“十三五”期間，我國城市軌道交通建設進(jìn)入高峰期。根據國家《中長(cháng)期鐵路網(wǎng)規劃》，到2020年地鐵軌道交通規劃里程8500公里,比2015年新增近5000公里,其中2016、2017年分別新增790公里、854公里,遠超十二五期間年均新增380公里。隨著(zhù)城市軌道交通建設不斷發(fā)展,以通信技術(shù)為基礎的列車(chē)運行控制系統也在不斷的投入新建線(xiàn)路的應用中。據了解，目前國內大部分新建地鐵線(xiàn)路均采用CBTC信號系統，在國家發(fā)改委的大力推動(dòng)下,我國地鐵CBTC信號系統國產(chǎn)化進(jìn)程正在不斷加速中。

近日，浙江眾合科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“眾合科技”）自主研發(fā)的BiTRACON型CBTC信號系統通過(guò)了中國城市軌道交通協(xié)會(huì )技術(shù)裝備專(zhuān)業(yè)委員會(huì )組織的專(zhuān)家評審，并且該系統已經(jīng)在杭州地鐵4號線(xiàn)上投入了載客使用。

作為擁有完全自主知識產(chǎn)權的BiTRACON型CBTC信號系統有哪些優(yōu)勢？在實(shí)際應用中的情況又如何？眾合科技未來(lái)在軌道交通領(lǐng)域還有哪些新的技術(shù)開(kāi)發(fā)？帶著(zhù)這些問(wèn)題，本刊記者采訪(fǎng)了眾合科技副總裁兼總工程師凌祝軍先生。

互聯(lián)互通，采用“歸一化”設計

眾合科技的BiTRACON信號系統由列車(chē)自動(dòng)監控（ATS）、計算機聯(lián)鎖（CBI）、車(chē)載控制器（CC）、區域控制器（ZC）、維護支持（MMS）、數據通信（DCS）六個(gè)子系統組成，實(shí)現列車(chē)自動(dòng)監督、列車(chē)自動(dòng)防護、列車(chē)自動(dòng)駕駛等功能，在確保列車(chē)安全的同時(shí)，可最大限度提高線(xiàn)路的運營(yíng)效率。

BiTRACON系統支持三種控制等級：CBTC控制級、點(diǎn)式控制級和聯(lián)鎖控制級。除實(shí)現常規信號系統功能外，在點(diǎn)式控制等級下，還可以實(shí)現基于站臺無(wú)線(xiàn)通信的增強點(diǎn)式或基于通信控制環(huán)線(xiàn)的點(diǎn)連式系統功能，在確定的防護區域，可以實(shí)現對列車(chē)的連續速度監控、闖紅燈防護、緊急停車(chē)按鈕響應以及站臺門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)等功能，極大地增強了點(diǎn)式控制等級下的系統安全性和站臺門(mén)開(kāi)關(guān)便利性。

在談到BiTRACON型CBTC信號系統的優(yōu)勢時(shí)凌祝軍表示，首先，BiTRACON型CBTC信號系統可以支持不同的通信協(xié)議（Subset-037/Subset-098、RSSP-I/RSSP-II等），支持國內CBTC互聯(lián)互通標準，可快速實(shí)現不同信號系統之間的互聯(lián)互通，是我國互聯(lián)互通示范工程建設的主要系統之一。

隨著(zhù)我國城鎮化建設步伐的加快，城市規模逐漸擴大，城市區域范圍通勤和城市交通擁堵問(wèn)題，已越來(lái)越成為各大城市在快速發(fā)展過(guò)程中迫切需要解決的問(wèn)題，城市軌道交通迎來(lái)了新的一輪建設高潮。在這一輪建設高潮中，對信號系統提出節約重復投資、實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化運營(yíng)的新要求，城市軌道交通信號系統互聯(lián)互通成為今后技術(shù)發(fā)展的趨勢。

具體說(shuō)來(lái)是指不同線(xiàn)路的軌道、車(chē)輛、供電、信號、通信、屏蔽門(mén)及運營(yíng)組織等相互兼容，從而節約資源、降低成本，提高資源使用效率和服務(wù)質(zhì)量?！暗悄壳澳軌驅?shí)現互聯(lián)互通的系統并不多?！绷枳＼娞寡?。

