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近年來，隨(sui)著我國(guo)城市軌道(dao)(dao)交(jiao)通(tong)的(de)蓬勃發展(zhan)，城市軌道(dao)(dao)交(jiao)通(tong)車(che)輛(liang)及信號系(xi)統(tong)(tong)技(ji)術水平已(yi)獲得了持續進(jin)步，但仍處(chu)于追趕國(guo)外先進(jin)技(ji)術的(de)階段。國(guo)內(nei)外城市軌道(dao)(dao)主流采用的(de)是(shi)基(ji)于“車(che)-地-車(che)”信號的(de)列(lie)車(che)自動運行系(xi)統(tong)(tong)(CBTC)，但也(ye)普遍(bian)存(cun)在配置設(she)備(bei)多、系(xi)統(tong)(tong)接口復(fu)雜和舊線改(gai)造費用高(gao)等缺點。隨(sui)著國(guo)內(nei)綜合通(tong)信系(xi)統(tong)(tong)和各子(zi)系(xi)統(tong)(tong)技(ji)術的(de)完(wan)全自主化(hua)，將列(lie)車(che)控制主體轉移到(dao)車(che)載控制平臺，打破(po)傳統(tong)(tong)CBTC系(xi)統(tong)(tong)的(de)設(she)備(bei)中心依賴，已(yi)經(jing)成為未來軌道(dao)(dao)通(tong)信技(ji)術發展(zhan)的(de)新方向(xiang)。

一、青島地鐵列車自主運行系統（TACS）基本情況

青島地鐵集(ji)團有限公(gong)司自2013年(nian)開始(shi)關注(zhu)行業(ye)前(qian)沿技術，在(zai)整(zheng)合國內外技術發展(zhan)優點的基礎上，于2015年(nian)開始(shi)啟動研究最先進的以(yi)“車(che)-車(che)”通信為(wei)基礎，以(yi)列車(che)為(wei)主體和(he)控制核心，具(ju)有列車(che)主動進路、自主防護、自主調整(zheng)以(yi)及無人(ren)駕駛功能的新型列車(che)自主運行系統(tong)（TACS）相關技術。

（一）項目啟動到批復

中(zhong)國城市(shi)軌道協會于2016年(nian)11月9日正(zheng)式批準了青島市(shi)（軌道交通）“列(lie)車自主運行系統（TACS）示范(fan)工程”項(xiang)目，

2018年(nian)2月該(gai)項(xiang)目(mu)獲得(de)發改委(wei)示范工程，并獲得(de)國家(jia)1.46億元的(de)(de)專項(xiang)資金扶持(chi)(chi)，是2018年(nian)國家(jia)發改委(wei)批復的(de)(de)4個“中國標準(zhun)城(cheng)市軌道交通(tong)裝備研制工程”中扶持(chi)(chi)力度最(zui)大的(de)(de)重點項(xiang)目(mu)，也(ye)是山東省歷年(nian)來(lai)在城(cheng)市軌道交通(tong)領域獲得(de)的(de)(de)最(zui)大扶持(chi)(chi)項(xiang)目(mu)。

（二）項目定義和原理

列車(che)(che)(che)自(zi)主(zhu)(zhu)運(yun)行系(xi)統——TACS（Train Autonomous Circumambulate System）是(shi)以“車(che)(che)(che)—車(che)(che)(che)”通(tong)信(xin)為基礎，將傳統的車(che)(che)(che)地兩層分(fen)布(bu)式列車(che)(che)(che)控制系(xi)統與車(che)(che)(che)載網絡系(xi)統、牽(qian)引系(xi)統、制動系(xi)統深度融合，以車(che)(che)(che)載控制平臺為核心，實現列車(che)(che)(che)主(zhu)(zhu)動進(jin)路、自(zi)主(zhu)(zhu)防護，從而實現列車(che)(che)(che)自(zi)主(zhu)(zhu)運(yun)行，真(zhen)正將地鐵信(xin)號系(xi)統打造(zao)成可以自(zi)主(zhu)(zhu)控制的“最(zui)強大腦”。

TACS系(xi)統采(cai)用“車(che)(che)-車(che)(che)”通信方式，可以降低車(che)(che)載控(kong)制器的(de)反應時(shi)間，快速更新(xin)后續列車(che)(che)的(de)速度曲線。后續列車(che)(che)根據(ju)自己的(de)狀態，向(xiang)前(qian)行列車(che)(che)請求前(qian)車(che)(che)的(de)位(wei)置(zhi)信息(xi)，當(dang)后續列車(che)(che)收到前(qian)車(che)(che)的(de)位(wei)置(zhi)信息(xi)時(shi)，后續列車(che)(che)根據(ju)該(gai)位(wei)置(zhi)信息(xi)，自主計算(suan)是否可以進入車(che)(che)站和(he)相關(guan)的(de)制動曲線，最終實(shi)現列車(che)(che)的(de)自主運(yun)行。

