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社会创新

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    说到机器人列车,仿佛是电影中的场景,其实这已经成为现实。在澳大利亚经营矿物等资源的力拓集团(Rio Tinto Group)与日立铁路STS公司合作开发了重载货物运输系统“AutoHaul™”,从而实现了全球首列无人货运列车的运行。此刻,无人货运列车正在澳大利亚相距数千公里的矿山与港口间往返运行着。

    安全且高效的货物运输对于小镇的繁荣至关重要。AutoHaul™的开发为全球重载货物运输铁路行业带来了巨大转机。货运铁路的自动驾驶项目改变了重载货物运输和资源产业的未来,而这一项目的灵感则来源于无人驾驶地铁。

    通过AutoHaul™,在压缩运行时间和驾驶员移动距离的同时,还能实现更加安全的运行,改善了运营效率。

    视频: 日立铁路与力拓(Rio Tinto)集团之间的创意合作-全球货运铁路自动化领域的首创

    案例概况

    • 课题
      通过长途重载货物运输列车的自动化,提高运营效率、以及安全性和经济可持续性。
    • 解决方案
      来自力拓集团和日立铁路STS公司的精英员工跨越国界,通力长达六年的合作,终于开发出自动驾驶技术程序AutoHaul™,并投入商业运营。
    • 成果
      2018年7月,运载着2.8万吨铁矿石的无人列车从矿山出发,首次通过自动驾驶顺利到达港口,成功完成了280公里路程的行驶。通过每年减少驾驶员行驶150万公里的汽车行驶量,提高了效率。 它还提高了员工安全性。
    • 展望
      AutoHaul™是通过协作创新以及先进的数字技术实现的新型解决方案,今后我们还将进一步提高其安全性和运营效率。

    课题

    实现铁路系统的自动化

    一直以来,力拓集团都是通过车头来带动超过200节的货车,从16个矿山出发将铁矿石运送到4个港口,行驶里程超过1,700公里。如果加上货物的装卸,从矿山到港口间的往返,全程大约需要花费40个小时。不仅如此,为了驾驶重载货物列车,司机需要每年驾驶汽车的总移动距离超过150万公里进行交接班。

    力拓集团铁矿石部门的Ivan Vella表示:“一直以来,实现包括皮尔巴拉这种偏远地区在内的大规模铁路网的自动驾驶,提高运营的安全性及效率都是我们面临的问题。”

    ※皮尔巴拉地区是澳大利亚和西澳大利亚州的9个地区之一

    解决方案

    力拓集团与日立铁路STS协作创新,改变重载货物运输的未来

    早在本项目开始之前,日立铁路STS就已经开始了关于自动驾驶的试验和研究。2010年,为了改善矿山铁路网全自动驾驶所需的信号、通讯仪器、列控系统及监视系统和自动化系统等,实现AutoHaul™,日立铁路STS与力拓集团达成合作,并为其提供了通讯系统及基础设施管理技术。在研发过程中,身处澳大利亚、美国、意大利和法国等各国的专家,将实验室设备等,均按照同一环境规格进行了调整,并开展研究。同时,通过开放性的信息共享,完成了这一全球首个系统。这一项目不仅是一个“技术创新项目”,也是多名专家克服时差,跨越国界,通过团结努力打造协作创新的项目。

    AutoHaul™在每趟列车上都安装了驾驶员模块,用来测量整趟列车的准确位置、速度和行进方向。这些信息通过互联网被自动发送到远在1,500公里之外,位于珀斯的中央管理中心。我们也对该管理中心的功能进行了改善,在铁路沿线设置了60台无线基站,用于自动控制和监视列车安全行驶。同时,还改良了40余处铁路平交道口,导入监控摄像头。

    通过列车自动驾驶系统(ATO)的界面软件,实现了完全自动驾驶下对列车的控制。此外,在铁路道口安装了保护装置,提高了安全性。Hi-Rail(检测铁路轨道的特殊装置)中不仅搭载了位置跟踪装置,还配备了为了确认前方安全而传达行驶许可位置信息等的自动列车防护装置。不仅如此,为了确保能够达到当地严格的通讯系统及基础设施技术监管标准,AutoHaul™的研发过程十分精密,并依据欧洲电工标准化委员会(CENELEC)的国际安全标准,获得了澳大利亚国家铁路安全监管机构(ONRSR)的认证。基于上述新技术,最终实现了高度的安全性及运营的高效化。

    ※截至2018年7月

    成果

    实现全球首个重货列车系统的自动驾驶

    2018年7月,装载着2.8万吨铁矿石的列车首次通过全自动驾驶,完成了从Tom Price矿山到兰伯特角港之间约280公里的行驶。以往司机交接需要花费20分钟的时间,使用AutoHaul™后,单程用时缩短了约1个小时。不仅如此,司机为了交接班,每年要开车移动150万公里,使用AutoHaul™后,省去了这部分移动距离,既改善了员工的工作方式,也提高了安全性。

    在西澳大利亚州的皮尔巴拉地区,这一世界最大规模的铁矿石产地,通过减少货车运行时间和司机的移动距离,从而实现了高效和经济的可持续性,这取得了巨大成果。

    来自力拓集团的Vella先生对项目给予了肯定,他表示:“这一项目的实现有效改善了生产效率,提升了系统的灵活性。”

    日立铁路STS公司产品经理Roslyn Stuart回顾说:“该项目成功的原因之一就是团队成员的存在。从2012年项目启动到现在,项目成员几乎没有发生变化。”力拓集团与日立铁路STS在今后也将继续协作创新,对系统进行进一步的改善。

    展望

    迈向货运铁路技术的新阶段

    不仅是对澳大利亚的企业,对于全球的企业来说,AutoHaul™已经成为铁路运营事业的一个标杆。这一长途重载货物运输列车的自动化,可以说已成为未来货运铁路发展中不可或缺的一项举措。

    日立铁路STS公司货运部门代表Michele Fracchiolla表示:“对于全球的运输和基础设施事业开发者来说,这是一个非常令人兴奋的挑战。如果能够在积累自动驾驶实际经验的同时持续进行研发,将会导致更进一步的系统集成。”

    力拓集团随后与日立铁路STS建立了战略合作伙伴关系,以进一步改进AutoHaul™。 AutoHaul™开发中的共同创造,已开启了货运铁路技术的新阶段。

    发布时间: 2020年3月(原文于2020年1月发布)
    解决方案负责人: 日立铁路STS公司