其次，從安全計算機平臺方面來(lái)看，凌祝軍介紹：“BiTRACON型BTC信號系統包括六個(gè)子系統，其中車(chē)載和軌旁ATP、ATO、CBI等安全核心子系統使用的是同一套安全技術(shù)平臺，該平臺不僅采用了包括CPU在內的異構硬件，還在操作系統、部分關(guān)鍵控制軟件等多方面采用異構設計，最大限度保證了系統的安全性。同時(shí)，由于車(chē)地多個(gè)子系統同平臺設計，設備板卡、維護設備、維護人員通用，可減少業(yè)主在維護費用和備品備件上的投資?！?/p>

另外，對于整個(gè)系統平臺的可靠性而言，凌祝軍表示：“我們采用歸一化的硬件設計。安全技術(shù)平臺是歸一化的，硬件也是歸一化的，這樣的設計對用戶(hù)、對系統來(lái)說(shuō)都有好處。如果需要對系統進(jìn)行更新?lián)Q代，由于歸一化的設計，在一個(gè)系統上更新驗證通過(guò)后，到另一個(gè)子系統上也能很快得到更新驗證。這樣，既可以為用戶(hù)節約投資，也節省了開(kāi)發(fā)、升級系統過(guò)程中的研發(fā)資源和安全評估資源投入，深受用戶(hù)認可?！?/p>

在運行中確保一瓶倒立的礦泉水不倒

2017年7月25日，BiTRACON型CBTC信號系統在杭州地鐵4號線(xiàn)首通段正式投入全功能載客試運營(yíng)。該系統的投入使用對城市軌道交通的舊線(xiàn)升級，以及與既有線(xiàn)路部分共線(xiàn)的地鐵線(xiàn)路的信號系統建設，都提供了可供選擇的更好解決方案。

杭州地鐵 4 號線(xiàn)的載客試運營(yíng)，標志著(zhù)眾合科技自研國產(chǎn)化信號系統核心產(chǎn)品首次在國內主流地鐵正線(xiàn)取得開(kāi)通（投運）業(yè)績(jì)，相關(guān)系統已經(jīng)得到市場(chǎng)認可，將有助于進(jìn)一步提升公司核心競爭力及行業(yè)地位，對未來(lái)國產(chǎn)化信號系統訂單的獲得及市場(chǎng)份額的提升具有關(guān)鍵作用；同時(shí)，也對在新線(xiàn)建設中推廣應用公司自研產(chǎn)品提供了寶貴的經(jīng)驗。

杭州地鐵 4 號線(xiàn)使用的BiTRACON型 CBTC 信號系統，符合國內、國際行業(yè)技術(shù)規范，可廣泛應用于海內外地鐵、輕軌等城市軌道交通列車(chē)控制領(lǐng)域。公司自2007年開(kāi)始自主研發(fā)，并已先后通過(guò)了通過(guò)國際權威的第三方安全評估機構英國勞氏（現在的里卡多）的 SIL4 安全評估、德國萊茵 TUV 的第三方 SIL4 安全認證、行業(yè)專(zhuān)家的 CBTC 試運行技術(shù)評審、載客運營(yíng)專(zhuān)家技術(shù)評審等一系列標準審查。

在談到BiTRACON型CBTC信號系統在杭州地鐵4號線(xiàn)上的運營(yíng)情況時(shí)，凌祝軍表示：“試運營(yíng)的頭一個(gè)月，該系統在沒(méi)有人工操作的自動(dòng)駕駛運行中，?？空军c(diǎn)的精度比預定的停站點(diǎn)有些許誤差，例如，有時(shí)超過(guò)預定停站點(diǎn)20公分才停站，有時(shí)又離預定停站點(diǎn)差20公分就?？苛?。后來(lái)我們優(yōu)化了系統算法后，使得停車(chē)精度都能達到100%準確度。在試運營(yíng)過(guò)程當中，準確停站超過(guò)20萬(wàn)次，順利輸送旅客超過(guò)980萬(wàn)人次?！?/p>

