自動運転の体験はクールで、将来的には多くの交通アルゴリズムが登場するだろう

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若い観客が自動運転車「ファントム」を体験

鉄道交通はいつ無人運転時代を迎えるのでしょうか？新エネルギー車は電気からよりクリーンな水素燃料を使用するものに発展できるのでしょうか？生活必需品の一つとして、中国人の移動方法は科学技術の発展とともに大きな変化を遂げています。 2018年国家科学技術週間と北京科学技術週間は昨日2日目を迎えました。「未来の交通」を代表する多くの技術や製品が発表され、「未来の交通」のインテリジェントな一面を垣間見ることができました。

自動運転

高速鉄道と地下鉄は完全自動運転を実現できる

第4展示ホールのスマート交通モジュールでは、高速列車の先頭にある模擬運転コンソールが多くの子供たちの注目を集めました。子供たちはコンソールのジョイスティックを操作して、列車の走行速度を前後に調整し、高速列車の運転手に変身して高速列車を運転する感覚を体験するために競いました。高速列車の運転台を再現したこのレプリカには、さまざまな操作ボタンが一つずつ配置されています。正面の壁には電光掲示板があり、列車が走行するにつれて、急速に現れる線路、両側の柱、急速に遠ざかる建物など、前方の景色が映し出されます。

見た目は目立たないですが、このシミュレーション運転コンソールには素晴らしい背景があります。これは、北京交通大学鉄道輸送管理・安全国家重点研究室、米国と英国の鉄道輸送分野の専門家チーム、中国中車集団有限公司、中国鉄道設計集団が共同で開発した。最も重要なのは、この運転コンソールが高速鉄道の自動運転のための新しいヒューマンマシンハイブリッド制御モードと学習制御に基づく高速列車の省エネ運転のための最適化された制御方法を採用していることです。全自動運転モードにおける緊急時の対応手順とヒューマンファクター構成ソリューションを備えており、我が国を国際高速鉄道の自動運転のリーダーにしています。

前述の制御システムと構成図を導入するだけで高速鉄道の自動運転が可能になることを、職員が子どもたちにわかりやすく説明しました。 「つまり、車両はバックグラウンドプログラムによって完全に自動制御され、運転中に過度の人間による制御を必要としません。これは、車両にインテリジェントな「頭脳」を搭載し、車両の運転状況をリアルタイムで自動診断できるのと同じです。たとえば、上り坂を走行する場合、車両は上り坂の状態を検知し、自動的に一定の牽引力を増加させます。下り坂の状態であれば、それに応じて牽引力を減らして、全体の操作プロセスをスムーズに保ち、人間による加速や減速を必要とせず、乗客はより快適に座ることができます。」この高速鉄道の自動運転技術は、車両運行の安全性を確保し、ヒューマンエラー操作を最小限に抑えることができます。現在、この技術は北京・上海線の一部区間でテストされている。

高速鉄道シミュレーション運転プラットフォームからそう遠くないところに、延芳線無人運転インタラクティブ体験プロジェクトもあります。延芳線は我が国が独自に開発した初の全自動運転実証鉄道輸送路線です。交空科技のマーケティングマネージャーである孫伯奇氏は、無人運転車は人的資源を約30～40％削減できるだけでなく、さらに重要なことに、安全性を大幅に向上させることができると述べた。 「列車が駅を出発するたびに、まずさまざまなテストを受けなければなりません。以前は、これらのテストは手動で完了する必要があり、時間がかかり、フォールトトレランス率がありました。現在、無人システムで自動検査を完了できます。30を超える自己検査項目を手動で完了するには、以前は1時間以上かかっていましたが、現在は10分しかかかりません。」輸入システムと比較して、Jiaokong Technologyが開発した完全に独立した知的財産権を持つ全自動運転システムは、国内の運転習慣に基づいており、通信技術、制御技術、ネットワーク技術などの新しいテクノロジーにおける我が国の優位性を活用しています。車両、総合監視、放送、CCTVなどのさまざまな関連分野を統合および最適化し、車両地上伝送ネットワークによるインテリジェントで自動化された連動制御と多専門データの総合的な搬送を実現し、鉄道輸送業界の技術設備レベルを全面的に向上させます。 「将来的には、すべての地下鉄路線が無人運転の方向へ発展するだろう。これは国際的な潮流でもある」と孫伯奇氏は語った。

