文 / 本刊記者 陳楠枰

地鐵故障即信號故障？冤枉！

文 / 本刊記者 陳楠枰

國內(nèi)首套成功開通的無線CBTC地鐵線 —— 北京地鐵2號線，采用卡斯柯Urbalis 888信號系統(tǒng)

自百度、谷歌、360搜索等搜索引擎對以“地鐵事故”為關鍵詞的搜索結果進行盤點之后發(fā)現(xiàn)，在歷年地鐵事故引發(fā)原因的文章中出現(xiàn)最多的字眼即為“信號故障”。經(jīng)媒體“曝光”過的“地鐵信號系統(tǒng)故障”屢見報端，引來不少普通民眾質疑，為何“信號故障”成為地鐵“大患”并屢治屢犯？

對于節(jié)奏不斷加快的現(xiàn)代城市生活來說，軌道交通在公眾的日常生活中占據(jù)著舉足輕重的地位，因而只要地鐵運營發(fā)生延誤，大家可能就會產(chǎn)生“信號系統(tǒng)又發(fā)生故障了”的錯覺。地鐵故障了，就是信號系統(tǒng)故障了？

“冤枉！”各大軌道交通信號系統(tǒng)供應商均倍感委屈。中國工程院院士、北京交通大學土木建筑工程學院教授王夢恕亦曾接受記者采訪表示，正因為軌道交通對于日常生活十分重要，為防止“追尾”或“擦邊”的大事故，故地鐵對作為中樞神經(jīng)的無線信號系統(tǒng)提出了更為嚴格的要求。

信號安全享有最高優(yōu)先等級

事實和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在城市軌道交通的實際運營中，信號系統(tǒng)發(fā)生故障的概率不但是極低的，而且它所提供的保護措施對于乘客的安全至關重要。

城市軌道交通信號系統(tǒng)供應商卡斯柯信號有限公司技術副總裁姜堅華表示：“軌道交通信號系統(tǒng)無論從原理還是從實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看是非常安全可靠的，對整個軌道交通信號行業(yè)而言，系統(tǒng)的安全都具有最高優(yōu)先等級。國際上將信號系統(tǒng)的安全等級定義為最高等級，即SIL4級，出現(xiàn)問題的概率僅為10-9。“這意味每個設備每10億小時，即11.4萬年，最多允許出現(xiàn)一次危及人身安全的事故，比

大眾印象中所謂最安全的航空工業(yè)的指標高100?！?/p>

姜堅華以擁有15條運營線路、總長567公里、設有333座地鐵站的上海地鐵系統(tǒng)進行了舉例說明?？ㄋ箍聻樯虾５罔F提供了一半的信號系統(tǒng)?！耙驗閲鴳c黃金周的原因，每年的9月末到十月是上海地鐵最繁忙的時段之一。根據(jù)運營方公布的數(shù)據(jù)，今年從9月29日至10月28日，整個上海地鐵運營強度達到549萬列公里，但卡斯柯的信號系統(tǒng)沒有發(fā)生過一次故障，有效保障了乘客的安全、有序出行?！倍译S著技術的進步，軌道交通信號系統(tǒng)也在不斷進行更新?！澳壳?，卡斯柯正在對北京地鐵一號線的信號系統(tǒng)進行改造，所采用的Urbalis 888信號解決方案在安全性、可靠性和可用性方面遠高于由原始供應商提供的信號系統(tǒng)。”

“信號系統(tǒng)除了眾多的電子設備和它們之間復雜的信息交互外，還有賴于大量安裝于軌道旁邊處于惡劣環(huán)境的機械設備的工作情況，如轉換列車走向的轉轍設備等，機械的磨損、溫濕度的變化等都會影響到這些設備的正常運轉。為了整體的安全，信號系統(tǒng)一定要遵守‘故障導向安全’原則。”卡斯柯副總裁姜堅華介紹。也正是該原則使得信號系統(tǒng)能在出現(xiàn)故障時保證輸出處于安全側，確保了地鐵的運營安全。

