早上9点5分，家住北京市房山区良乡大学城附近的小王坐上了开往燕山方向的燕房线地铁。虽然这条新地铁线已开通了一段时间，他却是头次来尝鲜：“过去，房山线和燕房线没有连通，每次经过阎村北只能下地铁换公交车。现在，可以一站坐到阎村东站，再直接换乘燕房线到燕山站下车。”他留意到，列车进站、停靠、离站、开关车门和屏蔽门均是全自动模式。而且，当他在地铁上拍照时丝毫没有手抖，平均一站用时仅3分钟。作为一条城轨新线，燕房线的设施配备很是齐全，在首发站且也是换乘站的阎村东站，不仅配备了空调的候车室供乘客休息等候，还有十余平方米的母婴关爱室，供哺乳期的妈妈们喂奶、换尿布使用。在阎村东站站厅层的自助售票区，中国经济导报记者还看到了两台网络取票机，这意味着燕房线可使用网络购票。
这么“高大上”的燕房线什么来头？来自轨道施工方的北京市轨道交通建设管理有限公司（以下简称“北京城轨”）设备管理总部六部部长徐鼎对中国经济导报记者娓娓道来：“北京地铁燕房线全自动运行系统（Fully Automatic Operation,简称FAO）是国内第一条具有完全自主知识产权的全自动运行系统线路，是我国自主创新的又一大成果。”他表示，北京地铁燕房线是国家轨道交通装备自主创新示范工程，得到了国家发展改革委、中国城市轨道交通协会的大力推动和积极支持。无人轨道是轨道交通的发展方向，根据规划，未来北京新一轮轨道交通建设都将采用自动运行系统。
国产的“黑科技”
北京地铁燕房线位于北京市房山区，开通线路包括14.4公里高架线路、9座车站，设计时速为80公里，采用的是全自动运行系统技术。列车运行完全由在远方的“控制中心”掌握。全自动驾驶、计算机控制，在起步、转弯和刹车的过程中，列车都比较平稳。
全自动运行系统是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统，是城市轨道交通自动化等级最高的系统。据徐鼎介绍，全过程自动化体现在：列车自上电、自检、段内行驶、正线区间行驶、车站停车及发车、端站折返、列车回段、休眠断电、洗车等正常运行的全过程都不需要司机和乘务人员介入，由设备自动控制实现。国际公共交通协会（UITP）将列车运行的自动化水平（Grades of Automation，简称GoA）划分为4级，而北京地铁燕房线已达到城市轨道交通列车运行自动化水平的最高等级——GoA4级。
当然，不仅在线上运行时是无人驾驶，而且放在停车场内也是完全自动清洗、检测、上电、唤醒、出库，被称为北京最智能的地铁。该条线从信号、车辆、通信到综合监控系统完全是国产。跟北京其它地铁线相比，这条线车厢里的电子地图是LED显示，照明系统随着车外环境变化自动调节亮度，空调温度也可在控制中心远程调节。
据了解，无人驾驶地铁到站操作时间短，运行时间要比人工驾驶缩短很多时间，每站都节省15秒左右。无人驾驶地铁在运营过程中通过电脑程序第一时间做出“决策”，地铁在行驶过程中能够对障碍物进行扫描检测，一旦列车接触障碍物便会迅速在1.4秒内紧急制动。
燕房线最大的特点是全自动运行。全自动运行是否安全？这是很多人关心的问题。而无人驾驶最大的优点就是：列车无论起步、加速、停车还是区间运行，电脑控制着列车在各运行阶段平缓过渡，最大限度保证乘客舒适的乘坐体验。“有效降低人为参与所产生的影响，不会因为一些驾驶员的突发情况而对列车整体运行带来影响，同时还能有效缩短行车间距。”徐鼎解释，试运行阶段中也会配备驾驶员，不过驾驶员不用做任何操作，主要是监看仪表、线路的情况。
前瞻性的全自动运行轨道
最值得骄傲的是，燕房线无人驾驶地铁是我国自主研发的，使用的是国产技术。徐鼎介绍，国内FAO发展已经有了3条典型线路，分别是：2008年7月开通的北京机场线，采用阿尔斯通技术，为国内首条按照全自动运行等级建设的线路；2014年8月开始应用有人值守的全自动运行的上海10号线，采用的也是阿尔斯通技术；2017年底开通的北京燕房线，则完全采用国产的自主化全自动运行技术和成套装备。
