自主虚拟编组运行系统建设项目可行性研究报告

1、项目概况

本项目主要建设内容为研发结合人工智能、智能控制、大数据、边缘计算等 技术的自主虚拟编组运行系统，包括列车自主感知防护系统、车载虚拟编组协同 控制系统、列车一体化平台及网络等。“自主虚拟编组运行系统”的内涵为“全自 主运行、虚拟连挂灵活编组”，其中：“全自主运行”是指从传统的地面集中控制， 转为以列车感知为核心的自主、自治控制，基于全时空动态信息采集与融合实现 的自主安全防护和控制。

系统基于视觉以及线路的空间占用关系控制列车运行， 列车可以行驶到任何线路，可以加车到任何线路参与混跑，不依赖地面接口的统 一，可实现不同线路的互联互通。“虚拟连挂灵活编组”是指列车间通过无线通信匹配，打破既有闭塞限制，实现无需物理车钩的车与车的联系。

列车可以在运行过程中动态改变自己的“构成”，根据客流情况灵活配置编组，根据不同区段、时段的客流需求而改变列车编组长度，从而较好地适应客流时间分布规律。

基于线路的三维空间感知示意图

虚拟连挂灵活编组示意图

项目建成后，一方面，公司在轨道交通系统领域的产品技术含量及竞争力将会得到系统提升，从而保持公司在市场中的竞争优势；另一方面，项目的实施也将填补国内外相关领域技术空白，解决我国城轨交通目前所面临系统难题，从而有力推进我国现代城市轨道交通的智能化、智慧化发展进程。

2、项目建设的必要性

（1）项目是引领我国智慧城轨建设，提升城轨运行系统智能化水平的需要

在新一代科技革命和产业革命的浪潮推动下，我国城轨交通行业信息化建设步入快速发展阶段。同时，随着 5G、云计算、物联网、人工智能、大数据、区块链等新兴信息技术的飞速发展，国内如北京、上海等地的智慧车站建设已起步，一批城市也在积极跟进。在此背景下，为了促进我国智慧城轨的有序建设，中国城市轨道协会于 2020 年 3 月发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，纲要对智慧城轨发展的技术政策、技术规范、发展规划和实施计划等作出指导，为我国智慧城轨的发展指明了方向。

《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》在“建设重点”部分提出，要发展灵活编组与协同编队技术、虚拟连挂的多列车协同编组技术、新一代车地通信及环境感知系统等，从而提升城轨列车运行系统的智能化水平。本项目正是针对我国智慧城轨运行系统所需技术进行研发及产业化，将有力提升我国城轨运行系统的智能化水平。

（2）项目是解决我国城轨交通系统难题，满足城市公共交通和乘客多样化出行的需要

近年来，我国城轨交通快速发展，在轨道交通领域从设计、研发、生产到建设、运营等各环节积累了丰富经验，基本形成了涵盖城轨交通规划设计、工程建设、运营管理、技术装备等各领域的技术链及产业链。但是随着网络化发展，我国城轨交通目前仍存在难题亟待解决。长期以来，国内轨道交通虽成网规划建设，但因为线路间没有实现互联互通，只能单线运行，没有形成网络化运营的整体效益。

随着轨道交通线路规模不断增大与乘客流量的日益增加，网络中的客流存在动态变化，目前系统难以实现运营效率和效益最优化，存在运能浪费、间隔大运输能力不足的情况。一旦系统发生故障，运营能力及安全性大幅度下降，严重影响路网运行。另外，随着超大城市轨道交通逐渐成网络化运营，需要进行维修、改造的线路占全部线路的比重逐年上升，其中信号系统是既有线路改造的关键难题。既有线路改造不能影响运营，存在着改造难度大、时间长、见效慢、调试运营风险高、成本高等问题。

此外，上述问题之间相互关联，要求供应商在城轨交通研究的基础上，站在网络化运营的角度，采用更加自主化和智能化的技术及手段，研发出一套可系统化解决上述城轨交通难题的更安全、高效、低成本的列车自动控制系统，实现线网客流-车流匹配及乘客的无缝出行服务，满足城市公共交通和乘客多样化出行的需求。

本项目将研发自主虚拟编组运行系统，一方面，可实现以列车感知为核心的自主、自治控制，利用全时空动态信息采集与融合实现自主安全防护和控制以及不同线路的互联互通；另一方面，可通过列车间无线通信匹配，打破既有闭塞限制，实现无需物理车钩的车与车的联系，从而根据客流情况灵活配置编组，提升不同客流内列车的合理负荷和服务水平，最大程度提升线路的利用效率，满足乘客各种出行需要。

此外，由于自主虚拟编组运行系统不依赖地面控制设备及外部条件，依赖自身视觉及决策能力行车，可实现“改完一列车，上线运营一列车”的脉动式改造，不影响不同制式的既有线路正常运营，为目前既有线路改造提供了有效方案。因此，本项目的实施对缓解当前轨道交通运力与需求之间的矛盾具有重要的意义。

