搭乘“新基建”智慧交通来了

策划 | 沈  瑾    屠  珉

进入2020年,“新基建”成为了当下热词。国家从政策层面,以新发展理念为指引,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,大力推动数字化基础设施建设。“新基建”风口下,智慧交通成为关注焦点。如何借助数字化、信息化技术,打通人、车、路、网的协同闭环,助力实现高效的数字化交通设施+智能化运维服务,将是交通智能化发展的未来方向。

趁势而动的智慧交通产业,作为上海电气数字化战略的重要组成部分,业已加速驶入发展的快车道。


以数据驱动交通出行智慧化


面对如火如荼的“新基建”,以“城市轨道交通互联网”为代表的智慧交通已成为互联网时代城市发展的一大热点。

长年深耕轨交领域,上海电气以新型绿色电能电气化、智能化和数字化,智能运维、无人驾驶、智能维保等城市轨道交通的新技术驱动,重点布局智能制造、智慧交通产业发展,已形成了轨道交通信号系统、综合监控系统、强弱电一体化、机电设备总承包等系统解决方案能力。近年来,依托地铁线、有轨电车等硬件生产制造和软件系统开发的传统优势,集团正积极培育轨交综合维保业务,不断迭代升级无人驾驶、IERT、市域铁路、城际交通等新一代轨道交通产品的智能化水平,全面提升各种系统集成能力。

在“长三角一体化”国家战略带动下,上海电气以开放合作的态度,与城规、土建、设计、机电等多方建立紧密合作关系,并将市场触角延伸至珠三角、大湾区等经济特区,逐步覆盖“一带一路”沿线东南亚及亚非拉国家,打造构建智慧交通的产业链和生态圈。


数字化控制 为列车加装“智慧大脑”

清晨5时40分,16号线惠南站工作人员准时来到车控室,登入电脑智慧车站界面。打开照明、系统自检、通讯自检……按照顺序逐一点击确认。站内灯光亮起,设备开始运作,直至最后卷帘门开启,一套开站流程下来,大约花费5分钟。

善用大数据用户的体验是新运营模式的“试金石”。在以前,工作人员需提前一个多小时,在车站内外实地巡检,开启设备。如今,通过电脑一键便能控制车站设备开关,工作效率提升约20倍。不但如此,该站还可以实现一键精准限流和全方位监控,这就是上海16号地铁线惠南智慧车站。

如果说智慧车站大大提升了车站运维的效率,那么车辆智慧信号系统则为车辆运行提供了安全保障。随着车辆运行密度的增加,传统的信号系统显然无法满足需求。上海电气基于CBTC2.0信号系统而开发的全自动驾驶信号系统无疑提供了解决方案,在原有车辆信号系统的基础上,通过装配传感器、GPS数据、高性能照相机等设备,可以时时收集列车运行中的精准数据,并通过物联网技术将这些数据传递给智慧车站的运算系统,经过强大的内部算法,便可以精确计算出路线的最大运力,保障运营安全。

同时,通过对综合监控系统的全面升级使地铁运维真正实现了可视化的“管家式”管理,运用BIM(建筑信息模型)的智能运维系统,搭建起精准仿真的3D车站模型,将包括监控摄像头、闸机、售票机、出入口电梯、车辆运行等所有设备均囊括其中,并在屏幕上实时显示设备状态,一旦出现故障,平台就会提前预警,工作人员可即时查看原因,大大缩短了故障排除时间。

“智慧交通让工作人员的感官突破了物理局限加以延伸,发现问题更早、动作更快、定位更准。”上海电气自动化/轨道交通集团副总裁陆雪忠形象地打比方:“比如一组灯泡,我们可以监控每一只灯泡的使用情况,在使用寿命到达的前一天及时更换,以免耽误第二天的使用。”