同時，信號系統(tǒng)可靠性涉及到系統(tǒng)的可用度問題，信號行業(yè)一般還會通過設備本身的高可靠性和多重冗余技術來保證系統(tǒng)的可靠性。

關鍵技術要掌控在自己手中

軌道信號系統(tǒng)是保障地鐵安全運營的“中樞神經(jīng)”，但我國一直以進口為主，其核心技術主要由外方公司掌握，不但造成地鐵建設成本高昂，運營期間還要支付巨額的維護費用。以北京地鐵10號線為例，其信號系統(tǒng)采購費用就高達2.5億元，之后還需要支付巨額維護運營費用，并且話語權將一直掌握在別人手里，隨時可能發(fā)生備件生產(chǎn)線停產(chǎn)等狀況。

事實上，2010年12月30日，北京地鐵亦莊線示范工程以及昌平線的順利開通，已經(jīng)將外企壟斷的信號系統(tǒng)市場撕開一個缺口。我國首套完全自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)解決了CBTC系統(tǒng)所涉及的高密度動態(tài)追蹤間隔控制、速度安全防護控制、高精度列車安全定位、功能安全數(shù)據(jù)雙向通信、安全計算機設計等五大制約國內(nèi)軌道交通信號技術發(fā)展的技術難題。

然而，“雖然我國早就取得了列控技術CBTC的完全知識產(chǎn)權，但至今國內(nèi)地鐵線路90%以上的信號系統(tǒng)仍然用的是進口設備?！敝袊こ淘涸菏渴┲俸庠?013年底“城軌交通自主化技術推廣應用研討會”上指出。

根據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會《軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點研究》中的一組數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全國共有53個城市規(guī)劃了總里程超過18000公里、492條城市軌道交通線路。預計2020年，地鐵將達到7000公里，現(xiàn)代有軌電車、單軌、中低速磁浮等多樣化的城軌系統(tǒng)也將得到快速發(fā)展，僅現(xiàn)代有軌電車里程就將超過2000公里，信號裝備的市場總需求量約為300億元。

龐大的市場需求使得無數(shù)國內(nèi)外軌道交通信號系統(tǒng)供應商“垂涎三尺”。

由上海電氣集團和泰雷茲集團合資的中方控股企業(yè)——自儀泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司自成立以來，不僅致力于100%引進消化吸收全球領先的SelTrac?CBTC技術，更著力于在基于中國是十多個項目的建設運營經(jīng)驗，自主開發(fā)適合中國業(yè)主的新一代CBTC信號技術TSTCBTC2.0?。

自儀泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司系統(tǒng)總工程師劉會明介紹，“新信號技術研發(fā)簡單重復國外技術，而是在引進先進技術基礎之上的更高起點的創(chuàng)新，不僅考慮到如何使信號系統(tǒng)更智能化、更好地服務于中國大客流量、網(wǎng)絡化運營、區(qū)域不均衡等因素，還結合了計算機、車輛、互聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新技術。”

TSTCBTC2.0自主化系統(tǒng)研發(fā)測試平臺

卡斯柯信號有限公司是中國鐵路行業(yè)最早的信號合資企業(yè)，也是率先實現(xiàn)信號系統(tǒng)國產(chǎn)化和自主研發(fā)的先驅，已經(jīng)為中國500多公里的地鐵線以及眾多國家鐵路重點項目提供信號系統(tǒng)解決方案。近期，由卡斯柯自主研發(fā)、具有完全知識產(chǎn)權的iCMTC信號系統(tǒng)率先走出國門，實現(xiàn)了跨國應用?？ㄋ箍耰CMTC信號系統(tǒng)符合國際主流的

CBTC技術標準，經(jīng)過嚴格的資質審核和國際競標流程，被東非首條軌道交通項目、埃塞俄比亞首都輕軌工程采納。這是中國具有完全自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)軌道交通信號系統(tǒng)第一次被國際項目采納，實現(xiàn)了中國軌道交通信號產(chǎn)業(yè)的突破。