（3）项目是保持公司行业技术优势，巩固公司市场地位的需要

公司凭借安全、可靠、高效的产品品质和自主创新能力，在城市轨道交通信号系统领域处于技术优势地位，是行业内国产厂商的龙头企业。公司也是多项行业标准制定的重要参与者，推动了全自动运行、互联互通、车车通信等行业技术的发展和进步，是国内城市轨道交通信号系统自主技术的领跑者。

目前国内有 12 家城市轨道交通信号系统总承包商。截至 2020 年底，国内已经有 6 家竞争对手实现了自主 CBTC 技术的工程应用，3 家竞争对手实现了I-CBTC 技术的工程应用，2 家竞争对手实现了 FAO 技术的国内工程应用。

随着国内其他厂商的技术日趋成熟，为了巩固并提高公司行业地位，以适应激烈的市场竞争和下游应用领域的高品质需求，本项目从公司未来发展战略出发，以市场为导向，对下一代城市轨道交通信号系统“自主虚拟编组运行系统”进行研发及产业化，以保持公司在行业内的技术优势，保持公司市场竞争优势，巩固公司市场地位。

3、项目建设的可行性

（1）政策的大力支持为项目建设提供良好的政策环境

近几年，国家高度重视城市轨道交通行业发展，《交通强国建设纲要》、《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》等多项政策相继出台。其中，中国城市轨道协会于2020年3月发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》为我国智慧城轨的发展指明了方向，提出要发展灵活编组与协同编队技术、虚拟连挂的多列车协同编组技术、新一代车地通信及环境感知系统等。本项目顺应政策导向，项目的实施具备良好的政策环境。

（2）广阔的市场前景为项目的顺利开展提供了有力支撑

本项目所研发的下一代“自主虚拟编组运行系统”所应用行业主要是城市轨道交通领域，行业存在广阔的市场前景。一方面，近年来中国内地城市开通的城市轨道交通运营线路里程持续增长，2016-2020年五年间复合增长率达到17.73%。城市轨道交通新线的大规模建设将持续推动轨交信号系统产业的发展；另一方面，未来十年，我国有将近85条轨道交通线路进入信号系统改造周期，线路总长度约2,500公里，既有线改造存在大量新产品和系统集成技术的更新需求。

此外，随着我国城镇化进程的不断加速，未来城镇规模也不断扩大，而轨道交通将是解决交通拥堵问题的必然选择，轨道交通未来将不断由北上广深一线城市向二、三线城市不断扩展，必将会给轨道交通领域带来持续的市场需求，为项目的顺利开展提供了有力支撑。

（3）公司在项目建设方面具备充分的基础条件

①研发创新保障

公司自成立以来，通过自主研发已掌握信号系统、安全防护、自动化等多个领域的核心技术并取得多项专利。截至2020年底，公司拥有授权专利499项，其中发明专利383项，实用新型86项，外观设计30项，同时取得计算机软件著作权515项。

②技术储备

公司在自主虚拟编组运行系统领域已开展了相关研究，具备一定的技术储备：在主动感知方面，交控科技在前期开展了视觉智能识别技术、激光雷达即时定位与地图构建技术等研究，开发了基于环境感知的自主防撞系统，该系统已经在北京、上海、香港等地的多条线路完成了实验和线路数据采集，采集原始数据量超过3TB，累积时长超过2,000小时，为自主虚拟编组系统的感知技术方面奠定了重要基础；在一体化平台及网络方面，公司前期进行了160km/h智能市域车的设计及开发，完成了新一代车载安全计算机平台研制，目前已在北京地铁7号线完成现场试验；在虚拟编组控制方面，已在室内完成系统仿真平台搭建及测试，并组织业内专家进行了评审。

③人才储备

截止2020年底，公司员工总数为1,954人，研发人员占21.29%。公司拥有覆盖信号系统领域、安全防护领域、自动化领域等多个领域的专业化的研发团队，具备扎实的专业技术基础和丰富的产品开发经验。公司技术管理高层均有着先进的研发管理理念和丰富的大型研发项目管理经验。未来，公司将继续引进高端技术人员，研发队伍的规模将不断扩大，为本项目的建设提供了高素质人才储备。

4、项目实施主体和投资概况

本项目由公司全资子公司交控技术装备有限公司实施，项目总投资额为58,055.75万元，拟使用募集资金金额为50,000.00万元，项目建设期为36个月。

5、项目备案与环境保护评估情况

截至本报告公告日，本项目备案与环评手续已办理完毕。

此报告为正式报告摘取部分。需编制政府立项、银行贷款、投资决策等用途可行性研究报告咨询思瀚产业研究院。

来源： 思瀚产业研究院 科沃斯