在談到BiTRACON型CBTC信號系統可以提升、優(yōu)化的方向時(shí)，凌祝軍介紹：“雖然我們有走在前列的自動(dòng)化測試平臺，但是我們覺(jué)得還有可以提高的空間；同時(shí)，自動(dòng)化設計工具的開(kāi)發(fā)也要加強，以適應我們同時(shí)面對不同客戶(hù)、具體需求特點(diǎn)有所不同的多個(gè)工程項目的建設需要?！?/p>

在平穩性方面，凌祝軍介紹說(shuō)：“當人們乘坐地鐵列車(chē)時(shí)，可能會(huì )發(fā)現有的線(xiàn)路的列車(chē)在啟動(dòng)、運行、?？窟^(guò)程中比較顛簸，而有的列車(chē)則比較平穩，這里面有線(xiàn)路的問(wèn)題，有車(chē)輛的問(wèn)題，也有很多是信號控制問(wèn)題。在杭州4號線(xiàn)運行中，BiTRACON型CBTC信號系統ATO控制列車(chē)時(shí)，可以做到把一瓶礦泉水倒立在列車(chē)的地板上，在列車(chē)啟動(dòng)、行駛、停站過(guò)程中，這個(gè)礦泉水瓶不倒。在這樣的平穩性基礎上還有沒(méi)有更好的提升空間？我們還在進(jìn)一步的研究中?！?/p>

由中國走向世界

目前BiTRACON型CBTC信號系統已在多條軌道交通上得到了推廣應用，比如2016年9月BiTRACON型 CBTC系統成功中標重慶地鐵4號線(xiàn)互聯(lián)互通信號系統項目；2016年10月13日，由眾合科技提供全套CBTC無(wú)人駕駛UTO信號控制系統的深圳比亞迪云軌示范線(xiàn)舉行通車(chē)儀式；2017年4月，BiTRACON無(wú)人駕駛系統成功中標四川廣安線(xiàn)信號系統項目；2017年9月又成功中標杭州地鐵6號線(xiàn)、杭富線(xiàn)。另外還有南京有軌電車(chē)（兩條線(xiàn)已經(jīng)開(kāi)通一條，另一條在建）、淮安有軌電車(chē)（在建，即將開(kāi)通）信號系統中，也用到了CBTC列控系統中的部分子系統。這些成果的取得是眾合科技創(chuàng )新價(jià)值和精神的體現，也推動(dòng)了國內軌道交通自主研發(fā)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程。

凌祝軍透露：“重慶地鐵4號線(xiàn)是國家互聯(lián)互通示范工程，該工程的建設進(jìn)度目前非常順利，經(jīng)過(guò)了多輪的專(zhuān)家評審。從實(shí)驗室和實(shí)車(chē)實(shí)線(xiàn)測試情況看，BiTRACON型CBTC信號系統在重慶地鐵與多個(gè)不同信號系統互聯(lián)互通方面，效果很好。未來(lái)BiTRACON型CBTC信號系統還將服務(wù)于城市軌道交通各種制式，包括磁懸浮、單軌、地鐵、輕軌等。同時(shí)我們的CBTC無(wú)人駕駛列車(chē)控制技術(shù)的國際權威機構認證，也水到渠成?！?/p>

今天中國高鐵技術(shù)及規模已居世界第一、并且隨著(zhù)“一路一帶”在軌道交通基建上的投資不斷加大。眾合科技所研發(fā)的信號系統除了在國內得到推廣應用外，也緊跟國家一帶一路的步伐，服務(wù)于海外市場(chǎng)：

2015年，為尼日利亞首都阿布賈城軌提供計算機聯(lián)鎖、點(diǎn)連式列車(chē)控制系統。

2016年10月5日，非洲第一條現代電氣化鐵路——埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提鐵路建成通車(chē)，眾合科技為該線(xiàn)各站提供已通過(guò)國際安全認證具有完全自主知識產(chǎn)權的計算機聯(lián)鎖系統，為該鐵路的安全運行保駕護航。

面對海外市場(chǎng)，凌祝軍表示：“不同國家、不同城市的情況都不盡相同，比如有些國家當地沒(méi)有軌道交通信號系統標準，可以把中國標準帶出去；有的國家可能本身軌道交通比較發(fā)達，擁有屬于自己的標準體系，我們就需要學(xué)習如何執行他們的標準。使我們提供的系統不僅實(shí)用、安全，還要符合當地的標準，要使我們的系統獲得全球的認同?！?/p>