無人配送物流車両

清華大学キャンパスに定住

物流配送車両も「無人化」されている。北京智星哲科技有限公司が独自に開発し、第3展示ホールに展示された無人配送物流車両は、オフィスパーク、工業団地、観光地、キャンパスなどの限られたシーンで「ラストワンマイル」配送を自力で完了できる、四角くてかわいらしい外観の白いトラックです。

「この物流車両は時速5000メートルで走行します。レーザーレーダー、ミリ波レーダー、カメラを搭載しており、周囲の状況を迅速に把握し、即座に対応することができます。」現場の担当者によると、この低速自動運転物流車両「Wobida」には、智星浙が独自に開発したAVOSシステムが搭載されており、マルチセンサー適応融合アルゴリズム、環境認識アルゴリズム、経路計画アルゴリズム、独自の制御アルゴリズムを使用して、インテリジェントな配送と輸送のニーズを満たしています。

「当社は主に中枢意思決定システム、つまり『頭脳』を作っています。例えば、あらゆるものを見て、聞いて、道を譲るか止まるか、迂回するか引き返すかなどを識別して判断する必要があります。『頭脳』が判断した後、車両を制御してこれらのコマンドを実行します。」この無人配送物流車両は最近、清華大学図書館で中国図書館史上初の図書館間無人車両書籍輸送ミッションを完了し、JD.comや多くの電子商取引物流の配送シーンでも運用されています。

「清華大学には図書館がたくさんあり、学生は通常、一番近い図書館に本を返却するため、本を元の場所に戻すために整理する必要があります。以前は、図書館には本の運搬を担当する専任のスタッフがいて、非常に重労働でした。今では、この物流車両があれば、図書館のスタッフは本を車両に積むだけで、車両が図書館Aから図書館Bまで自動で走行し、そこでスタッフが本を取り出します。最後に、物流車両が指定された場所まで自動で走行し、駐車します。」メーカーの担当者は、清華大学に加えて、無人配送物流車両は北京の2番目の大学である人民大学にも速達で入庫していることを明らかにした。

電気自動車

ライブショー「ワイヤレス充電」

現在、新エネルギー車は、その省エネ性と環境に優しい性能と政府の積極的な推進により、ますます人気が高まっています。この過程では、電気自動車のバッテリー寿命と充電の利便性が、市場を占有できるかどうかの重要な要素となります。科学技術週間第一展示ホールの入り口からそう遠くないところに電気自動車があります。一見すると普通の車と何ら変わりませんが、よく見てみると、車の底にある充電装置がとても神秘的であることがわかります。これは配線を必要としないワイヤレス充電車であることがわかりました。

中国科学院電気工学研究所のエンジニア、タオ・チェンシュアン氏が北京青年報の記者にワイヤレス充電の仕組みを説明した。この電気自動車の尾部の下に赤いコイルが取り付けられています。車の後方約 20 センチメートルの地面に、電源に接続された別の青いコイルがあります。車両を充電位置に駐車し、電源をオンにした後、携帯電話のアプリの充電ボタンをクリックします。地上送信端のコイルと車両後部のコイルとの間の電磁誘導により高周波磁場が生成され、エネルギーは車両後部の車載受信端を介して直流に変換されます。車載受信端はワイヤーを介して車両のバッテリーに接続され、車のバッテリーを充電します。

「この地上送信機は地中に直接埋めることができます。完全に密閉されており、電気が漏れることがなく、安全性が保証されています。同時に、気象条件の影響を受けません。充電するとき、車の所有者は以前のように車から降りて手動で充電ガンを差し込む必要はありません。」タオ・チェンシュアン氏は、このワイヤレス充電デバイスの急速充電には1時間しかかからず、低速充電には約6〜7時間かかり、通常の有線充電ガンとほぼ同じ充電時間であると述べました。充電車両受信機は車に直接取り付けることができ、使いやすいです。 「この技術は将来を見据えたものです。現在話題になっている自動運転技術を考慮すると、この充電スタンドは自動運転車の充電にも使用できます。」

