張 寧

中鐵十二局集團電氣化工程有限公司

簡述國產(chǎn)地鐵信號系統(tǒng)發(fā)展進程

張 寧

中鐵十二局集團電氣化工程有限公司

隨著國內(nèi)各城市地鐵的建設，國產(chǎn)信號系統(tǒng)開始嶄露頭角，本文針對國產(chǎn)地鐵信號系統(tǒng)的發(fā)展歷程進行簡述。

國產(chǎn) 信號系統(tǒng) 研發(fā)

1 前言

目前，我國各大城市的地鐵建設如同一股浪潮洶涌而至。地鐵作為一個大系統(tǒng)工程，設備系統(tǒng)是實現(xiàn)地鐵運營和管理功能的重要手段。隨著運營的精細化和需求的提高，地鐵的建設帶動了設備系統(tǒng)相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術水平的逐步攀升。

按照國務院([1999]20號文)和國家計委([1999]428號文)的有關規(guī)定，對引進的國外系統(tǒng)設備采取國產(chǎn)化對策，對于確保我國的技術發(fā)展具有重要意義，尤其是在地鐵領域中，國產(chǎn)化的重點對象是車輛和信號系統(tǒng)。

2 信號系統(tǒng)國產(chǎn)化意義

城市軌道交通項目建設中，信號系統(tǒng)的核心技術主要由國外供貨商掌握，主要設備依賴進口，因此在建設過程中，信號系統(tǒng)的技術談判難度大，建設方也很難掌握談判的主動性，而且給后期的運營維護很大的不便，例如操作界面為國外文字﹑調試數(shù)據(jù)需發(fā)回國外廠商分析等問題，都間接上增加了成本。

由國外廠家提供的設備，其昂貴的價格直接導致建設成本增加，設備的高度壟斷又給維修保養(yǎng)帶來一定的難度，一些備品備件及專用工具需原廠采購，都增加了運營維護成本。

根據(jù)國內(nèi)各大城市軌道交通工程的造價分析，信號系統(tǒng)約占總投資的3%～5%，實行信號系統(tǒng)逐步國產(chǎn)化方案，消化吸收國外先進技術，逐步達到基本國產(chǎn)化，不但可降低地鐵的建設﹑運營﹑維護成本，而且對推動我國信號技術及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

3 信號系統(tǒng)的發(fā)展簡述

3.1 國外信號系統(tǒng)概述

國外城市軌道交通信號系統(tǒng)應用和發(fā)展已經(jīng)歷五十余年，自上世紀六﹑七十年代投入至今，已形成固定閉塞﹑準移動閉塞和移動閉塞等多種制式的列車自動控制系統(tǒng)，并在歐美日本等發(fā)達國家得到廣泛應用。

土耳其安卡拉快線﹑英國道克蘭輕軌線﹑美國舊金山MUNI線﹑美國底特律客運線﹑美國紐約肯尼迪機場線﹑馬來西亞吉隆坡輕軌2號線﹑加拿大多倫多快線﹑英國朱比利線路等采用了泰雷茲公司信號系統(tǒng)設備。

倫敦北方線﹑倫敦中央線﹑泰恩威爾地鐵-機場線﹑奧特盧﹑馬得里﹑新加坡﹑澳斯陸地鐵1號及2號線等城市采用了英國西屋公司準移動閉塞系統(tǒng)設備。

紐倫堡無人駕駛系統(tǒng)﹑雅典地鐵1號線﹑紐約卡那西線﹑布那格2號線﹑巴黎地鐵﹑漢城地鐵2號線等采用了西門子公司信號系統(tǒng)設備。

東京都交通局新宿線﹑京王新宿站﹑東京地鐵日比谷線﹑大阪市交通局御堂筋線﹑JR西日本京都神戶線﹑神戶市交通局西神山手線﹑神戶新交通Port Island線／六甲Island線等采用了日立公司信號系統(tǒng)設備。