（三）項目特點和先進性

1.優化(hua)系(xi)統控(kong)制(zhi)，提高運行(xing)性能。本系(xi)統通過基于線路(lu)資源管理的(de)行(xing)車(che)控(kong)制(zhi)以(yi)及車(che)輛ATO系(xi)統融合，對行(xing)車(che)控(kong)制(zhi)進行(xing)了優化(hua)，能夠減小運行(xing)間(jian)隔（尤其(qi)是(shi)折返(fan)間(jian)隔可縮短10%），有效(xiao)抑制(zhi)列車(che)啟(qi)停沖動(dong)、提高定點(dian)停車(che)精度并減少列車(che)能耗。

2.具備(bei)更高的(de)(de)可靠性，天然(ran)實現(xian)互(hu)聯(lian)互(hu)通功(gong)能。本(ben)系(xi)統實現(xian)了(le)(le)設(she)備(bei)的(de)(de)減少以(yi)及設(she)備(bei)間(jian)接(jie)口(kou)的(de)(de)優化，減少了(le)(le)設(she)備(bei)間(jian)的(de)(de)數據交互(hu)，降低了(le)(le)系(xi)統的(de)(de)復雜度，提高了(le)(le)系(xi)統可靠性，能夠天然(ran)支持(chi)同制式系(xi)統的(de)(de)互(hu)聯(lian)互(hu)通。

3.支(zhi)持車(che)輛段設備(bei)配置(zhi)以及(ji)行(xing)(xing)車(che)控制正(zheng)線化及(ji)全(quan)自動駕(jia)駛(shi)。本系統(tong)支(zhi)持全(quan)線駕(jia)駛(shi)，且車(che)輛段采(cai)用與(yu)正(zheng)線相(xiang)同(tong)的設備(bei)配置(zhi)，實現了車(che)輛段和正(zheng)線相(xiang)同(tong)的控制模式，列車(che)在車(che)輛段內運行(xing)(xing)時也具(ju)有(you)ATP和全(quan)自動駕(jia)駛(shi)功能。

4.減少設(she)(she)備(bei)(bei)費(fei)用(yong)，縮短(duan)工(gong)程建設(she)(she)周(zhou)期，降低建設(she)(she)成本(ben)。與傳統(tong)CBTC系(xi)統(tong)相比，列車(che)自(zi)主運行(xing)系(xi)統(tong)精簡了(le)車(che)站/軌旁(pang)設(she)(she)備(bei)(bei)，簡化了(le)各子系(xi)統(tong)間接口，降低了(le)系(xi)統(tong)復雜度。系(xi)統(tong)成熟(shu)后，可(ke)一定程度減少設(she)(she)備(bei)(bei)費(fei)用(yong)及(ji)設(she)(she)備(bei)(bei)用(yong)房，同時設(she)(she)計、施工(gong)、調(diao)試等(deng)費(fei)用(yong)均將(jiang)有所降低，工(gong)程建設(she)(she)和(he)調(diao)試時間均會縮短(duan)。

支持列(lie)車主動進路、列(lie)車自主防護的(de)列(lie)車主體化新型列(lie)車運(yun)行(xing)控制系(xi)統(tong)是未來軌道交通(tong)技術(shu)發展(zhan)方向，本項目研究的(de)列(lie)車自主運(yun)行(xing)系(xi)統(tong)符合該技術(shu)方向，有利于提高我(wo)國城市軌道交通(tong)整體發展(zhan)水平，并有機會引領行(xing)業技術(shu)發展(zhan)方向。

二、青島地鐵列車自主運行系統（TACS）進展

本項目(mu)從2015年(nian)正(zheng)式實施以來(lai)，先后開展了項目(mu)調研、示范工(gong)程(cheng)申報(bao)、系(xi)統(tong)設計、產品研發(fa)及測(ce)試驗證等工(gong)作：

1.為更好開(kai)展(zhan)系(xi)統(tong)研(yan)發，青島(dao)地鐵聘請國內知(zhi)名(ming)專(zhuan)家組(zu)成(cheng)專(zhuan)家團隊，對TACS系(xi)統(tong)設計等各項工(gong)作進行(xing)專(zhuan)題評(ping)審，隨著(zhu)項目開(kai)展(zhan)，目前(qian)已完成(cheng)十余次專(zhuan)項評(ping)審、涉及系(xi)統(tong)設計、產品研(yan)發、測試(shi)驗證等內容(rong)。

2.已完成列車自主運行(xing)系(xi)統(tong)（TACS）設計及各(ge)系(xi)統(tong)的研發工作(zuo)，正在進行(xing)全系(xi)統(tong)試(shi)驗室調(diao)試(shi)驗證工作(zuo)。

