青岛地铁扛起新一轮轨道产业革命大旗

青记爱观察 2024-04-30 06:28:41

青岛迎来了一条最“聪明”的地铁线路。

4月26日,备受关注、贯通西海岸新区南北的青岛地铁6号线一期正式通车初期运营,这是全国第一个全自主运行系统(TACS)示范工程,也是青岛首条全自动运行线路。

作为青岛地铁打造的首条智慧地铁示范线,6号线一期的初期运营具有划时代的意义。

以6号线一期TACS系统和智慧运维系统应用为标志,全智慧运维、灵活编组、系统性节能控制和设备云化,将成为地铁未来发展的主要趋势。这些新技术将提升地铁系统的运行效率和乘客体验,同时减少能源消耗和对环境的影响,实现地铁的高质量可持续发展。

这些专业术语和表述背后,其实跟乘客的体验和城市的发展都息息相关。

比如,TACS系统更智能、更安全、更可靠的特点,为运营带来了诸多优势,具体体现在乘坐地铁晚点的概率大幅降低、运营高峰期时每小时运送更多乘客;同时可降低系统全寿命周期成本约20%,成本降低了,意味着同样的钱可以买更多的列车或者建设更长的线路。

这项技术是青岛地铁联合多家单位历时8年研发、具有完全自主知识产权的成果,也是青岛地铁十余年来以自身场景应用持续精准发力科技创新,培育发展新质生产力的一个缩影。

抓住智能化战略机遇的青岛地铁,由此也在全国地铁行业率先扛起了新一轮技术革命的大旗,这为青岛地铁下一步走出去、寻找更大的市场打下了坚实的基础。

在地铁审批愈加严格,地铁建设愈加讲究投资效益的大环境下,各大城市的地铁建设由“增量扩张”时代进入了“存量优化”时代,随之而来的地铁管理也到了精细化运营的新阶段。

与此同时,由人工智能大模型掀起的新技术变革,对城市轨道交通行业造成了前所未有的冲击。

就在4月19日举行的人工智能产业链发展工作座谈会上,青岛市长、人工智能产业链链长赵豪志强调,要将垂直领域大模型作为突破重点,抓紧海洋领域大模型建设布局,支持智能家电、轨道交通、地铁等领域大模型加快发展。

下一步,青岛地铁还将持续升级更数字、智能、绿色的TACS 2.0,并将应用于青岛地铁三期规划的新建独立线路,有望推广至国内其他城市轨道交通线路,促进技术创新与产业化发展。

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作为西海岸新区第三条地铁线,以及西海岸新区中心城区的一条大运量骨干线,地铁6号线一期串联起灵山湾影视文化产业区、经济技术开发区、国际经济合作区等多个功能区,可与现有的地铁1号线、西海岸快线实现换乘,对城市空间布局和发展的辐射带动作用不言而喻。

也因此,6号线在建设之初,就与青岛地铁集团立项研发的全自主运行系统(TACS)科研项目结合在一起,被赋予打造全市首条智慧地铁示范线的重任。

历经4年建设,6号线一期最终成为全国第一条全自主运行系统(TACS)示范工程,搭载智慧列车、智慧车站、智慧运维系统等诸多智能技术,在技术和管理创新上实现了“六个领先”。

从技术层面看,青岛地铁自主研发的TACS系统,基于“车-车”通信技术,可使列车之间通过无线通信完成信息交互,主动进路、自主防护、自主调整,实现了地铁列车从自动运行向自主运行的技术跨越。

简单说就是,传统的列车控制系统是将主要设备安装在轨旁,列车全程听地面指挥。而6号线列车采用的TACS系统,将轨旁主要设备的功能分散到列车上,通过列车与列车之间的直接“通话”,后方列车直接拿到前方列车的状态信息进行自己判断,就像列车有了自己的“大脑”和“千里眼”,会“自己跑、自己停、自己回”,自己判断运行。

相关数据显示,通过“更智能、更安全、更可靠”的TACS系统,6号线列车折返效率提升17%,节约建设投资约15%,减少系统调试时间30%,降低系统全寿命周期成本约20%。

6号线一期隧道内景

从中不难看出,与传统控制系统相比,TACS系统在可靠性、运营效率、运营组织、全寿命周期成本、互联互通和旧线改造等方面,具有极大优势。

实际上,单独在地铁6号线应用的TACS系统还没办法体现其最大价值。

根据目前透露的消息,青岛地铁三期新建独立线路已经明确应用TACS系统,未来的旧线改造也将进行全面应用。其他设备厂商、地铁建设单位也在纷纷跟进,TACS的广泛应用已经成为必然。

如果青岛将来的所有地铁线路都开通TACS系统,列车就可以从一条线,直接进入另一条线行驶,乘客就可以像乘坐火车一样乘坐“直达车”,不用频繁的更换线路了。

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除了TACS系统,青岛地铁6号线的智慧化元素随处可见。

智慧车站自动识别轮椅乘客

作为全国首条全线采用全功能、全场景、全要素的智慧车站线路,6号线智慧车站运用视频AI、物联感知、人员定位、BIM等手段,打造66项特色场景,实现智慧巡站、一键开关站、客流管控、智慧站务等多项功能,整体车站运作效率提升60%,车站运营应急处置效率提升80%。

