(she)(she)備(bei)(bei)，簡化了各子系統(tong)(tong)間(jian)(jian)接(jie)口，降(jiang)低(di)(di)了系統(tong)(tong)復雜(za)度。系統(tong)(tong)成熟后，可一(yi)定程(cheng)度減(jian)少(shao)設(she)(she)備(bei)(bei)費用及設(she)(she)備(bei)(bei)用房，同時(shi)設(she)(she)計、施(shi)工、調試(shi)等費用均將有所降(jiang)低(di)(di)，工程(cheng)建(jian)(jian)設(she)(she)和調試(shi)時(shi)間(jian)(jian)均會縮短。

支(zhi)持列(lie)車(che)主動(dong)進路(lu)、列(lie)車(che)自主防護的(de)列(lie)車(che)主體化新型列(lie)車(che)運行控(kong)制(zhi)系統是(shi)未來軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)技(ji)術(shu)(shu)發展方向，本項目研究的(de)列(lie)車(che)自主運行系統符合該技(ji)術(shu)(shu)方向，有利于提高(gao)我(wo)國城市軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)整體發展水平，并有機會(hui)引(yin)領行業技(ji)術(shu)(shu)發展方向。

二、青島地鐵列車自主運行系統（TACS）進展

本項(xiang)目(mu)從(cong)2015年正式實施以(yi)來，先后開展了項(xiang)目(mu)調研(yan)、示范工(gong)程申(shen)報、系統設(she)計、產(chan)品研(yan)發(fa)及測試驗(yan)證等工(gong)作：

1.為更好開展系統(tong)研發，青(qing)島(dao)地鐵(tie)聘請國內知名(ming)專(zhuan)家組成專(zhuan)家團隊，對TACS系統(tong)設計等各項(xiang)工作進行專(zhuan)題評審，隨(sui)著項(xiang)目開展，目前(qian)已完成十余次專(zhuan)項(xiang)評審、涉及系統(tong)設計、產品研發、測試驗證(zheng)等內容。

2.已(yi)完成(cheng)列(lie)車自主運(yun)行(xing)系(xi)統（TACS）設計(ji)及各系(xi)統的研發工作，正在進行(xing)全(quan)系(xi)統試驗(yan)室調試驗(yan)證工作。

3.為進行更充分(fen)的系統實際(ji)線路(lu)試(shi)驗(yan)，本項(xiang)目按照TACS系統配置(zhi)對四方股份5km試(shi)驗(yan)線進行改(gai)造建(jian)設，目前正在進行設備工程安(an)裝。

4.本項目計(ji)劃生(sheng)產三列TACS試(shi)(shi)樣用車(che)，完(wan)成試(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)調(diao)試(shi)(shi)后繼續(xu)開展試(shi)(shi)驗(yan)(yan)線測試(shi)(shi)驗(yan)(yan)證(zheng)工作，目前正在進(jin)行(xing)三列車(che)生(sheng)產和(he)設備安裝(zhuang)，計(ji)劃2019年8月(yue)份下線。

5.2019年(nian)9月到(dao)2020年(nian)6月，青(qing)島地鐵將開展(zhan)試驗(yan)線(xian)全(quan)系統測試，為地鐵6號(hao)線(xian)進(jin)行示范應用打(da)好(hao)基礎(chu)。

三、經濟效益、社會效益

與傳(chuan)(chuan)統(tong)CBTC系統(tong)相比，基于車載控制平臺(tai)的列車自主運行(xing)控制系統(tong)，通過(guo)精簡車站(zhan)/軌(gui)旁(pang)設(she)備(bei)，顯著(zhu)降(jiang)低項目的建設(she)和運營(ying)維護(hu)成本。同時突(tu)破(po)傳(chuan)(chuan)統(tong)列車運行(xing)間隔的瓶頸(jing)，顯著(zhu)縮(suo)短運行(xing)間隔，從而提(ti)高城市軌(gui)道交通運能。

（一）經濟效益

1.在建設(she)成(cheng)本上，ZC、CBI設(she)備(bei)統一整合為目標控(kong)制器，簡化了地面設(she)備(bei)配(pei)置，車(che)輛系(xi)統融合精簡了重復性(xing)設(she)備(bei)，預計可減少15%設(she)備(bei)費(fei)用、10%設(she)備(bei)用房面積(ji)，同時設(she)計、施工、調試、用電(dian)等費(fei)用均將有所降低。

2.在(zai)運營(ying)維護上，因(yin)地面設(she)備(bei)(bei)功能簡化(hua)，減少(shao)了地面控制(zhi)設(she)備(bei)(bei)的(de)升(sheng)級需求，延伸線布置(zhi)時(shi)，可(ke)以以搭積木的(de)方式(shi)快速配置(zhi)。因(yin)地面設(she)備(bei)(bei)故障(zhang)的(de)影響已(yi)充分(fen)減小，車(che)載設(she)備(bei)(bei)故障(zhang)時(shi)可(ke)以在(zai)移動故障(zhang)車(che)后(hou)快速恢復線路(lu)運營(ying)，故障(zhang)車(che)的(de)維護可(ke)以在(zai)存車(che)線或(huo)車(che)輛段進行，不影響正(zheng)線。由于系統將顯著減少(shao)維護工(gong)作量，預計可(ke)減少(shao)約20%的(de)成本。

（二）社會效益

提(ti)(ti)高(gao)運(yun)(yun)輸效率，保證服務質量(liang)。本項目實施后可(ke)以突破傳(chuan)統列車(che)運(yun)(yun)行(xing)(xing)間隔的(de)瓶頸，建設開通初(chu)期、車(che)輛缺少的(de)情況(kuang)下，實現小編(bian)組和高(gao)密度運(yun)(yun)營(ying)，這(zhe)樣的(de)運(yun)(yun)輸方式可(ke)以吸引更多的(de)客(ke)流。在高(gao)峰期和非高(gao)峰期，車(che)載控(kong)制(zhi)(zhi)平臺自(zi)動運(yun)(yun)行(xing)(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)系統均能提(ti)(ti)供(gong)很短的(de)運(yun)(yun)行(xing)(xing)間隔、區(qu)間等待(dai)時間，從而為乘客(ke)提(ti)(ti)供(gong)高(gao)質量(liang)的(de)客(ke)運(yun)(yun)服務，增強乘客(ke)對軌道交通的(de)認(ren)可(ke)度。

青島地鐵(tie)列車自主(zhu)運(yun)行系(xi)統(tong)(tong)實(shi)施(shi)后，將會給(gei)軌道交通(tong)提供更舒適、更安全(quan)(quan)高(gao)效(xiao)的(de)(de)軌道運(yun)輸系(xi)統(tong)(tong)，更重要的(de)(de)是(shi)該項目實(shi)施(shi)將建立車載(zai)控制平臺列車自主(zhu)運(yun)行技(ji)術(shu)體(ti)系(xi)與標準體(ti)系(xi)，使全(quan)(quan)自動(dong)運(yun)行系(xi)統(tong)(tong)技(ji)術(shu)真正成為一個節約能源的(de)(de)、高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)(de)、附加(jia)值很(hen)高(gao)的(de)(de)新(xin)型產業。