互聯(lián)互通引領(lǐng)城軌交通信號系統(tǒng)新時代訪中國城市軌道交通協(xié)會專家和學(xué)術(shù)委員會副主任李中浩

本刊記者〡

我國全自主CBTC信號系統(tǒng)的重慶地鐵5號線互聯(lián)互通試運行成功，具備互聯(lián)互通條件，標志著首條中國標準的互聯(lián)互通的城市軌道交通線路即將誕生?；ヂ?lián)互通的定義是什么？它在城軌交通領(lǐng)域的出現(xiàn)又意味著什么？本刊記者專訪了中國城市軌道交通協(xié)會專家和學(xué)術(shù)委員會副主任李中浩，請他解讀城軌交通互聯(lián)互通的CBTC系統(tǒng)示范應(yīng)用項目。

率先具備互聯(lián)互通，是機遇也是挑戰(zhàn)

重慶地鐵5號線互聯(lián)互通研發(fā)團隊是重慶軌道交通集團牽頭，由交控科技股份有限公司、中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所、中國鐵路通信信號股份有限公司、浙江眾合科技股份有限公司四家供應(yīng)商單位所組成的。這四家供應(yīng)商單位共同承擔(dān)了重慶地鐵二輪建設(shè)工程的信號項目，包括地鐵4號線、5號線、10號線及環(huán)線，共計168公里。這168公里的信號系統(tǒng)是按互聯(lián)互通統(tǒng)一標準進行招標和實施的，意味著四條線路的列車可實現(xiàn)跨線運行，乘客前往部分站點，不用換乘就能直達目的地。比如，從線路上來看，重慶北站北廣場到重慶西站需要換乘，如果實施跨線運行，10號線列車就能直接跨線到環(huán)線行駛，直達重慶西站。從重慶地理環(huán)境來看，本身就迫切需要互聯(lián)互通的城市軌道交通；利用二輪建設(shè)工程實現(xiàn)互聯(lián)互通，是研究CBTC互聯(lián)互通信號系統(tǒng)的最佳機遇。

互聯(lián)互通的定義是指同一列車能從本線通過聯(lián)絡(luò)線，在不停車和不改變駕駛模式的情況下到達另一條線，且能在另一條線上正常載客運營。通俗來說，就是地鐵列車可以“讀懂”其他線路的信號，從這條線跑到另外一條線路?！盎ヂ?lián)互通”這四個字看似簡單，實際上卻是很大的挑戰(zhàn)。過去，地鐵的信號系統(tǒng)各自為戰(zhàn)，經(jīng)常是一條線一個信號系統(tǒng)，各個廠家的信號系統(tǒng)都不一樣。由于不同地鐵線路車載信號設(shè)備與地面信號設(shè)備間無法“交流”，就好像一個說中文，一個說英文。李中浩分析挑戰(zhàn)時強調(diào)，假如一列車六節(jié)編組、兩分鐘行車間隔、70至80公里的運行速度、每列車容納近2000名乘客，一旦出現(xiàn)信號不可靠或者不準確，后果將是災(zāi)難性的，因此，信號系統(tǒng)的互聯(lián)互通是世界性難題。

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化以后，如果能夠?qū)崿F(xiàn)跨線運行將能大大提高運輸效率，在網(wǎng)絡(luò)化運營時，如果僅僅是通過換乘實現(xiàn)互聯(lián)互通，就需要乘客不停換乘。此次重慶互聯(lián)互通項目共規(guī)劃了四個跨線點，直接連接了郊區(qū)與中心城區(qū)，期望通過互聯(lián)互通和快慢車開行的方式，實現(xiàn)列車可跨線直達目的地，提高運營效率，實現(xiàn)資源共享，方便乘客，節(jié)約成本。