タオ・チェンシュアン氏は北京青年報に対し、これは彼の研究チームが10年近くかけて開発してきた製品だと語った。自動車のワイヤレス充電技術は約5年前に導入され、さまざまなテストと改良を経て、充電の信頼性と安定性が大幅に向上しました。 「現在、北京ではこのワイヤレス充電設備を使用している電気自動車が20台あり、将来的には産業化と利用を推進する予定だ」とタオ・チェンシュアン氏は語った。

水素燃料電池

新エネルギー車の未来

電気が新エネルギー車の現在であるならば、水素燃料は新エネルギー車の未来です。水素燃料電池は、化学元素の水素を使用して、エネルギーを蓄える電池を作成します。その原理は、水の電気分解の逆反応です。これは、車両の使用段階でのゼロエミッションとライフサイクル全体にわたる低排出を実現するための重要な技術的ソリューションであると考えられており、自動車業界における将来の技術競争の最高峰です。そのため、科学技術週間で発表された水素燃料電池エンジンは、自動車分野の多くの専門家の注目を集めました。

「これが当社の第3世代水素燃料電池エンジンで、その隣にあるのは圧縮ガス水素システムです」。北京に拠点を置くSinoHytecの営業部長、張玉泉氏は、広州の新エネルギー車メーカーに対し、同社の第3世代水素燃料電池エンジンは世界をリードするドライフィルム技術とモジュール設計を採用し、燃料電池スタック、水素供給循環システム、空気供給システム、水と熱の管理システム、電子制御システム、データ収集システムの6つの主要部品を統合していると紹介した。同社はまた、システムのエネルギーフローを制御することで水素燃料電池エンジンの耐用年数を大幅に延ばし、商用車の多様なニーズを満たす数々の特許技術を開発しました。この製品は現在、国内の大型・中型バス、物流車両などの水素燃料電池自動車に採用されています。 「当社の製品は北京オリンピック、上海万博、シンガポールユースオリンピックなどの主要イベントで採用され、次は北京冬季オリンピックにも採用される予定です。当社の動力システムを搭載した車両2モデルが間もなく張家口公共交通に納入され、運行を開始します。今年は張家口の4つの地区に4つの水素燃料補給ステーションを建設します。将来的には張家口の19の地区と県すべてが水素燃料補給ステーションで完全にカバーされるでしょう」と張玉泉氏は誇らしげに語った。

小型ファミリーカーへの水素燃料電池の応用について、張玉泉氏は「当社は技術的蓄積があり、研究開発を開始している。できるだけ早く日本のトヨタの技術に追いつき、あるいは追い越したいと考えている」と述べた。

現場で

「私の車はワイヤレスで充電できますか？」

中国科学院電気工程研究所が開発したワイヤレス充電車は、多くの電気自動車所有者の羨望の的となっている。 「ワイヤレスで充電できるの？」「どうやって充電するの？」「こんな装置を車に搭載できるの？」観覧者の中には、好奇心旺盛な小学生や一般市民もいて、新技術に魅了されていた。

陳さんと息子さんもワイヤレス充電に魅了された観客の一人でした。彼女の家族はまだ従来のガソリン車を使用していますが、彼女は新エネルギー車にも強い関心を持っており、スタッフにワイヤレス充電の原理について質問し、多くの質問を投げかけました。 「子どもを連れて行ったので、子どもが理解しているか確認する必要がありました。この技術は非常に興味深く、従来の充電ステーションよりもはるかに簡単だと感じています。」

朝陽区の陳さんは自宅に純電気自動車を所有しており、ワイヤレス充電技術に強い関心を抱いている。車の後部にしゃがみ込み、20分間充電設備を見つめていた。タオ・チェンシュアンの紹介を聞いた後、彼は思わず親指を立ててエンジニアの電話番号を残しました。 「私の車はこのワイヤレス充電装置を使えるだろうか？」これが彼が最も気にしている質問だ。

