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打造区域交通一体化、开启智能交通新篇章——记国家重点研发计划“区域轨道交通协同运输与服务系统”项目

2018-01-12 07:04:00 来源: 科技日报 作者: 马爱平

2017年11月17日“区域轨道交通协同运输与服务系统”项目在京启动

本报记者 马爱平

伴随中国经济快速发展与城市群进程加快,高铁、城轨、城际/市域铁路在城市群区域中发挥了主要交通骨干的作用,轨道交通建设呈多制式和网络化发展趋势,不同制式在客流需求、运营状态上的时空关联性日益增强。现有的单制式独立运营,已越来越难以适应区域轨道交通的综合发展的新形势,问题逐渐凸显,如总体运能利用不充分、安全综合保障不深入、旅客出行全过程不够便捷等。解决人们日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,在城市群区域支撑构建安全、高效、经济、绿色、便捷的多制式轨道交通体系势在必行。

北京全路通信信号研究设计院集团有限公司(简称通号院集团)作为项目牵头单位,联合西南交通大学、北京大学、清华大学、重庆轨道集团、成都市交通发展研究院、成渝客运公司、北京通号国铁城轨公司和北京航天测控公司共9家单位,组成产学研用相结合的项目团队承担了“区域轨道交通协同运输与服务系统”项目。项目启动会于2017年11月17日在京召开,来自科技部高技术中心、国家铁路局、中国交通运输协会、中国城市轨道交通协会、中国铁路通信信号集团、重庆铁路集团、中国航天科工集团、中南大学以及项目参研单位的领导、专家及技术骨干近百人参加了会议。

国家科学技术部高技术研究发展中心交通处金茂菁处长介绍,国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项共部署10个任务。“区域轨道交通协同运输与服务”任务关注区域轨道交通一体化下总体综合效能提升、协同安全保障能力提高、旅客智能信息服务水平增强。该项目是2017年7个立项任务中唯一公开招标的系统型任务。

方兴未艾 区域轨道交通协同运输与服务顺势而为

目前,中国经济发展进入新常态,对轨道交通提出了新要求;中央提出的“一带一路”、长江经济带等为区域发展带来新的增长极;《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》打破了“摊大饼”模式,积极推进了城市群和都市圈的发展;党的十九大中也明确提出了“交通强国”的目标。轨道交通作为区域交通综合体系的重要组成部分,是城市的“骨干”和“血脉”,作为带动经济增长的巨大动力源,其作用进一步显现。

国家重点研发计划针对国民经济与社会发展的重大需求和科技发展优先领域,瞄准重大、核心、关键科技问题,组织力量协同攻关,提出整体解决方案。其中“先进轨道交通”是十三五期间国家重点研发计划中面向轨道交通领域唯一的重点专项。正是因为区域多制式轨道交通复合网络协同运输的重要性,“区域轨道交通协同运输与服务”纳入了国家科技研究方向。

“区域轨道交通协同运输与服务系统”项目计划从2017年7月至2020年12月,用42个月时间突破区域轨道交通协同运输与综合服务关键技术, 构建基于系统多制式复合网络特性和各组份系统互操作协同机制的成套理论技术体系,研制成套系统及装备,实现区域轨道交通高效能一体化运输、协同安全保障与综合信息服务。

项目特别之处在于,它不仅面向区域多制式轨道构建的复合网络,从区域整体运能提升和服务质量提高为出发点,研究系统全局可靠性、可用性、可维护性、安全性和互操作性(RAMSI)的内涵和技术条件,分析突发事件下客流及运输资源的时空分布特点及影响因素,研究基于出行链的客流预测、点线网多尺度系统有效承载力评估、全局安全失效机理及安全增强、多源信息融合及智能信息服务等关键技术;还要以一体化理论体系指导系统及装备研发,形成多制式协同及智能联动的一体化系统并开展应用示范,达到区域轨道交通整体运能提升、安全故障率下降、旅客服务质量提高的目标。

值得关注的是,项目形成区域轨道交通协同运输与服务理论体系、一体化系统装备,将依托成渝地区在新一轮西部大开发、长江经济带建设和“一带一路”发展中的重要角色选择典型区域开展应用示范,引领区域轨道交通发展,对达成“十三五”现代综合交通运输体系发展规划目标、实现国家区域发展战略、推动经济社会发展具有技术支撑作用。

国家铁路局装备技术中心王启铭主任认为,“项目研究的技术难度非常大,事关我国区域范围内轨道交通规划建设发展大局乃至国家轨道交通发展方向,事关区域范围内经济建设大局和社会的安定和谐。项目组要充分认识重点专项的特殊性,要深知项目组肩负的责任,踏踏实实把项目目标达成,不辜负各级领导和专家的信任。” 中国城市轨道交通协会专委会执行副主任仲建华提出,当前我国的区域运输组织技术与世界相比还有很大差距,项目非常值得研究。中国交通运输协会副会长宋朝义对项目寄予厚望,认为本项目具有先导性,希望项目从实用性、专业性、科学性等方面加强研究。

不忘初心 一流团队通号院集团肩负历史使命

通号院集团成立于1953年,是轨道交通安全控制和信息化的“国家队”,是国内唯一的跨国家铁路与城市轨道交通领域的集设计、研发和集成为一体的单位。依托其在信号、通信和信息领域丰富的历史积淀,通号院集团积极向综合运输、智能运输领域拓展,致力于以安全适用的轨道交通控制系统技术服务于国内外用户。