3.為進(jin)行更充(chong)分的系(xi)統(tong)實際線(xian)路試驗(yan)，本項目按照(zhao)TACS系(xi)統(tong)配置對四方(fang)股份5km試驗(yan)線(xian)進(jin)行改造建設(she)，目前正在進(jin)行設(she)備工程(cheng)安(an)裝。

4.本項目(mu)計劃生產三列(lie)TACS試樣用車，完成試驗(yan)室調(diao)試后(hou)繼(ji)續開展(zhan)試驗(yan)線測試驗(yan)證工作(zuo)，目(mu)前正在進(jin)行三列(lie)車生產和設備(bei)安裝，計劃2019年(nian)8月份下線。

5.2019年9月到2020年6月，青(qing)島地鐵(tie)將開展試驗(yan)線(xian)全系(xi)統測試，為(wei)地鐵(tie)6號線(xian)進行示范應用打好(hao)基(ji)礎(chu)。

三、經濟效益、社會效益

與(yu)傳統CBTC系統相比，基(ji)于車(che)載控制(zhi)(zhi)平臺的(de)(de)列車(che)自主運(yun)(yun)行控制(zhi)(zhi)系統，通(tong)過(guo)精簡車(che)站/軌旁(pang)設備(bei)，顯(xian)著降(jiang)低項目(mu)的(de)(de)建設和運(yun)(yun)營(ying)維護成本。同時突破傳統列車(che)運(yun)(yun)行間(jian)隔的(de)(de)瓶頸(jing)，顯(xian)著縮短運(yun)(yun)行間(jian)隔，從而(er)提高城市軌道交通(tong)運(yun)(yun)能。

（一）經濟效益

1.在建設(she)(she)成本上(shang)，ZC、CBI設(she)(she)備(bei)統一整合為目標控制器(qi)，簡(jian)化了地面設(she)(she)備(bei)配置(zhi)，車輛系(xi)統融合精簡(jian)了重復性(xing)設(she)(she)備(bei)，預計可減少15%設(she)(she)備(bei)費用(yong)(yong)、10%設(she)(she)備(bei)用(yong)(yong)房面積，同時設(she)(she)計、施(shi)工、調試、用(yong)(yong)電等費用(yong)(yong)均將有所降低(di)。

2.在運(yun)營維(wei)護上，因(yin)地面設(she)(she)備功能簡化(hua)，減少了地面控制設(she)(she)備的(de)(de)升(sheng)級需求，延伸(shen)線(xian)布(bu)置(zhi)時，可以以搭積木的(de)(de)方式快速(su)配置(zhi)。因(yin)地面設(she)(she)備故障(zhang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)已充分減小，車(che)載設(she)(she)備故障(zhang)時可以在移(yi)動故障(zhang)車(che)后快速(su)恢復線(xian)路(lu)運(yun)營，故障(zhang)車(che)的(de)(de)維(wei)護可以在存車(che)線(xian)或車(che)輛段進行(xing)，不影(ying)響(xiang)正線(xian)。由于系統將顯著減少維(wei)護工作(zuo)量，預計可減少約20%的(de)(de)成(cheng)本。

（二）社會效益

提(ti)高(gao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)效率，保證服務(wu)質量。本項目實(shi)(shi)施后可(ke)以突破傳統(tong)列車(che)運(yun)(yun)(yun)行(xing)間隔的(de)(de)瓶頸，建設開通(tong)初(chu)期(qi)、車(che)輛缺(que)少的(de)(de)情況下，實(shi)(shi)現(xian)小編組和(he)高(gao)密度運(yun)(yun)(yun)營，這樣(yang)的(de)(de)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)方式可(ke)以吸引更(geng)多的(de)(de)客(ke)流(liu)。在高(gao)峰(feng)期(qi)和(he)非高(gao)峰(feng)期(qi)，車(che)載(zai)控制平臺(tai)自動(dong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)控制系(xi)統(tong)均能提(ti)供很短的(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)間隔、區(qu)間等待時間，從而為(wei)乘客(ke)提(ti)供高(gao)質量的(de)(de)客(ke)運(yun)(yun)(yun)服務(wu)，增強乘客(ke)對軌道(dao)交通(tong)的(de)(de)認可(ke)度。

青島地鐵列車自主運(yun)(yun)(yun)行系(xi)(xi)統實施后，將(jiang)會(hui)給軌道(dao)交通提供更舒適、更安全高(gao)效(xiao)的軌道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸系(xi)(xi)統，更重要的是該項目實施將(jiang)建立車載控制(zhi)平(ping)臺列車自主運(yun)(yun)(yun)行技術(shu)體(ti)系(xi)(xi)與標(biao)準體(ti)系(xi)(xi)，使全自動運(yun)(yun)(yun)行系(xi)(xi)統技術(shu)真正成為一個(ge)節約能(neng)源的、高(gao)新技術(shu)的、附加值很高(gao)的新型(xing)產業。