すぐ近くの高速鉄道シミュレーション運転コンソールの前では、人民大学付属高校実験小学校の3年生4人が楽しい時間を過ごしていた。楊浩進がこのような模擬高速鉄道制御盤の1対1のレプリカを見るのはこれが初めてだった。「冬休みに高速鉄道に乗って山東省の祖母の家に戻りました。とても速くて安定していました。母は高速鉄道は中国の『新4大発明』の一つだと言っていました！」彼と友人たちはコンソールのジョイスティックを前後に操作した。前に押すと加速し、下に引くと速度が一定になり、さらに下に引くとブレーキがかかる。ダッシュボードには異なる速度が表示され、コンソールの前の電子ディスプレイ画面で景色が遠ざかる速度もそれに応じて変化する。

「いや、速すぎますよ。今の高速鉄道の速度は350くらいです！」クラスメイトたちがジョイスティックを前に押し続けて、運転速度が時速400キロを超えているのを見て、ヤン・ハオジンはちょっと不安を感じずにはいられませんでした。彼はジョイスティックを引き、速度を少し落としました。大画面に映し出された風景がどんどん遠ざかっていくのを見て、彼は振り返って友人に言った。「よし、このままの速度で運転しよう」。楊浩進さんは北京青年報の記者に、自分が学んだことを披露した。「ほら、『右ドアを開ける』ボタンを押すと、電車の右ドアが開きます。『バグパイプ』ボタンを押すと、前方の線路にいる鳥を追い払います。とてもかっこいいですね。高速鉄道の運転手になったみたい！」彼はすでにスタッフの指導のもと、この模擬高速鉄道の運転方法を習得しており、まるで小さな運転手のようだった。

鉄道輸送のエントリー

自動運転車の時代

中国の「新四大発明」の一つであり、中国の新たな名刺である高速鉄道は、過去10年間にわたり中国人の旅行に大きな変化をもたらした。 2017年現在、全国の鉄道網の営業距離は12万7000キロに達し、そのうち高速鉄道網の営業距離は2万5000キロを超えている。中国の高速鉄道は世界の高速鉄道の66％を占めている。

しかし、新たな技術革命の波の中で、中国はどのようにして高速鉄道の優位性を維持できるのだろうか。中国工程院院士で中国鉄道総公司総経理の特別技術顧問である何華武氏は最近、高速鉄道の営業距離の増加に伴い、高速鉄道は将来、必然的に2つの方向に発展するだろうと述べた。1つはインテリジェント化であり、もう1つは低真空管（トンネル）磁気浮上高速鉄道技術である。情報面では、中​​国の高速鉄道はすでに第一歩を踏み出している。現在、わが国は珠江デルタの東莞・恵州間と仏山・肇慶間の2つの都市間鉄道で時速200キロメートルの自動運転列車の運行を開始しています。現在建設中の北京・張家口高速鉄道は、北京・天津・河北の都市間鉄道ネットワークの重要な一部です。中国鉄道総公司の目標によると、北京・張家口鉄道は将来、「高品質プロジェクト、インテリジェント北京・張家口」に構築される予定です。何華武院士は、時速300～350キロの高速列車の自動運転技術は世界でまだ空白であると明らかにした。現在開発と検証が進められており、将来的には北京・張家口高速鉄道で初めて使用される予定だ。

同様に、4か月以上にわたって試験運行され、乗客を運んでいる延坊地下鉄線は、中国が世界で4番目に鉄道輸送の全自動運転技術を有する国になったことを示し、正真正銘の「国産ブラックテクノロジー」である。将来的には、無人運転車は北京地下鉄の「標準構成」となり、全国的に推進・適用されることになる。北京地下鉄3号線、12号線、17号線、19号線、新空港線はいずれも全自動運転システムを採用する。国家発展改革委員会工業部機械部長はかつてこう語った。「無人化は鉄道輸送の発展方向だ。今後、北京の新たな鉄道輸送建設では自動運転システムが導入されるだろう。」

地下鉄や高速鉄道の先頭車両に座って運転手の運転を眺める時代は終わりつつあるのかもしれない。 （記者 雷佳、江若静、彭小飛）