李中浩與專家組見證互聯(lián)互通現(xiàn)場測試

全自主化信號系統(tǒng)，是示范也是創(chuàng)新

在國家發(fā)展改革委和中國城市軌道交通協(xié)會的大力支持下，重慶軌道交通互聯(lián)互通項目先后被列為協(xié)會和國家示范項目。在重慶軌道集團的領(lǐng)導(dǎo)下，四家供應(yīng)商通力合作，規(guī)范技術(shù)接口，統(tǒng)一設(shè)計原則，制定CBTC信號系統(tǒng)互聯(lián)互通的相關(guān)規(guī)范，并通過示范工程加以驗證，從而攻克了CBTC信號系統(tǒng)的互聯(lián)互通的主要技術(shù)難點。

城市軌道交通互聯(lián)互通在國內(nèi)外已有探索和研究，而重慶軌道交通基于統(tǒng)一規(guī)范和標準，由四個供應(yīng)商同步開展CBTC互聯(lián)互通工程項目，尚屬世界首例?，F(xiàn)重慶地鐵5號線已基本完成空載試運行，將擇機在工程能夠提供共線試運營時進行共線載客試運營，并計劃于2018年底實現(xiàn)重慶地鐵二輪建設(shè)項目跨線運營。李中浩介紹，在國外，按照互聯(lián)互通架構(gòu)做的只有法國巴黎地鐵1號線和4號線，但是只是做到了移動設(shè)備共享，并沒有實現(xiàn)跨線運行。

國家示范工程其核心是創(chuàng)新，為其他城市的CBTC互聯(lián)互通做出示范，同時使中國標準的CBTC互聯(lián)互通成果達到世界先進水平。據(jù)李中浩介紹，互聯(lián)互通在技術(shù)層面上的規(guī)范接口，包含車載設(shè)備與地面設(shè)備之間的通信接口，車載電子地圖等。目前，我國地鐵的信號系統(tǒng)基本上是基于通訊的列車控制系統(tǒng)（CBTC），因此在實現(xiàn)互聯(lián)互通的過程中就要求通訊平臺的一致。我國互聯(lián)互通的CBTC系統(tǒng)采用基于1.8G專用頻段制定的中國標準的LTE-M制式。要做到互聯(lián)互通，無線通信平臺的互聯(lián)互通是基礎(chǔ)，這是一項非常細致的工作，需要精確到每一個比特和所有的時序。如果信號系統(tǒng)不是自主化產(chǎn)品，必然不能做到互聯(lián)互通，因為只有具備自主化的軟件編程能力和工程能力才真正掌握編碼的核心層。李中浩強調(diào)，目前參與CBTC互聯(lián)互通項目的四家信號供應(yīng)商均可提供全自主化的系統(tǒng)，目前具有全自主化產(chǎn)品的信號供應(yīng)商粗略估計有13家，包括一些中外合資企業(yè)。

李中浩等與英國安全專家交流

大力推行規(guī)范制定，是標準化也是國際化

2015年，工業(yè)與信息化部發(fā)布《關(guān)于重新發(fā)布1785-1805MHz頻段無線接入系統(tǒng)頻率使用事宜的通知》，明確城市軌道交通車地?zé)o線通信可以使用1.8G頻段。隨著《通知》的發(fā)布，全國城軌交通行業(yè)的LTE車地?zé)o線建設(shè)開始加速。目前，全國城市軌道交通基本上均使用1.8G專用頻段、LTE-M制式，這為互聯(lián)互通提供了優(yōu)秀的基礎(chǔ)條件，也是世界各國同行特別羨慕的。在LTE-M的基礎(chǔ)上制定互聯(lián)互通規(guī)范，能夠構(gòu)建強壯的產(chǎn)業(yè)鏈。

標準化是實施科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的優(yōu)質(zhì)路徑，也是自主創(chuàng)新能力提升的重要技術(shù)支撐。大力推行團體規(guī)范制定，進而形成行業(yè)標準、國家標準乃至國際標準，是互聯(lián)互通項目國際化的必由之路，重慶軌道交通互聯(lián)互通研發(fā)團隊也是這樣做的。CBTC互聯(lián)互通規(guī)范，始于2014年，起步時是12個規(guī)范，隨著重慶互聯(lián)互通項目的推進，目前增加至17個，包括整體架構(gòu)、功能分配、電子地圖、風(fēng)險分析、總體、接口、測試、工程等；LTE-M有5個規(guī)范19個部分。每一個規(guī)范都包含研發(fā)團隊頗多心血，規(guī)范在工程的實踐與驗證中不斷修正，目前已通過專家評審。專家普遍認為互聯(lián)互通的17個規(guī)范可以形成征求意見稿，廣泛征求意見，在征求意見修改以后力爭2018年上半年發(fā)布。