随着车辆信号系统和综合监控系统的不断“深度智慧”化,轨道交通列车的“智慧大脑”已经形成。


发力综合维保,为轨道交通提供周期保障

近日,上海电气中标上海5号线综合智能运维项目,将为5号线提供车辆、供电、通号三个专业设施设备的全生命周期综合智能维保服务。

目前,上海地铁运营车辆有望突破7000辆,每年需架大修的地铁车辆将近2000辆。按照上海城市轨道交通发展规划(2035年),未来将形成地铁、市域快轨和有轨电车(中运量)“三个1000公里”综合轨道交通网络,每年需要架大修的各类车辆将超过5000辆,产业规模超100亿元/年。据预测,至2030年,上海轨道交通机电设备(含车辆、通号、供电、车站设备等)的维保市场规模将超150亿元/年,长三角(含上海)400亿元/年,全国2000亿元/年。

面对巨大市场发展机遇,上海电气轨道交通集团抢抓“交通强国”战略机遇,积极推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与轨道交通行业的深度融合,实现“单一制造”向“大数据服务”的转型升级。

上海电气在城市轨道交通行业有着多年经验积累和技术沉淀,拥有包括车辆、牵引、信号控制系统、综合监控系统、电扶梯、屏蔽门/安全门、供电设备系统、环控系统、关键零部件(轴承、高强度紧固件)等在内的,完整的轨道交通产业体系和全面的产品设计、制造、服务的综合能力。

凭借自身工业互联网开发应用的经验,上海电气在风电、火电、环保、电梯、机床等多个领域已实施在线监测、远程运维项目实践,通过构建行业领先的多专业融合、多源信息共享的线路级、网络化智能维保和健康管理平台,串联车辆、供电、轨道、通信、信号等各系统运维数据的“信息孤岛”,打通轨道交通智能维保的数据“大动脉”,将车联网技术与数字图像处理融合,对列车行走部、线路、受电弓和信号系统、站点设备等关键设备时时进行数字化和可视化监控,可以实现对故障的提前预警、精准识别和快速响应,从而降低运维成本、提高运行效率,为轨道交通提供安全可靠的智能综合维保服务。

立足上海地铁,上海电气正致力于成为上海市“三个1000公里”轨道交通网络维护保障的主要力量之一,以达到“本土、自主、可控”的上海电气智慧交通发展需求,形成整线级日常维保规模化和车辆驾大修规模化,为未来上海乃至长三角、全国的轨道交通超大网络安全运营提供重要保障。


用科技的力量,提速智能时代列车

都说,智慧城市是数字城市和物联网相结合的产物,城市轨道交通作为一种绿色、安全、便捷的交通工具,对推动智慧城市建设起着关键作用。清晨,搭载了满满乘客的5号线,驶向上海闵行开发区,这里是一个集智慧研发、智能制造、智网服务于一体的综合性智能制造产业基地。这条通往智慧区间的5号线,是上海第一条真正意义上的轻轨。

“闵行员工都熟悉的轻轨5号线,这是我们的第一个项目,也是唯一一条通往闵行开发区的轻轨。从2003年试运行至今,已接近17年了。”上海电气轨道交通产业参股的上海轨道交通设备发展有限公司(以下简称:轨发公司)副总工程师宋银川对公司的首个项目记忆深刻。从5号线开始,上海电气与上海申通集团合作紧密,通过十几年不断努力,打造的新型智慧列车,该新型智慧列车无论在安全舒适、节能环保和智能运行上都有很大的突破。

在安全舒适方面,通过使用非接触式障碍物及脱轨检测技术、雷达防护系统、在途智能监测预警与运维保障装备和轨检等先进技术,同时加装空气净化、客室温度、二氧化碳监控和智慧车窗设备,及智能化旅客信息服务装置,为乘客提供智慧化服务。在节能环保方面,使用了轻量化全炭纤维车身、环保型闸片、智能照明、永磁牵引和节能型空调系统,大大提升了环保效率。最重要的是搭载了智能运行组织、环境智能检测、智能控制和状态智能检测等“四大”列车运行技术,通过基于模块化的车地和车车通信一体化技术,及加装的声学、震动、视觉等等感知设备,实现了列车灵活编组,及对列车限届、弓网、轮轨等车辆运行环境实时监测、分析、评估和预警,从而大大提升了列车运行安全和维保的效率。

目前,轨发公司出产的整车和相关设备以及上海电气维保服务,基本覆盖了上海1、2、3、4、5、6、8、9、10、11、15和17号线以及张江有轨电车,其业务由上海延伸至全国,还遍布阿根廷、新加坡等城市的线路。