“未來(lái)，公司將繼續積極響應國家一帶一路倡議要求，進(jìn)一步開(kāi)拓海外市場(chǎng)，為更多的國家和客戶(hù)貢獻智能交通控制技術(shù)帶來(lái)的福祉?！绷枳＼娬f(shuō)。

進(jìn)一步深入智能化無(wú)人駕駛領(lǐng)域

全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號技術(shù)是軌道交通信號技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向。眾合科技也在與比亞迪合作共同拓展無(wú)人駕駛軌道交通市場(chǎng)，根據公司的產(chǎn)品和技術(shù)規劃，開(kāi)發(fā)全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號技術(shù)是掌握下一代信號技術(shù)核心、搶占技術(shù)至高點(diǎn)的需要，也是構建公司技術(shù)競爭力的關(guān)鍵一步。

眾合科技的全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號系統解決方案研發(fā)項目旨在研發(fā)自主的軌道交通列車(chē)全自動(dòng)智能控制系統，使之具備支持全自動(dòng)無(wú)人駕駛運行能力。

而B(niǎo)iTRACON系統除實(shí)現CBTC系統常規功能外，還具備全自動(dòng)無(wú)人駕駛（UTO）功能，可根據線(xiàn)路具體需求與車(chē)輛、通信和綜合監控等系統聯(lián)動(dòng)，實(shí)現線(xiàn)路的全自動(dòng)無(wú)人駕駛運行，提高軌道交通線(xiàn)路的自動(dòng)化運營(yíng)水平，減少線(xiàn)路維護和運營(yíng)成本。

做為擁有全套軌道交通信號技術(shù)的公司，凌祝軍介紹，雖然BiTRACON型CBTC信號系統具備了DTO（有人監控下的無(wú)人駕駛）、UTO（全自動(dòng)無(wú)人駕駛）功能，但眾合科技會(huì )進(jìn)一步在軌道交通無(wú)人駕駛領(lǐng)域開(kāi)展深入研究。

他表示：“從20世紀70年代開(kāi)始,美國、英國、法國、德國等發(fā)達國家就開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人駕駛的研究。但是今天在我國進(jìn)行的無(wú)人駕駛列車(chē)控制系統與20、30年前的無(wú)人駕駛相比，有很多的不同。由于我國軌道交通路線(xiàn)上車(chē)輛比較多，列車(chē)上的乘客也比較多，如果要在列車(chē)上裝備無(wú)人駕駛技術(shù)則會(huì )有很多的新要求。比如在應急故障處理方面，如果車(chē)輛上的人發(fā)生了意外，或者列車(chē)出現因故障不能正常行駛等情況，都需要采用合適的方法把突發(fā)事件處理好。這些都是之前無(wú)人駕駛研究中沒(méi)有考慮到的方面。另外，不僅是無(wú)人駕駛，還有人工智能的應用。目前國內開(kāi)通的和正在建設中的無(wú)人駕駛技術(shù)系統，在實(shí)際應用中，如果軌道上有障礙物的話(huà)，采用的是與障礙物接觸后才觸發(fā)制動(dòng)的方式。但是這個(gè)障礙物能不能提早發(fā)現？則是我們接下來(lái)開(kāi)發(fā)的方向?！?/p>

“從技術(shù)層面看，無(wú)人駕駛已經(jīng)走向成熟，我們在未來(lái)幾年里也會(huì )把技術(shù)開(kāi)發(fā)得更加完美。今年七月，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規劃》，把軌道交通無(wú)人駕駛創(chuàng )新技術(shù)和創(chuàng )新平臺放在了突出重要的地位，眾合科技理所應當要在該技術(shù)領(lǐng)域勇挑重擔，為人工智能技術(shù)在城市軌道交通中的發(fā)展和應用多做貢獻，為此，我們結合‘軌道交通高安全、信息化、智能化先進(jìn)技術(shù)實(shí)驗室’建設，在地標定位、自動(dòng)巡航、智慧維護、軌道交通運營(yíng)環(huán)境綜合監控檢測、軟件缺陷自動(dòng)定位等智能技術(shù)上，加大了研究和開(kāi)發(fā)力度。軌道交通控制新局面就在眼前?！绷枳＼姳硎?。

來(lái)源：中國軌道交通 2018年第一期