无感改造再进一步：车车通信列控系统及自主感知运行系统获颁SIL4级证书

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无感改造再进一步：车车通信列控系统及自主感知运行系统获颁SIL4级证书

随着我国城市轨道交通的快速发展和信号系统的不断演进，采用CBTC、FAO系统的线路规模逐年扩大，CBTC系统在我国最早的应用可以追溯到本世纪初，因此一大批应用CBTC的线路即将面临改造，未来的改造应采用何种制式也逐渐成为研究的热点。法国阿尔斯通公司在参与里尔线改造时提出了一种基于车-车通信的新型列控系统架构，引起了广泛的关注和研究实践。但是这种新的信号系统架构在提出时并未有配套的后备系统方案，如何在实现真正精简轨旁设备的同时配备完善且独立的后备系统，成为一个亟待解决的难题，对此难题，交控科技股份有限公司（简称“交控科技”）给出了一种经过了试验验证的解决方案。交控科技自2018年底开始立项研究车车通信，并于2020年3月获得车车通信的列控系统的安全认证，于2021年6月获得了自主感知运行系统内核安全认证，经过持续的技术攻关和现场验证，最终于2021年11月取得了系统产品安全认证。

近日，“基于车车通信的列控系统及列车自主感知运行系统安全认证颁证仪式”在交控科技总部举行。交控科技分别获颁“基于车车通信的列控系统”（升级版）和“列车自主感知运行系统”的国际最高安全等级SIL4级系统安全认证纸质版证书。其中，列车自主感知运行系统是全球首个独立获得SIL4级安全认证授权的感知运行系统，也是国内首个应用基于多核CPU的SIL4级安全计算机平台的系统，是轨道交通行业的重大创新，填补了轨道交通感知领域空白。

我国城轨交通高速发展，线路规模也在逐年扩大，存在系统轨旁设备多、接口较复杂、成本居高不下等问题。另外，当发生无线通信故障等情况时，既有系统需紧急制动停车，司机上车人工处置，降级后运营效率低、安全保证等级低，造成运营极大隐患。此外，伴随着数十年的高速发展，我国城轨交通众多既有线路逐渐到达改造年限，旧线改造正面临成本高、工程实施难度大等问题。基于以上问题，迫切需要更精简、更安全、更智能的列车运行控制系统解决方案。

车车直接通信：精简系统设备，提升运行效率

相较于轨旁设备多、接口较复杂的CBTC、FAO系统，基于车车通信的列控系统由“车-地-车”通信转变为“车-车”通信数据流，精简系统设备。信息交互更加丰富，包括位置、速度、移动授权等，考虑列车的运动趋势，采用“撞软墙”的方式进行安全防护，缩短追踪间隔。列车可根据自身需求和实时位置，更及时申请和释放线路资源，将线路资源精细化管理，提升折返效率。

列车自主感知：确保列车自动运行高安全高可靠

近年来，随着我国城市轨道交通建设以及运营里程、运营车辆数量的激增，对轨道交通运营限界的安全性提出了挑战。列车自主感知运行系统可通过高可靠激光雷达、毫米波雷达、机器视觉、AI人工智能深度学习算法对周围环境进行高可靠感知，不依赖轨旁设备，列车自主计算自身位置，对前方轨行区列车、人员、障碍物等进行高可靠识别，自主生成列车运行策略、计算移动授权，实现故障情况下无需司机参与的自动运行，由故障导向紧急制动停车，向故障导向维持运行转变，最大限度确保行车安全。

新线建设更高效 旧线无感改造进一步升级

基于车车通信的列控系统最早由国外提出，核心是通过系统功能重新分配，简化设备及数据流，并无后备系统，若考虑降级，还需增加相应的次级检测及联锁设备。

交控科技于2018年正式立项启动了基于车车通信列控系统的关键技术及原型样机的研究，后续在香港地铁线路、成都地铁综合实验线进行了产品测试和验证，2020年3月，取得基于车车通信的列控系统产品认证证书。

本次交控科技获颁安全认证证书的产品是继第四代全自动运行系统之后，研制的新一代列车运行控制系统，主用基于车车通信的列车运行控制，备用列车自主感知运行控制，提供了完整的后备系统，共同构成一套完整的列车运行解决方案，有效减少轨旁设备，可实现降级下仍维持高安全自动化运行，符合列控系统精简、高效的发展趋势。

在北京市基础设施投资有限公司带领下，交控科技车车通信+自主感知的融合解决方案首次在北京地铁11号线“智慧城轨新一代智能列车运行系统及平台示范工程”中进行工程应用，满足了新线对于进一步设备精简，能力提升，降低实施工作量的要求。

同时，在北京市轨道交通建设管理有限公司、北京城市快轨建设管理有限公司的指导下，北京地铁运营有限公司的大力支持下，基于车车通信的列控系统及列车自主感知运行系统还顺利通过权威独立第三方机构对列车运行、列车追踪等情景安全性、稳定性等性能测试验证，证明了在实际工程线路中的高安全可靠性能，为未来其他新建线路高效建设、安全运行提供了成功案例。

除了新建线路外，交控科技车车通信+自主感知的融合解决方案还可解决旧线改造所面临的整体调试时间极其有限；添加设备难度大，额外成本高；设备众多、铺设复杂等问题。其在原有无感改造模式基础上进一步优化升级，无需与旧有系统进行接口对接，只需采用自主感知运行模式投入运营，实现“改一辆上线一辆”的无感改造，有效解决了目前轨道交通面临的改造困境。

交控科技车车通信系统（升级版）及自主感知运行系统双双获颁安全认证证书，意味着交控科技新一代产品已完全具备工程应用条件，能够为城市轨道交通行业新建线路、改造线路提供不再依靠增加设备、提升系统复杂度保障行车安全和效率的更优解决方案，也为全球轨道交通列车运行控制系统优化提供全新解决思路和实践模式，引领国际技术发展方向。

小知识：

欧洲标准EN50129、EN50128是轨道交通领域功能安全评估的重要安全标尺，是信号相关设备的准入条件之一。欧洲标准中定义了SIL4，其要求是每小时、每功能失效而引发危险侧的概率小于10-8次方，是目前国际最高安全等级。