北京地铁公司科学技术协会揭牌成立现场。 ■企业/供图
2020年,以《首都智慧地铁发展白皮书》发布为起点,北京地铁公司正式开启智慧地铁建设。历经5年时光,2026年2月,随着公司科学技术协会揭牌成立,标志着这家承担着首都千万人次日常出行的公共交通企业,正式迈入科技创新的聚合协同新阶段。在“十四五”期间,一组数据揭示了北京地铁以科技之力驱动高质量发展的前进之路——191项科研项目,8.59亿元总投资,实体成果102项,实现应用87项,推广应用28项,公司科研生态欣欣向荣。
用“新质生产力”重塑地铁运营
截至2025年底,北京地铁公司运营线路20条,运营里程613.5公里,年客运量27.39亿人次,为支撑首都经济发展,缓解交通拥堵作出了突出贡献。在此期间,智慧地铁建设的“触角”也延伸至地铁日常运营的每个环节,构建出一套新型智慧地铁运营体系。
“我们构建的地铁智能运维体系,是以专业为出发点,融合大数据、人工智能等新质生产力,摒弃过去大量人工巡查巡检的同时,实现设备数字化感知与决策智能化分析,进而大幅提升现有生产力。”北京地铁副总工程师李宇杰介绍道。
对于乘客而言,现有地铁线路的智慧改造往往是在出行之间“无感”完成的。以北京地铁1号线与八通线贯通运营以及房山线与9号线实现跨线为例。“我们是在‘运营不停’的前提下完成设备系统的智能化升级。”李宇杰解释道,但在这“无感”背后,乘客的体验感又是明显的,贯通运营和跨线运行优化了运营组织,减少了乘客出行时间。
在乘客看不到的地方,智慧建设仍然在发力。在基础设施维护方面,针对隧道病害这一难题,北京地铁采用了国内领先的装配式复合型材加固技术。“过去采用传统钢环加固,需要较长的天窗作业时间,现在我们能利用新技术快速完成治理,效率大幅提升。”李宇杰说。
北京地铁在新型能源应用方面探索的成果同样令人瞩目,例如飞轮储能、电池电容混合储能等以及多种储能技术的利用,实现了地铁电能的高效重复利用。“在储能新技术的加持下,北京地铁去年节能回报近3000万元,效果非常显著。”李宇杰表示。
技术攻坚让“痛点”变“亮点”
如果说智能运维是北京地铁智慧转型的“面”,那么一系列关键技术突破则是支撑这个庞大系统的“点”。其中,列车标准化门控器项目就是一个典型范例。
“车门在车辆故障中占比较高,而门控器又是车门最主要的部件。这曾经是长期困扰地铁运营的痛点。”北京地铁资产维护管理部资产综合总监李熙介绍道。为解决这一难题,北京地铁组织成立专项攻坚小组,对内深入一线调研,对外对标行业头部企业,最终形成了集高性能、高可靠性、高可检测性和智能化于一体的门控器企业标准。
研发过程充满了挑战。从硬件选型、电路设计、操作系统选型适配,到软件开发和优化,每一个环节都严之又严、细之又细。制造的样机在实验室,顺利通过高低温、振动冲击、电磁兼容、湿热等极端环境严苛试验。在运营考核阶段,研发团队采用了渐进式验证策略:先在试验线试验,再逐级扩展至一辆车、半列车、全列车门控器上线试验,试验过程中记录每一次列车开关门动作,并结合运行记录不断优化控制参数。令人振奋的是,目前已有7条线路、2700余台自主研发的门控器投入正线运营,运行效果达到预期。
“这只是起点。”李熙表示。未来,研发团队小组还计划以建立车辆各类控制器标准和设备研发为基础,持续扩展建立其他领域核心关键部件的自主化标准,筑牢公司在相关领域的技术根基。
系统破局引领智慧轨交新范式
“北京地铁公司科协的成立,也标志着企业的科技创新工作进入了一个新阶段。”北京地铁公司技术部副部长李倩表示。在智慧创新道路上,北京地铁既关注“顶天”的前沿技术探索,也重视“立地”的实际运营需求,这其中也不乏具有破局性质的创新之举。
在北京地铁“十四五”智慧成果展上,一项正在推进中的改造工程引人瞩目——10号线具有创新性的“主备异构双活韧性系统”。
在北京轨道交通网络中,10号线因其运营里程长、客运量大、换乘站多的特点。这条线路的信号系统改造,无疑是北京地铁智慧转型的又一项标志性工程。“10号线原信号系统于2008年引进,已运行近20年,系统稳定性面临挑战。”北京地铁通信信号分公司总工程师于柯介绍道,为此,北京地铁对10号线信号系统开启系统更新改造。
新系统关键词为“异构双活”,对此于柯解释道,该架构为两个系统,主系统为常规基于通信的列车控制系统(CBTC),备用系统为车车通信信号系统,两套系统均热备运行。这一设计的最大优势在于,当主系统发生故障时,受影响区域列车司机可一键切换,控制权可由主系统转至备用系统,最大限度减少对运营的影响。
“这种双系统架构为全国首例,不仅提升了10号线信号系统的运行稳定性与可靠性,也为未来轨道交通信号系统的发展提供了新思路。”于柯表示。
“十四五”期间,北京地铁主编、参编国家、行业、地方标准29项,获得专利140项,荣获35项北京市科学技术奖等科技奖项。从初期的系统规划,到如今的成果丰硕,“科研一棵树”已然枝繁叶茂。随着北京地铁公司科协的成立,北京地铁公司不仅将继续为首都市民提供更加安全、高效、便捷、舒适、绿色的出行服务,也将为中国城市轨道交通的创新发展提供“北京样板”,为交通强国建设注入源源不断的科技动能。
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