隨著互聯(lián)互通標準制定工作的穩(wěn)步推進，CBTC系統(tǒng)的互聯(lián)互通必將成為今后城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展方向，會對信號系統(tǒng)的國際化起到一定的推動作用。

互聯(lián)互通或成標配，是商業(yè)價值更是家國情懷

在交談過程中，家國情懷是李中浩提及最多的詞。日夜加班、兩班輪流，四家供應(yīng)商愿意一起奮斗，成為“一根繩子上的螞蚱”，除了合同所致，更多的就是家國情懷，以國家利益和業(yè)主利益為制高點，合力攻堅世界難題。

據(jù)了解，2013年以前，國內(nèi)地鐵信號系統(tǒng)大部分為國外供應(yīng)，沒有自主知識產(chǎn)權(quán)?；ヂ?lián)互通項目啟動于2014年，那時候的四家供應(yīng)商除了交控科技，其他三家有的有線路但尚未開通，有的有產(chǎn)品還未有線路。而到了招標的2016年，他們不僅擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，還占據(jù)了我國城軌交通信號系統(tǒng)的半壁江山。此外，一些中外合資企業(yè)（如卡斯柯、上海電氣泰雷茲等）也積極參與CBTC互聯(lián)互通規(guī)范的制定，推出各自擁有自主知識產(chǎn)權(quán)CBTC互聯(lián)互通產(chǎn)品，參與其他城市CBTC互聯(lián)互通系統(tǒng)的建設(shè)。

除了家國情懷，企業(yè)利益也是重要一環(huán)，隨著CBTC互聯(lián)互通的推廣，使得中國企業(yè)城軌信號系統(tǒng)產(chǎn)品的市場競爭力得到較大提高。鑒于互聯(lián)互通的推動作用，在我國市場，自主化產(chǎn)品和國外先進的產(chǎn)品已站在同一起跑線，都要為了實現(xiàn)互聯(lián)互通而努力。李中浩坦言：我們不排斥任何一家企業(yè)，我們需要強壯的產(chǎn)業(yè)鏈，但在中國市場，應(yīng)滿足CBTC互聯(lián)互通規(guī)范的要求。

目前，重慶軌道交通互聯(lián)互通項目推廣以后，互聯(lián)互通的理念已經(jīng)影響到了規(guī)劃城市軌道交通的一些城市。據(jù)透露，已經(jīng)在做CBTC互聯(lián)互通工作的城市有青島、長沙、呼和浩特（新建城市）等，而且會有更多城市采用CBTC互聯(lián)互通項目。從業(yè)主角度出發(fā)，互聯(lián)互通項目并不導(dǎo)致成本增加，互聯(lián)互通主要是通過軟件實現(xiàn)的。在增購車輛、延長線路和信號系統(tǒng)更新?lián)Q代的情況下，可以大大增強業(yè)主的主動權(quán)，降低CBTC系統(tǒng)全壽命周期成本。如果提前策劃實現(xiàn)跨線運行，可有效減少乘客換乘、提高運營效率。

重慶軌道交通互聯(lián)互通的CBTC系統(tǒng)示范應(yīng)用項目正式進入試運行，標志著我國軌道交通信號系統(tǒng)進入互聯(lián)互通時代。CBTC的互聯(lián)互通是城市軌道交通成網(wǎng)絡(luò)化運營以后的重要基礎(chǔ)，而中國的CBTC互聯(lián)互通系統(tǒng)能夠構(gòu)成比較強壯的產(chǎn)業(yè)鏈，有國家支持、行業(yè)領(lǐng)先的互聯(lián)互通必將引領(lǐng)城軌交通信號系統(tǒng)新時代。