“我们构建了集产学研用一体的一流团队,秉着对国家、对技术、对项目高度负责的态度,潜心研究区域轨道交通多制式形成的复合路网各组份特征,充分利用运输理论、大数据和人工智能技术,解决区域多制式交通融合、协同问题,构建绿色、经济、高效、安全、便捷的区域轨道交通协同运输与服务系统”,项目负责人、通号院集团信号院刘岭院长如是说。据了解,作为本项目总体负责人的刘岭,曾率领列控车载团队研制完成高速铁路列车车载运行控制系统成套装备,广泛应用于高速铁路,创造直接经济效益超过50亿。他本人也获得了茅以升科学技术奖-铁道工程师奖、詹天佑科学技术奖-青年奖、中央企业首届五四青年奖章以及铁道科技特等奖等多个奖项。

“区域轨道交通协同运输与服务系统,其目标就是以区域复合网络运输业务为核心,提高区域总体运能,提升旅客服务质量”,项目首席专家、协同运输理论体系研究负责人彭其渊教授表达了他的看法。现任综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室主任的彭教授,曾连续两届担任西南交通大学交通运输与物流学院院长,长期从事交通运输理论及系统技术研究,主持过多项国家863、国家自然科学基金以及省部级项目70余项、发表论文180余篇,其中90余篇被三大检索收录,主编国家“十一五”规划教材两部,出版专著4部,是我国轨道交通运输领域的权威人物。

优秀的项目也聚集了包括西南交通大学,以及北京大学、清华大学等一流学府的参与。西南交通大学交通运输工程一级学科连续十二年排名全国第一,有深厚的区域交通一体化研究基础;北京大学在大数据分析、人工智能、视频识别技术方面领先;清华大学在自动化及技术过程的故障诊断与安全性等技术方面领先。此外,重庆轨道交通(集团)有限公司、成渝客运专线有限责任公司等单位拥有实际运营管理经验,北京航天测控技术有限公司、北京通号国铁城市轨道技术有限公司擅长系统装备研制和集成,成都市交通发展研究院专注研究与市政交通的衔接。优秀的单位形成了一流的项目团队,共同肩负历史的使命。

目前,重庆正积极建设大都市区,构建内畅外联互通的综合交通体系,这与项目方向契合。负责重庆轨道交通规划、建设、运营的重庆交开投科技、重庆铁路集团也表示愿意积极参与项目并全力支持项目研究开展及落地示范。

砥砺前行 两个一体化+实时智能联动开拓创新

项目以区域复合网络运输业务为核心,重点解决客流 O-D 可达问题;以安全保障为支撑,落实突发事件下应急响应与区域运输秩序修复;以信息服务为载体,支持多制式跨业务信息感知与共享。从当前轨道交通发展现状分析,区域内多种轨道交通并存,每种制式都有各自的特点和服务半径,不同制式是资源互补、有序衔接的,共同打造区域1小时交通圈。因此,需要从单制式独立运营向多制式协同运营转变,既避免彼此孤立又减少无序竞争,以协同发挥共同的最大效益。

项目团队分析发现,各制式差异是因不同的建设运营主体而起,但其运输的本质相同,突破多主体管理体制与多制式技术体系限制,将协同运输、综合安全保障和智能信息服务一体化研究,构建一体化运输体系,技术先进。现有的网络通信、大数据及人工智能等技术发展也为一体化系统提供了可能。将各制式视为区域交通的一部分进行统一规划,避免非必要的人工参与,实现区域内各制式交通的实时智能联动管理,能最大程度提升区域总体运能、提高服务质量,使区域轨道交通水平达到新的高度。

因此,项目团队强化顶层设计,构建以区域协同运输为核心、安全保障为支撑、智能服务为导向的成套理论体系和系统架构方案;打破传统各制式轨道交通将协同运输指挥、安全保障、信息服务分立研究的业务模式,充分研究各业务之间紧密联动关系,采用一体化业务设计及技术研究方法,提升运输管理效率及服务水平;基于数据融合和信息共享,研究大数据体系和共性平台等基础技术,通过构建大数据中心和一体化协同运输与服务平台,研制基于一体化平台的具备实时智能联动功能的成套区域轨道交通协同运输与服务系统及装备。基于一体化的体系和一体化的系统,使信息得到更有效的融合和互操作,最终达到协同的更高级目标,实现多制式管控一体和实时智能联动,支持真正意义上可工程化的高效一体运输。

通号院集团副总经理周炜透露,该项目被列为公司十三五科技创新的重中之重,项目依托上述特色技术路线,按照需求驱动、理论支撑、技术应用、应用示范的研究方法,具体从理论体系、系统及装备、示范应用三方面分层次逐步实施,采用挂图式管理,过程中加强沟通与检查,确保项目有序推进。通号院集团上级主管单位领导、中国铁路通信信号集团有限公司总工程师张志辉对项目充满信心并承诺将集全中国通号的力量给予项目重点支持。他殷切希望项目组切实做到“需求清晰、布局合理、系统完整、落地到位、效果明显”,把项目做好、做出彩。

随着项目启动会的召开,“区域轨道交通协同运输与服务系统”项目研究工作已全面展开。相信项目组依托一流的团队和特点突出的技术路线,借助自身的积累和行业专家支持,定能圆满达成项目目标,在一体化运输协同理论和系统装备方面取得新突破,引领区域轨道交通协同运输和智能服务新发展,向国家和人民交上一份满意的答卷。

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责任编辑:陈龙
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