“制造企业已经不仅仅销售产品,而是要给客户交付完美的服务。”陆雪忠坦言,卖产品就是和客户一次性交易,而事实上,卖产品只是刚开始,在交付产品的基础上,上海电气还可以提供包括产品性能、维护等各项延伸服务,通过基于RFID、二维码等媒介的IOT物联网技术,实现完整追溯产品制造的过程数据和履历。在产品全生命周期内,展现给客户由数据驱动生产的指导性方针和建议。


打造新型中运量工具,让出行更智慧

智慧交通的落点,离不开市民的体验。然而,地铁并不是随处可达,尤其在城乡结合部、新兴发展区,公交接驳往往决定着群众出行“最后一公里”的安全和便捷,尽可能缩短中心城区最小行车间隔,让市民在智慧交通的帮助下出行更快捷、更绿色。

IERT系统全称“智能电子轨道交通系统”,其核心原理是利用先进的车载传感技术与控制技术,基于数字虚拟轨道精准导向和定位的技术提供高效率的自动化交通运输整体解决方案,从而全面提高城市公共交通的安全保障能力及运行效率,实现道路信息化、车辆智能化,最终实现精确驾驶指导与调配,达成高效率、低投入的交通升级控制。

上海电气敏锐地觉察到这一新兴技术的前景,2013年起,便与美国TTT公司、上海城市交通设计院有限公司组建联合团队,针对国内常用车型、混行路权、客流变化特征、智能调度系统、信号控制系统进行了联合开发,形成了一整套技术研究、项目设计、建设与运营的解决方案,上海电气临港基地智能电子轨道临港试验线于2017年12月完成竣工验收进行运营测试,集合了轨道交通和地面公交优点的IERT新型交通系统应运而生。

目前,IERT系统已在中运量交通系统中崭露头角,从建设成本、运营成本、维护成本、持续成本来看,具有明显优势。相较有轨电车,数字虚拟轨道取代了传统钢轨,IERT新建基础设施少、对原有市政设施破坏少,工程适应性强,且IERT编组灵活,相同条件下虚拟轨道占用更少道路资源,运行更可靠、舒适、安全,值得一提的是,IERT系统具备的自动驾驶、车路协同的核心技术,是人工智能在交通领域的重要实现形式,它将成为未来生活智慧交通的中坚力量,为客户提供最优质的服务。

可以预见,在“新基建”时代背景下,上海电气智慧交通产业正在以“数据”为中心,以“服务”为动力,从“基础设施建设运营商”转型升级为“高品质交通服务提供商”,并通过不断的理念创新和技术突破,在交通运输组织结构及城市空间结构利用中发挥了重要作用,推动轨道交通领域实现新的、革命性的变化。

人悦其行,物畅其流,数字驱动下的智能交通时代,已向我们飞驰而来。


智慧城轨纲要发布以“智能化+自主化”为主线

2020年3月12日,中国城市轨道交通协会正式发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》(以下简称:纲要),提及落实“交通强国”部署的重要性,促进城轨信息化、智能化,并具体提出建设智慧城轨的发展目标。

纲要提出智慧城轨顶层设计,打造交通强国的战略突破口。本次纲要提出背景是落实“交通强国,城轨担当”的部署。纲要总结了城轨建设的主要工作路径:1)智能化,2)自主化。在技术层面:强调抓智能化,应用新科技成果将信息技术与城轨交通深入融合;在体制层面:强调自主化,安全可控。由此,“自主化”+“智能化”或成为最强受益逻辑。

纲要描绘了未来智慧城市建设蓝图,提出十大城轨建设重点方向,包括:智慧乘客服务,智能运输组织,智能能源系统,智能列车运行,智能技术装备,智能基础设施,智能运维安全,智慧网络管理,城轨云与大数据平台,技术标准体系等十个重点方向,并细化每一方向的“2025年目标”和“2035年目标”。其中“城轨列车运行”方向提出2025年目标:“城轨全自动运行系统持续完善优化,应用范围进一步扩大,互联互通要求,进入国际市场”。2035年目标:“技术成熟,全自动运行系统在国际市场市占率逐步提升,技术进入世界领先”。



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