“軌道交通信號是卡斯柯唯一的業(yè)務。”姜堅華表示，“信號系統(tǒng)的國產(chǎn)化和自主研發(fā)在卡斯柯具有戰(zhàn)略地位。經(jīng)過28年的發(fā)展，卡斯柯已具備在城市軌道交通領域提供全國產(chǎn)化信號系統(tǒng)整體解決方案的能力，所研制的安全關鍵產(chǎn)品均通過國際獨立第三方安全機構認證?，F(xiàn)在，我們每年的研發(fā)投入高達銷售收入的8-10%，研發(fā)人員占到了員工人數(shù)的22%，安全、測試及質量保障人員占了16%。”

誠然，不管是擺脫國外技術壟斷的且絲毫不遜色于進口產(chǎn)品的國產(chǎn)信號系統(tǒng)，還是國外資深信號系統(tǒng)研發(fā)領軍品牌，只有將關鍵技術真正掌控在運營商手中，“不受制于人”的信號系統(tǒng)才能發(fā)揮其最大效能。

信號系統(tǒng)管控強調科學合理

專家分析，城市軌道交通網(wǎng)絡在不同時代階段分批建設，但由于早期建設時未充分預料城市交通后期發(fā)展狀況，分批建設所致的軌道系統(tǒng)網(wǎng)絡新舊交接，以及超出軌道系統(tǒng)設計初期預料的高密度承載，成為許多城市軌道運營中事故頻發(fā)的兩個深層次原因。

上海防災救災研究所助理研究員胡群芳認為，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，就是要保證合理的行車速度、合理的軌道環(huán)境以及合理的載客量。

而實際上，軌道交通信號系統(tǒng)包含著多重嚴密的安全保障，發(fā)生故障并不等同于發(fā)生事故，地鐵“超負荷”運營，信號系統(tǒng)也可能“超負荷”。

卡斯柯技術副總裁姜堅華認為，把好信號系統(tǒng)技術關，應從源頭著手，正本清源。他指出，“作為保證旅客生命安全的關鍵裝備供應商和行業(yè)領導者之一，卡斯柯堅持‘質量為王’的導向，建立了嚴格的產(chǎn)品開發(fā)流程以及完善的產(chǎn)品質量保障體系，所有系統(tǒng)以及項目均需通過國際第三方的權威安全認證，并經(jīng)過鑒定、實驗、使用、可靠性監(jiān)測等流程，才能交付給用戶使用。我們希望，軌道交通信號行業(yè)能夠共同致力于行業(yè)的進一步規(guī)范化，讓優(yōu)秀的廠商和產(chǎn)品脫穎而出?！?/p>

盡管已經(jīng)擁有極高的安全率，但為了幫助進一步降低軌道交通“事故”概率，直至走向“零事故交通”，軌道交通信號企業(yè)始終強調從提高系統(tǒng)安全性和可靠性兩方面同時入手。提高安全性可以保證設備在故障時，不會造成人身傷害和重大財物損失，提高系統(tǒng)的可靠性則可以避免設備的故障。在技術層面，信號系統(tǒng)供應商可以在開發(fā)和生產(chǎn)方面采用嚴格流程管控產(chǎn)品的軟件和硬件開發(fā)，并提高系統(tǒng)的自動化水平。在應用實施層面，則可以采用可靠性和穩(wěn)定性高的成熟技術和產(chǎn)品，消滅關鍵設備的任何單點故障。

目前，中國地鐵運營企業(yè)正在考慮借鑒在國外已經(jīng)運用多年并被證明卓有成效的“無人駕駛”技術?！盁o人駕駛”技術實現(xiàn)了列車準備和運營全過程的自動化控制，有助于有效降低故障率和事故可能性。目前由卡斯柯為北京首都機場線和上海軌道交通十號線提供的信號系統(tǒng)正是按照最先進的國際無人駕駛標準設計、交付的，同時具備使用司機人工駕駛模式的能力。