中国地铁高速发展背后到底有哪些黑科技呢?

2020-10-17 17:17:45
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  【摘要】 中国第一条地铁1969年10月1日完工后投入运营,北京地铁采用明挖填埋法施工,全长23.6公里的。中国地铁已经历经了51个春秋的发展。目前,城...

中国第一条地铁1969年10月1日完工后投入运营,北京地铁采用明挖填埋法施工,全长23.6公里的。中国地铁已经历经了51个春秋的发展。目前,城市轨道交通系统的发展速度、建设规模均位居世界前列,已成为世界上城市轨道交通运营里程最长的国家。
 

随着我国交通事业的不断的发展,越来越多的高科技支持地铁交通高速、平稳、安全运营,那么中国地铁高速发展背后到底有哪些黑科技呢?一路走来处于世界什么样的水平呢?

图片来源:Peter Dovak

01我国地铁运营里程高速增长,技术创新不断涌现

根据中国城市轨道交通协会数据,我国城市轨道交通新增运营线路总长度呈现快速增长趋势。2012年底,我国城市轨道交通运营线路总长度为2,286.00公里,到2019年底达到6,736.20公里,年复合增长率为16.69%。

我国地铁建设分三个阶段:

1.起步阶段:

中国在1969年和1976年分别开通了北京地铁和天津地铁,三年后香港地铁开始运营。

2.平稳发展阶段:

从80年代到20世纪末,随着经济的快速发展,上海、广州、台北地铁相继通车。

3.高速发展阶段:

进入21世纪,我国地铁交通随着城市化进程高速发展,以指数级增长。从1990年到2020年短短30年,从仅有3座地铁城市增加到超过40座,而这一数字还将继续增长。

 

根据外媒Curbed的数据显示,地铁系统增长规模最大的两个城市分别上海和北京,它们拥有着庞大、覆盖密度极高的地铁网,年客运量分别为20亿和18.4亿,与之对比纽约的年客运量仅为16亿。

截至2020年8月,上海地铁运营线路已达16条,共设车站416座(含磁浮线2座),运营里程共705千米(含磁浮线29千米),位居世界第一。2019年,上海地铁日均客运量1065.03万人次,总客运量达到38.8亿人次。

 

这些数据也成就了上海成为世界上地铁最繁忙的城市之一,作为中国的经济中心,上海的地铁建设大大超过了世界上建成第一条地铁的城市伦敦。 高速增长背后是对轨道、列车、隧道、运维、信号等等一系列技术升级的需求。

 

上海地铁2号线贯穿城市中心,连接沪上两大机场的重要线路,日均客流约为150万人次,高峰日达到200万人次,在全路网日均客流中排名第一,高密度和大客流的特点对2号线运营的稳定性和安全性都提出了极高的要求。

 

经过反复探究和推导,上海地铁突破性地提出了针对运营压力大、分段开通、设备量多的第三种改造方案——“双套信号系统”。经过近五年时间的持续技术攻关和改造,近日实现了关键性突破,在已经完成31列新购列车安装调试的基础上,也正式启动69列既有信号制式列车的改造工程。

 

世界首条“双卡双待”信号系统,上海地铁早晚高峰再也不怕地铁“宕机”了。“双套系统”将有效解决2号线现有信号系统迭代开通并趋于老化难以同步升级改造的难题,同时系统的智能性和安全性也将全面提升,即使主用信号系统遇到故障,其备用系统仍能实现2分钟的列车运营间隔,保障高峰期间的正常运营。

02地铁高效、安全运营融入智能化时代,数字孪生体现魅力

上海地铁有效推动了轨道交通产业和当今人工智能、大数据、物联网等先进技术的高效融合,更成为继全国第一条全自动驾驶线路(10号线),全国首个全套应用100%国产化信号系统(17号线),上海在智慧交通领域打造的又一个全国性的标杆示范项目。

 

通过物联网大数据智能运维系统,上海地铁实现了列车及相关设施运行状态的远程故障监控和诊断,大幅提高对运营故障的判断处置效率,运营准点率在全球行业内智慧维保位列前茅。

在此基础上,上海地铁落实了长三角区域一体化发展国家战略,自2018年开始,陆续联合长三角(杭州、宁波、徐州、温州、合肥、南京、无锡、苏州、常州)9座城市实现了互联互通、异地刷码乘车等功能。走出长三角,上海地铁还与厦门、兰州、青岛实现了二维码互联互通。

一石激起千层浪,今年9月25日中国时速最快地铁在广州亮相。广州首条时速160公里的市域快线18、22号线首列车正式交付。无论是外观设计、技术方案,还是创新内容均对标国内最先进列车,率先引进基于大数据和云计算的车辆检修智能运维系统。

 

9月17日,国内首创新一代地铁智能化直流牵引供电系统进入示范试运营。中国船舶集团第七一二研究所研制的新一代地铁智能化直流牵引供电系统在广州地铁13号线白江站一次送电成功,这标志着国内首创的基于智能设备的新一代智能化直流牵引供电系统取得突破性成果,技术水平达国际先进,助力我国地铁行业牵引供电系统迈入智能化时代。

 

设备运行状态自诊断,数据信息接入云平台,从而达到“事前智能预警、事后快速定位、远程集中管理”等一系列智能运维目标,实现了供电系统关键设备的信息化、数字化、智能化。

据悉,目前国内地铁直流牵引供电系统设备维护主要采取人工巡检方式,效率低、成本高、劳动强度大,且无法及时发现识别部分故障隐患,此次研制的新一代地铁智能化直流牵引供电系统具备实时、准确、有效在线监测和数据驱动分析应用功能。

 

对创新维修模式、降低运维成本、提高城市轨道交通运输效益和保障轨道交通运营安全具有十分重要的意义。

03总结:

中国地铁数量从零到全球第一的过程是全面发展与创新的过程,通过经济的发展,中国地铁已经成为了最长运营里程、最快速度地铁、最智能地铁。不仅如此,随着我国的盾构机、一体化构件铺设设备的进一步发展,我们的地铁系统正以前所未有的速度投入运营。中国地铁只是我国大国重器发展过程的一个缩影,以后将会迎来“集群效应”