谈及无人轨道国产化，徐鼎在向中国经济导报记者展示《城市轨道交通全自动运行系统建设指南》时说：“这本白皮书是国内首份全自动运行系统轨道交通建设指南，将为未来全国同类型轨道交通建设提供参考，这也是我们自己建设总结的经验。”他回顾了全自动运行国产技术的研发历程，由北京城轨牵头带领的研发团队历经8年的努力，先后完成了“城市轨道交通全自动驾驶系统关键技术研究与示范工程建设”“以行车指挥为核心的轨道交通综合自动化系统研究及示范应用”“全自动驾驶系统在燕房线工程中的示范应用”“城市轨道交通专用车地综合通信系统（LTE-M）研制与示范应用”四项重大科技项目。其间，完成了全自动运行系统核心技术研发、装备研制、试验验证，攻克了全自动运行系统总体架构及各系统间接口、运营场景、运营规则、人因可靠性、行车综合自动化、车地综合承载通信、车辆以及调度控制等多项关键技术，获得发明专利十余项，申请软件著作权20多项，发表相关论文30多篇，培养专业技术人才上百人。
未来的新地铁样本
北京市近几年在控制小客车数量的同时，下大力气加速建设发展轨道交通，不断加大公共交通基础设施供给，每年都有新的线路开通投入运营。根据北京市的规划，3号、12号、17号、19号线以及新机场线等新一批轨道交通线路建设都将采用全自动运行系统技术。据了解，到2020年，北京地铁的无人驾驶里程将飙升至200公里以上，超过运行线路的1/5。
如今，全自动运行系统已在国外城市轨道交通广泛应用。据国际公共交通协会数据，截至2017年3月，全球共有38个城市开通运营56条线、890座车站、850公里全自动运行系统，预计到2020年国际上75%的新线将采用全自动运行技术，40%的既有线改造时将采用全自动运行技术。
为何要研究全自动运行系统？徐鼎认为：“采用全自动运行系统的目的，是进一步提升城市轨道交通运行系统的安全与效率，它可进一步提高系统可靠性、安全性、可用性、可维护性；提升运营、系统应急处置水平；提升系统自动化水平，降低劳动强度。”据他介绍，全自动运行是城市轨道交通技术的发展方向，而且轨道交通是一项百年工程，需要考虑一定的前瞻性。“国内城轨新一轮的建设为发展自主化全自动运行系统带来了契机，让自主化装备有更多机会落地，推动自主化装备达到国际先进水平。”
而“无人轨道”能否更智能？答案是肯定的。去年11月，国家发展改革委印发实施了《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）》，围绕9个重点制造业领域，组织实施一批产业化项目，重点推动我国装备制造业核心竞争力持续提升。在轨道交通方面，提出要发展智能铁路装备和先进适用城市轨道交通装备。实际上，在轨道交通领域，中国正在完成从追赶者到超越者的转变，甚至站在领跑者的位置。
据了解，2016年11月，中国城市轨道交通协会正式明确了青岛市（轨道交通）基于车载控制平台的列车自动运行控制系统示范工程，并定名为“列车自主运行系统（TACS）示范工程”项目。项目得到了国家发展改革委的积极支持。与国外同行开展的工作相比，这个项目的研发在很多方面处于领先地位。阿尔斯通公司在法国里尔的胶轮轻轨线路较短且运营场景简单，日立和西门子等公司也仅仅正在进行列车之间数据通信相关技术的研究。相比而言，国内团队实施
项目的技术起点和运营要求更高，采用的是“车-车”架构，用不着集中的信号控制设备，列车之间可通过无线通信完成信息交互，从而直接获知前行列车的位置和速度，并控制列车运行的系统。如此一来，就好像是列车自己有了“大脑”和“千里眼”，完全能够自己判断路上的情况，安全、智能、飞速地“奔跑”起来。
可以说，TACS或是目前“最聪明”的列车运行控制系统。它的优势非常显著：发车间隔比传统控制系统缩短了，轨旁设备配置减少了，列车上的各个系统高度融合，大大提高了在站台停车的精确度和区间运行的舒适度——拥有了自主判断力的地铁开得更快更平稳，停得更精准且用时更少，还融合精简了硬件设备，提高了运营效率，也节约了建设成本和运营成本。从实用性和前瞻性来看，中国的城市轨道交通无疑已经走在了世界的前列。
截至目前，中国内地有12个城市已建、在建城市轨道交通全自动运行线路。北京和上海已经开通并在不断开通新的全自动运行线路。成都、南宁、南京、苏州、武汉、东莞、郑州、哈尔滨、芜湖等9个城市正在建设全自动运行线路。北京燕房线示范工程的顺利实施，标志着中国对全自动运行技术的完全掌握。而这种全自动运行系统将成为北京地铁的标配，并逐渐在全国范围内推广应用，未来还将像中国高铁一样走出国门，服务全世界人民。
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