美國波斯頓﹑紐約﹑芝加哥﹑墨西哥﹑巴黎﹑馬里拉﹑伊斯坦布爾﹑漢城﹑倫敦﹑布魯塞爾﹑新加坡等城市采用阿爾斯通公司信號系統(tǒng)設備。

3.2 國產(chǎn)信號系統(tǒng)的起步

國內(nèi)列車自動控制技術的研究始于五十年代，1965年我國開始建設北京地鐵，同時啟動了地鐵信號系統(tǒng)研究設計工作。北京地鐵的正式開通運營，為我國自行開發(fā)﹑設計﹑制造地鐵信號系統(tǒng)設備提供了良好的平臺。八十年代末期，我國地下鐵道開始進行大規(guī)模建設，但由于我國信號系統(tǒng)設備技術水平和性能無法適應這一發(fā)展形勢，與國外先進的信號系統(tǒng)相比無論是在可靠性﹑穩(wěn)定性﹑功能和技術水平上均有較大差距。

在國內(nèi)進行研究工作的同時，對于引進國外系統(tǒng)進行技術上的消化和吸收，但國外供貨商對技術的保護非常嚴密。盡管國內(nèi)公司紛紛啟動立項，組建地鐵信號測試中心，開展ATS﹑ATP有關項目的研究。但這些工作進展比較緩慢，國內(nèi)很難集成一套完整的信號系統(tǒng)。

北京地鐵信號系統(tǒng)技術的發(fā)展基本可以反映我國的整體情況。北京地鐵一號線信號系統(tǒng)自1969年9月開始使用，信號系統(tǒng)設計時，以ATC系統(tǒng)為目標，并開展了大規(guī)模的科研開發(fā)工作，由于當時國內(nèi)元器件水平低﹑質量差，加之研發(fā)能力較弱，致使當時的信號系統(tǒng)僅落實在CTC﹑移頻軌道電路﹑機車信號﹑自動停車和繼電聯(lián)鎖的水平，以這樣的系統(tǒng)維持運營了近20年。在設備進入故障多發(fā)期后，北京地鐵一號線蘋果園至復興門段進行了信號系統(tǒng)的技術改造，除繼電聯(lián)鎖外，引進了英國西屋信號公司的ATS﹑ATP和10列車的ATO；后續(xù)的復興門至八王墳段采用了該公司的ATS﹑ATP 和ATO的地面設備，同時北京地鐵13號線﹑八通線采用了基于西屋公司的FS-2500和部分國產(chǎn)化的車載ATP。該部分國產(chǎn)化的車載ATP為北京交通大學與北京地鐵合作研制的LCF-100(DT)型列車超速防護車載設備，為國內(nèi)第一個具有自主知識產(chǎn)權的車載ATP系統(tǒng)，有力的推動了信號系統(tǒng)國產(chǎn)化。

3.3 國產(chǎn)信號系統(tǒng)成形

2000年后，我國北京﹑上海﹑廣州等一線城市客流急劇增長，為了緩解不堪重負的地面交通壓力，進入了地鐵建設高峰時期。然而國內(nèi)信號系統(tǒng)仍處于實驗室的研究探索階段，且信號系統(tǒng)關乎安全，根本無法及時投入到線路應用中。為了滿足當時的地鐵建設需要，各地紛紛引入了多家國外供貨商，最具有代表性的是阿爾斯通﹑西門子和泰雷茲(阿爾卡特)。

這一時期地鐵的建設，是消化吸收國外信號系統(tǒng)技術難得的機遇，國內(nèi)通過30余年運營經(jīng)驗的積累﹑國外技術引進和國內(nèi)技術水平的不斷增長，以及系統(tǒng)設計﹑工程實施的實際能力不斷提高，已基本具備了對不同水平信號系統(tǒng)實施國產(chǎn)化的工作。

在政策的支持下，面臨著巨大的市場前景，國內(nèi)信號廠家加快了產(chǎn)品研發(fā)速度。為實現(xiàn)國外系統(tǒng)的國產(chǎn)化，國內(nèi)廠家首先將國產(chǎn)化目標定位于相對簡單的ATS和CI系統(tǒng)。在這期間，在政策的引導下，國內(nèi)廠家與國外廠家組成聯(lián)合體進行投標，國內(nèi)通過邊消化邊吸收的形式，逐步研發(fā)自主的ATS和CI系統(tǒng)，例如卡斯柯﹑通號公司﹑鐵科院等，加速了信號系統(tǒng)國產(chǎn)化實質性和大幅的腳步。