智慧运维系统相关界面

同时,依托“云平台”搭建的涵盖车辆、供电、机电、通信、工务五大专业智慧运维系统,地铁6号线可降低运维人力成本约20%,提高故障处理效率约50%,减少故障发生率超过15%。

实际上,6号线一期采用的诸多新技术,也是近年来青岛地铁系列创新技术成果运用的缩影,可以说是集青岛地铁十年建设发展经验于一体。

比如,6号线正式应用的“中压逆变+飞轮”的复合储能技术,是青岛地铁具有完全自主知识产权和自主制造的研发成果。

早在2022年4月,青岛地铁2台1兆瓦飞轮储能装置在3号线顺利挂网,这是行业首台拥有完全自主知识产权的兆瓦级产品。

再比如,地铁6号线创新应用的永磁牵引技术,节能率达到15%。这项技术由青岛地铁联合湖北东湖实验室、青岛东湖绿色节能研究院有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、湘潭电机股份有限公司共同实施,具有高效率、高性能、低噪音和低维护成本等优点。

2024年1月,青岛地铁3号线永磁牵引列车改造项目通过专家评审,综合节电率可达20%。

一项项新技术新工艺的不断突破,是青岛地铁线路拓展的见证,也是青岛地铁培育发展新质生产力的集中体现。

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在青岛地铁建设过程中,能够不断创新、培育出如此多含金量高的新质生产力项目,跟青岛地铁集团自身的战略布局不无关系。

青岛地铁很早就意识到,自身的应用场景是最顶级的资源优势,可以成为最前沿创新成果落地的试验场。

这其中,青岛地铁拿出“智慧地铁”“绿色工地”“双碳”等场景,联合企业和科研院所,推动研发和创新技术赋能于城市轨道交通行业,形成成规模、可复制、可推广的应用标杆,逐步向行业孪生复制。

以TACS为例,青岛地铁与上海富欣组建合资公司——青岛富欣城轨科技有限公司,在青岛建立起自主可控、主导发展的TACS装备技术链和产业链,为中国城市轨道交通装备“走出去”提供有力保障。

城轨交通行业既需要深耕创新沃土,也需要行业头部企业整合产业资源、发挥牵头作用,推动高能级产业项目落地、建强轨道交通产业生态圈。

2023年,青岛地铁通过组建国内轨交产业最大的百亿基金集群,以参股控股等方式投资多家产业链企业。

青岛国科智维科技有限公司是青岛地铁首次以科技成果转化为股权落地的高科技产业公司。公司以机器人、物联网、人工智能为核心,研发生产销售等轨道交通工务智慧周边产品,打造轨道交通工务智慧平台,赋能轨道交通产业信息化转型升级。

今年2月,中车四方所和青岛地铁合资组建的青岛中车拓科思智控科技有限公司成立。根据规划,合资公司将为青岛地铁与中车四方所共同推进新技术应用提供更好的平台,共同促进技术创新与技术产业化,持续升级更加数字、智能、绿色的TACS2.0。

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地铁和城市之间的关系还在进一步重塑。

“地铁一响,黄金万两”,更多表达的是,地铁在提高交通效率、吸引人口和促进商业繁荣等方面,为城市带来的经济效益和社会效益。

现在来看,通过地铁建设,为新技术应用提供丰富的场景,同时通过新技术为地铁建设与运营带来全新的思考。

在地铁建设逐渐饱和之下,城市轨道交通行业如何找到新的增长点备受关注。

青岛地铁也在不断寻找此前集团未涉足的新领域、新业务进行投资,补齐产业链断点,畅通内循环,为新设备、新材料、新技术提供丰富的应用场景。

以人工智能产业为例,一方面,在青岛地铁搭建智慧车站、智慧运维系统,提供AR智慧服务、地铁空间VR体验等内容时,又可以为虚拟现实、集成电路、新型显示、人工智能等新兴产业的快速起势提供重要场景;另一方面,人工智能又为青岛地铁推动列车智能控制、自动驾驶技术及相关产品深度参与提供了技术支撑。

今年3月,山东大学-青岛地铁人工智能专题培训正式开班。培训班聚焦人工智能技术在城轨中的实际应用,赋能青岛地铁在“城轨+人工智能”领域中占领制高点。

而早在2020年,青岛地铁就与山东大学建立了校企战略合作关系,已在隧道智能运维协同、TBM超前探测、注浆工法等多个领域开展了卓有成效的科研合作。

据了解,青岛地铁与山东大学联合成立了创新研究院,出台创新发展实施指导意见,推行“揭榜挂帅”“五小发明”等激励机制,目前“创新目标库”已入库项目300多个,“揭榜挂帅”入库项目32项,其中3项已通过专家评审验收结题。

据了解,6号线一期项目协同带动20个产业发展,产业规模超13亿元,实现本地税收4.2亿元。

以6号线一期为起点,在未来的三期线路建设中,青岛地铁将拿出更多场景为智慧地铁建设、智慧城轨创新技术落地探索出一条新路径。

而随着各项革命性技术在本地线路应用成熟,青岛地铁的技术创新和运营经验也有望走出青岛,在全国更多城市复制推广。

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