城市轨道交通列车运行控制系统维护成果

基于通信的列车运行控制（Communication-Based Train Control，CBTC）系统，是支持移动闭塞的列车运行控制系统。近年来，随着通信技术的发展，尤其是无线通信、计算机网络技术和数字信号处理技术的迅速发展，信号系统的冗余、容错技术完善，在信号这个传统领域为CBTC的发展奠定了基础，CBTC系统已逐渐被信号界所认可。

CBTC系统应用中的关键技术是双向无线通信系统、列车定位技术、列车完整性检测等，IEEE将CBTC定义为：“利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。”定义中指出CBTC中的通信必须是连续的，这样才能够实现连续自动列车控制，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线都可以实现车、地双向信息的连续传输。

借助先进的列车定位技术、安全处理器技术和无线通信技术，使得CBTC与传统基于轨道电路的列车控制系统相比，具有以下优点：

（1）系统提供车-地间双向信息传输通道，实现对列车的闭环控制，大大提高了列车运行的安全性。

（2）调度系统分级化，行车指挥手段按照行车需求可进行切换。各级调度指挥系统不间断对整个行车过程进行监控，保证了列车安全可靠运行。

（3）车站控制中心依据列车状态及前车状态，获得最佳区间通过能力，减少列车在区段内运行时不需要的加速、制动，增加旅客乘坐的舒适度。

（4）区段内所有运行列车的各种参数自动的发给各种管理系统，从而可以避免对参数的漏键、错键、迟键和其他认为的错误，将以上控制和管理紧密结合，实现铁路信息化。

（5）减少沿线信号设备，涉及信号设备主要集中在车站及列车上，减轻设备维护和管理的工作量及劳动强度，受环境影响小。

（6）可以实现移动闭塞。

基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统，在我国也已运用于城市轨道交通；而基于无线（Radio）通信虚拟闭塞的CBTC系统，已经在国外多个城市轨道交通中被采纳，我国某些大城市的城市轨道交通也已经选用这种制式。

案例分享

信号系统设备的国产化状况

城市轨道交通的信号系统设备集行车指挥控制和列车运行控制于一体，是一个综合的一体化的列车运行自动控制系统，要求系统设备具有高安全性和高可靠性，专业性质强。

随着我国科学技术的发展，国内基于准移动闭塞制式的ATP的研究成功，基于CBTC列车控制系统的开发，以及国外列车控制系统的引进及借鉴，我国已掌握了列车自动监控、列车自动防护及列车自动驾驶等现代信号的基本技术，具备了一定的列车自动控制系统集成经验，积累了较多引进国外现代信号系统并进行工程设计的经验，也具备了完整的现代信号系统建设和成熟的运用经验，我国的信号系统的技术水平与国外先进信号技术的差距正在逐步缩小。

特别是近年来，随着我国轨道交通进入快速发展期，国内厂家积极研制开发CBTC移动闭塞系统，目前北京交通大学、通号公司、卡斯柯公司、铁道部科学研究院等单位都已开发出或正在开发国产的具有完全自主知识产权的CBTC移动闭塞系统，随着2010年底具有完全自主知识产权的北京交大LCF-300型CBTC系统在北京亦庄线的顺利开通应用，标志着信号系统国产化水平迈入新的阶段，国内其他厂家的产品目前正处于研发或上道试验阶段，根据各厂家的产品开发及推广计划，预计3年内将陆续应用于工程。

1.北京交控CBTC信号系统

城轨LCF-CBTC系统是由北京交通大学开发研制，具有自主知识产权，目前已在北京亦庄线成功应用，系统采用基于无线扩频的移动闭塞技术，通过自由空间无线传播或波导管无线车地通信手段来实现列车控制的信号系统。

亦庄线信号系统是北京市政府采用国家“首台套”政策实施的第一条国产ATC系统的示范工程，CBTC系统是以指定的北京交通大学自主开发的ATP/ATO系统作为核心技术进行深度集成，同时经招标确定的卡斯柯信号有限公司的计算机联锁（CBI）、列车自动监控（ATS）和维护支持（MSS）系统。核心技术供应商北京交通大学主要负责ATP/ATO设备、DCS的车地无线系统设备的供货，系统设计以及系统接口的技术负责，同时负责系统的综合调试技术牵头等。

在亦庄线项目中，卡斯柯信号有限公司负责信号系统的集成，其中包括国产ATS和CI设备供货、项目管理、安全管理、接口管理、供货范围内的调试与综合调试组织管理等。

2010年12月底，亦庄线作为国内首个信号系统移动闭塞国产化项目顺利开通，信号系统全部采用国产设备，除国内不能制造的少部分硬件设备外，其他全部实现国产化。通过半年来的试运营，在亦庄线实施的交大CBTC信号系统实现了列车运行安全和运营组织的要求。(www.xing528.com)

