文:丁樹奎丨中國城市軌道交通協會副會長,北京市基礎設施投資有限公司黨委副書記、副董事長
中國城市軌道交通協會正式發布《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》兩年后,促進了中國城軌交通行業智能化、智慧化的發展共識,其發展理念不斷落地見效,生根發芽,結出碩果。
2020年3月,中國城市軌道交通協會正式發布《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》(以下簡稱:《綱要》)。在這兩年多的時間里,《綱要》促進了中國城軌交通行業智能化、智慧化的發展共識,其發展理念不斷落地見效,生根發芽,結出碩果。結合自身和北京城軌交通在智慧化方面的探索和實踐,在此跟各位同仁分享一路走來的一些感想和體會。
智慧化、智能化同步受到國際同行和國內高鐵關注。2014年6月,歐盟理事會頒布第642號Shift2Rail條例,提出通過一系列行動推動歐洲軌道交通的高質量發展,其中就包括創新型智能鐵路、智慧鐵路等燈塔項目;2016年國際鐵路聯盟(UIC)聯合歐洲鐵路相關協會(CER、CIT、EIM)提出了數字鐵路路線圖;歐洲、日本、美國等發達國家相繼制定了數字鐵路的計劃;中國鐵總在數字鐵路、鐵路信息化的建設過程中提出了鐵路智能運輸系統的模型,集中打造智能京張、智能京雄示范線。
對于城軌系統,對智能化、智慧化的方向、定位,是按照歐盟路線?國際鐵路聯盟路線?還是按照中國鐵總路線?還是走城軌自己的路子?當時都是擺在行業面前的課題。
我國城市軌道交通經過30年的發展,已經積累了雄厚的技術成果。北京城軌交通,通過前期北京亦莊線國產化CBTC系統示范工程、北京燕房線自主化全自動運行系統國家示范工程等示范工程的建設,城市軌道交通已經逐步從實現“自主化”的“跟跑”階段,到“以計算機等為基礎的自動化”的“并跑”階段,面臨云計算、大數據、物聯網、人工智能和5G等新一代信息技術的發展,亟需明確下一步戰略發展方向。與此同時,對自動化、數字化、信息化、智能化、智慧化、網絡化等眾多概念,也需要深入界定這些概念的內涵。先行城市智慧車站建設已經起步,后發城市躍躍欲試,亟需加強智能智慧建設的行業指導。
在此背景下,在中國城市軌道交通協會創始會長包敘定的倡議和親自研究組織下,歷時兩年的時間里,協會通過數以百計的調研,組織近百位專家參與,經過百余次修改并六易其稿,逐步形成了智慧化、智能化重要概念的精準定位和智慧城軌發展體系的構建,將行業下一步的戰略發展方向確立為智慧化、智能化,將行業共識凝練為最終發布的《綱要》中的“發展智能系統、建設智慧城軌”體系。
譬如“智能”與“智慧”的關系,很長一段時間,這兩個概念被混用。《綱要》告訴我們,智能、智慧之間既有內在聯系又有原則區別。“智能”是利用先進技術給物質(設備)賦能,以期實現“自主化、無人化”。“智慧”是利用先進技術同時給人和物質(設備)賦能,以期實現自主采信、學習、決策達到更高效能。
《綱要》發布后,如何在《綱要》指導下,落實建設好智慧城軌,是業主普遍面臨的挑戰。如何避免為了“智慧”而“智慧”,避免一味地將新技術疊加應用所帶來的系統復雜度和運維成本的持續上升,北京城軌交通在探索和實踐中,提出智慧城軌創新在系統推進的同時,應聚焦“新一代”關鍵技術的研發和應用。
“新一代”應實現技術“領跑”。“新一代”技術最重要的特征是在某一前沿技術領域內實現突破,在世界范圍內得到廣泛認同,領跑世界軌道交通的技術發展;“新一代”應解決當前行業主要痛點,從痛點分析出發,以需求和問題導向為基礎,從痛點、梗阻點入手,尋找有效的解決途徑,確定正確的發展方向;“新一代”應承載新模式、新業態,“新一代”不能僅局限于技術本身的迭代和發展,應當承載甚至驅動管理業務模式的演進,形成技術與業務相互促進、相得益彰,體現在技術創新和管理創新的同步發展。總的來講,“智慧化”是城軌交通技術的發展方向,“網絡化的公交化運行”則是城軌交通模式和業態上的演化趨勢。
另一方面,通過示范工程來推動行業內領先技術的應用和推廣,也已是行業內的共識,是《綱要》中明確的重要抓手和路徑。為踐行《綱要》、發揮北京軌道交通全產業鏈優勢,由北京市基礎設施投資有限公司牽頭,正在組織建設《綱要》發布后的第一個示范工程——《智慧城軌新一代智能列車運行系統與平臺示范工程》。通過新一代列控系統的攻關,打造具有北京特色乃至全國智慧軌道交通建設模式,助力智慧城軌的建設。具體來說,主要是在項目研究推進過程中,集中行業內創新力量攻克兩項核心技術難題,構建兩個核心技術平臺:一是攻克基于群體智能的自主虛擬編組技術及基于客流車流耦合的智能調度技術兩項關鍵技術,二是研制智能列車一體化平臺以及基于云技術的基礎平臺2個核心平臺,進而形成一套新一代運行控制系統業務應用及技術標準體系,搭建一個綜合測試驗證管理平臺,完成工程示范應用。項目依托北京地鐵冬奧支線、19號線進行示范應用,逐步向全網推廣應用。
智慧城軌的發展不僅要吸納過去的經驗和成果,更要由對未來城軌交通的愿景來引領。在“政產學研用”創新模式中,業主的重要角色是需求引導,將需求場景化,用場景表現乘客需求和運營需求。在需求提煉時,將重要需求總結提煉為關鍵場景。
國內鐵路的建設發展由國鐵集團統一籌劃,而城軌的建設發展則是由各個所在城市主導的。國內已有50座城市開通城軌交通,各地城軌業主推動創新發展的熱情高漲,都從自身角度提出了不同的應用場景,但由于所處的發展階段和面臨的迫切需求各有不同,難免會出現場景和需求的碎片化,使研發力量分散,同一系統的產品種類眾多。針對這種情況,在中國需求、應用場景的提出過程中,既發揮各城市主動創新精神,又要由協會及時組織總結提煉,可由協會牽頭組織,各地業主配合,整體規劃,頂層設計,形成標準,避免遍地開花、五花八門,浪費開發資源。在《綱要》的指引下,系統深化提煉,形成分層級、統一化、菜單式的系列應用場景。
當前,在黨中央“碳達峰”“碳中和”的“3060”戰略目標指引下,綠色城軌成為智慧城軌的重要應用場景。需要推進新一代智慧城軌技術與城軌綠色低碳業務深度融合,以智慧賦能城軌節能降碳戰略。碳達峰、碳中和對城軌行業而言,既是挑戰也是機遇,更是行業面臨的歷史性任務和重大戰略。智慧城軌是建設綠色城軌基礎和載體,因此應以智慧賦能節能降碳關鍵核心技術攻關,綠智融合,推動城軌低碳發展,推進城軌行業“雙碳”目標的實現和綠色低碳發展,助力實現城軌交通盡早、率先達峰,建設凈零排放的城軌。
《綱要》發布兩年后,智慧化、智能化已經成為中國特色城軌交通的鮮明特征,同時也成為了行業同仁共同努力的目標。下一步在協會的統一指導下,各地業主的并肩協作下,智慧城軌的建設步伐必將更加矯健,行穩而致遠。