隨著我國對國外先進移動閉塞系統(tǒng)的引進和使用，國內(nèi)逐步積累了系統(tǒng)的集成設計﹑系統(tǒng)的建設和運用的成熟經(jīng)驗，國內(nèi)主要信號系統(tǒng)廠商已具備自主研發(fā)CBTC移動閉塞信號系統(tǒng)的能力和基礎，關鍵設備研發(fā)取得了相應突破，部分信號廠商研究的系統(tǒng)設備也已進入試驗線測試階段。

3.4 國產(chǎn)信號系統(tǒng)成長

2008年北京軌道交通亦莊線﹑昌平線和房山線作為首批信號系統(tǒng)國產(chǎn)化示范線，裝備了具有完全自主知識產(chǎn)權的北京交控公司LCF-300信號系統(tǒng)和上?？ㄋ箍鹿綰rbalis888國產(chǎn)化信號系統(tǒng)。2010年亦莊線以國產(chǎn)CBTC系統(tǒng)開通，標志著我國自主研發(fā)的信號系統(tǒng)打破了國外廠商在此領域的壟斷地位，在保證系統(tǒng)安全運行的同時，也為國產(chǎn)化系統(tǒng)正式進入市場拿到必須的安全認證證書。

目前示范線裝備的國產(chǎn)信號系統(tǒng)運行良好，安全可靠性及其它運營指標完全可以媲美國外信號系統(tǒng)，為我國軌道交通裝備實現(xiàn)全面國產(chǎn)化奠定了堅實基礎。

除以上示范線路使用的兩家信號系統(tǒng)外，國內(nèi)開展CBTC系統(tǒng)研究的還有鐵科院﹑通號院﹑和利時，其產(chǎn)品的研發(fā)進展相對稍晚，其中通號院FZL300型信號系統(tǒng)系統(tǒng)硬件平臺已通過安全認證并取得相應安全證書，并在北京在建地鐵線路上進行運營驗證。而鐵科院MTC-I型CBTC系統(tǒng)部分目前也已完成全系統(tǒng)設計，并與廣州地鐵合作進行運營實際驗證?？ㄋ箍伦灾餮邪l(fā)的iCMTC CBTC系統(tǒng)已經(jīng)通過國外權威安全評估機構的SIL 4級安全認證，和利時的CBTC信號系統(tǒng)也已經(jīng)通過相關安全等級認證，正在尋求實際線路進行運營驗證。從目前進展來看，四套系統(tǒng)已具備上線運營能力，但其可靠性﹑安全性尚未完全得以實踐檢驗。

從系統(tǒng)國產(chǎn)化情況來看，北京交控公司LCF-300型信號系統(tǒng)國產(chǎn)化率可以達到90%以上，包括整套系統(tǒng)硬件﹑軟件及系統(tǒng)服務；上?？ㄋ箍鹿緡a(chǎn)化信號系統(tǒng)仍然有部分產(chǎn)品特別是核心計算機設備﹑關鍵安全及通信軟件﹑無線網(wǎng)絡設備等需要依賴其技術支持方法國阿爾斯通公司的支持，國產(chǎn)化率仍有待提高。

4 國產(chǎn)信號系統(tǒng)展望

北京交控公司國產(chǎn)信號系統(tǒng)在示范線開通后，應用在地鐵7號線﹑14號線也已開通運行，近年來在國內(nèi)各個城市中也中標多條線路，引領了國內(nèi)信號系統(tǒng)正式進入市場應用階段。

5 結束語

未來幾年，隨著通號院﹑鐵科院試驗線路的開通，以及卡斯柯﹑和利時公司的線路進入試驗，國產(chǎn)信號系統(tǒng)在地鐵建設中占據(jù)技術和市場主導地位將指日可待。

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