2.通号公司CBTC信号系统

通号公司基于交叉感应环线的移动闭塞FZL200型ATC系统已完成开发和在唐山磁悬浮现场功能测试和运营试验，并通过住建部技术审查和验收。

基于无线通信的移动闭塞FZL300型ATC系统与CBTC-IL系统同平台开发，已完成点式ATP的开发，目前正在进行基于无线传输的系统的升级开发。

3.卡斯柯CBTC信号系统

卡斯柯除与阿尔斯通公司联合引进实施的Urbalis国产化系统外，卡斯柯正在自主研发iCBTC系统，iCBTC由iTC100、iLOCK、iTS500、MSS、DCS五个子系统构成。除正在研发的iTC100子系统处于研发阶段外，其他4个子系统均有成功的应用经验。

目前卡斯柯自主研发iCBTC系统设备处于安全认证阶段， 2013年进入工程应用阶段。

4.铁道部科学研究院CBTC信号系统

铁道部科学研究院的国产MTC-I型CBTC系统是完全自主研发的完整CBTC系统，由六个子系统构成：FZy型ATS子系统、TYJL型计算机联锁子系统、TYJL轨旁ZC设备、TKCG型2乘2取2冗余架构的车载VOBC、基于SDH同步数字体系骨干通信网和802.11g车地无线通信网构建DCS子系统、TJWX型计算机监测子系统。

2010年5月该系统在铁科院环行试验基地成功进行关键功能验证试验，系统性能初步得到验证。

该系统2010年7月在广州1号线进行工程试验，2010年12月完成全部测试工作， 2011年6月完成产品安全认证工作，计划依托广州地铁七号线建设，开展工程化应用。

各厂家自主研发产品均在按计划进行中，但由于目前只有北京交通大学一家的系统能提供完整的具有自主知识产权的基于通信的移动闭塞ATC系统的能力，完全由多家国产设备供货商竞争格局还尚未形成，势必存在由国内外厂家共同竞争局面，致使信号系统引进的态势仍在继续。

目前国外移动闭塞信号系统主要供应商包括德国西门子、法国阿尔斯通、加拿大泰雷兹、美国的USSI和日本日立公司等，并且主要的轨道交通信号系统设备的供货商在国内均取得了项目合同。由于国内轨道交通市场的巨大潜力，同时由于国家对轨道交通机电系统国产化率的强制要求，为有效地降低设备造价，提高自身的市场竞争力，各国外系统供货商在国内都已已采取了相应的措施，对所取得项目的信号系统设备采取国产化措施。

泰雷兹公司与其合资公司上海贝尔阿尔卡特、北京泰雷兹自动化有限公司、铁道科学研究院等合作，实现其CBTC系统设备的生产、项目管理、联合开发和技术服务等全方位的国产化。

西门子公司与其在国内的合资公司西安西门子信号有限公司、中国铁路通信信号总公司、南京14所等合作实现其系统设备的国产化。部分系统设计、系统设备组装、检验、现场服务等可由国内的合资公司完成。

阿尔斯通公司与其在国内的合资公司卡斯柯信号有限公司、中国铁路电气化集团等合作实现其系统设备的国产化。除系统设计、系统组装、工程服务外，ATC系统中联锁子系统、ATS子系统可完全由卡斯柯公司负责提供，并且，完整ATC系统的质量检测、验证可在国内完成。

USSI公司与杭州浙大网新合作，对其CBTC系统实施国产化。联锁系统硬件可转让国内信号工厂生产，ATS子系统通过授权转让方式实现国产化，系统设计、组装、服务等多数可实现国产化，浙大网新全面参与系统应用软件的软件编制工作并做大量的客户化工作，承担系统数据软件的编制工作。

日立公司与交大微联合作，ATS子系统和联锁子系统由国内公司提供，ATP/ATO核心技术由日方提供，实现了技术服务的国产化。

国外移动闭塞信号系统主要供应商信号核心部分主要以引进为主外，其他配套系统、设备和材料均为国内采购，主要包括车辆段计算机联锁设备、微机监测和远程报警系统、智能化信号电源设备、UPS电源、继电器及继电组合柜、接口柜、车站紧急控制盘以及站台紧急停车按钮、发车指示器、室外信号机、转辙机、信号电缆、通信电缆、光缆、各种接续线、连接箱盒等。