核心提示
乘坐軌道交通出行，乘客從一條線路到另一條線路，中間必須換乘，因為列車不能跨線運行。
但如今，這樣的情況已被重慶改變。通過大膽創(chuàng)新，重慶交通開投軌道集團在國內(nèi)率先攻克CBTC系統(tǒng)（基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)）世界級難題，創(chuàng)建了中國標準的互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，為世界城軌信號行業(yè)的發(fā)展提供了中國解決方案，有力地推動了具有我國自主知識產(chǎn)權的互聯(lián)互通信號系統(tǒng)的工程化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升了我國在城市軌道交通領域的核心競爭力。特別是互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)，實現(xiàn)了軌道交通由傳統(tǒng)的單線獨立運營，向網(wǎng)絡化跨線運營的重大突破，部分線路由人換乘，變成了車換線，乘客出行更加便捷。
乘坐軌道交通，從大渡口區(qū)跳磴到江北區(qū)唐家沱，自南向北貫穿中心城區(qū)，需要換乘幾次、全程需要多長時間？
答案是換乘兩次。
從5號線重慶西站換乘到環(huán)線、再從環(huán)線民安大道站換乘到4號線，全程列車運行約需78分鐘。
不過，這個答案有望在年底發(fā)生改變。屆時，“4號線-環(huán)線-5號線”三線互聯(lián)互通列車將上線運行，乘客無需換乘，從跳磴站可以直接坐攏唐家沱，列車運行時間也將大大縮短。
變?nèi)藫Q乘為車換線，這在重慶并非首次。
去年9月，“4號線-環(huán)線”首次跨線載客運營，已經(jīng)讓重慶市民大開眼界：從環(huán)線重慶圖書館站至4號線唐家沱站僅需35分鐘，乘客無需換乘，比普通班次列車運行時間減少約13分鐘。
在人們出行更便捷背后，是軌道集團自2012年以來持續(xù)創(chuàng)新的結果，即在國內(nèi)率先攻克軌道交通互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)（基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)）世界級難題，實現(xiàn)了軌道交通由傳統(tǒng)的單線獨立運營邁向網(wǎng)絡化跨線運營的重大突破。
大勢所趨 勢在必行
所謂跨線運營，就是指同一列車在兩線聯(lián)絡線處不停車和不改變駕駛模式情況下，從本線路跨行到另一條線路。
“之前，這是不可能辦到的?！避壍兰瘓F黨委副書記、總經(jīng)理樂梅表示。
2011年的一件事，她至今記憶猶新。
當時，地鐵1號線小什字至沙坪壩段開通后，客流量劇增，運能嚴重不足，需新增列車。若從廠家新增訂單增配列車，至少需要一年時間。當時，正值6號線運營初期，客流量較小，可用列車數(shù)量有一定富余。
考慮到1號線、6號線列車均采用同一家外商信號系統(tǒng)，軌道集團決定將6號線的7列6節(jié)編組列車緊急調(diào)到1號線支援。
沒想到，運輸時遇到難題：兩線間雖有換乘站，但沒有建跨線聯(lián)絡線，列車無法直接開到1號線。軌道集團只能采取“最笨”的辦法：將每輛列車拆分成6節(jié)，用貨車一次拉一節(jié)的方式運到1號線馬家?guī)r停車場。然后工作人員重新組編，逐步開展靜態(tài)調(diào)試、動態(tài)調(diào)試、正線聯(lián)合調(diào)試等。7列車轉(zhuǎn)運加調(diào)試時間前后歷經(jīng)4個月，動用人工數(shù)千人次，僅運輸費用一項開支就約110萬元。
資源共享率低，是從單線運營到網(wǎng)絡化運營存在的問題之一。
軌道交通網(wǎng)絡化運營時代，各線仍獨立運營，還存在以下不可忽視的問題——
運能不均衡，重慶軌道交通線網(wǎng)整體客運強度不高。以2016年為例，每公里客流量僅0.94萬人次，但是最大高峰斷面客流量卻達到3.48萬人次/小時，部分區(qū)段斷面運輸能力不足問題較為突出。
換乘壓力大，個別換乘站換乘客流甚至占總客流量的65%。1號線與3號線換乘的兩路口站，設計遠期日換乘客運量8萬人次，開通3年后，日換乘客運量已超過28萬人次。
旅行速度低，重慶是多中心組團式城市，軌道線路單線長、站點多、站間距較短，且為站站停運營模式，無法滿足乘客“快速”“直達”的出行需求。
存在“卡脖子”問題。軌道交通運營周期內(nèi)，設備備品備件只能向原進口設備供應商采購，進口周期長。同時還面臨原設備供應商停產(chǎn)帶來的停運風險。為保證既有線和延伸線的貫通運營，所有系統(tǒng)設備必須統(tǒng)一型號或兼容，但進口設備無法與國內(nèi)設備實現(xiàn)兼容，很可能面臨國外廠商坐地起價。軌道集團一位負責人表示：重慶軌道交通6號線二期就遇到了這種情況，個別設備廠商要價比6號線一期時高出一倍。
“互聯(lián)互通系統(tǒng)技術自主研發(fā)，是大勢所趨，也是勢在必行。”軌道集團相關負責人表示。
迎難而上 自主創(chuàng)新
然而，跨線運營實施起來卻困難重重。
因為涉及軌道交通線路、車輛、供電、通信、信號等眾多專業(yè)。
在重慶第二輪軌道交通即4號線、5號線、10號線、環(huán)線等線路規(guī)劃建設時，重慶就設置了跨線或越行配線，統(tǒng)一采用了山地城市As型車，統(tǒng)一采用直流1500V架空接觸網(wǎng)的牽引供電制式，配備了相同的無線列調(diào)系統(tǒng)等。
但信號系統(tǒng)由于國外各廠家產(chǎn)品存在技術壁壘，沒有形成統(tǒng)一標準，且國內(nèi)自主知識產(chǎn)權率低，導致信號系統(tǒng)成為互聯(lián)互通項目實施的瓶頸。
軌道交通信號系統(tǒng)猶如人的大腦，它指揮著列車安全、準點、快速、舒適運行。其雛形可以追溯到1825年，當時是靠專人騎馬持旗引導火車前行。后來逐漸發(fā)展出固定閉塞系統(tǒng)，仍需司機觀察信號變化來減速或停車。
在無線通信技術愈發(fā)成熟的基礎上，CBTC信號系統(tǒng)誕生了。CBTC信號系統(tǒng)通過列車與軌旁設備的雙向通信，實時匯報列車位置、運行速度、制動曲線，動態(tài)計算相鄰列車之間的安全距離，指揮全線網(wǎng)列車以高密度、高速度、高可靠度運行。
長期以來，CBTC信號系統(tǒng)的核心技術主要由國外廠商所壟斷。當重慶提出互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)項目時，外商斷然拒絕。因為，CBTC信號系統(tǒng)要互聯(lián)互通，意味著曾經(jīng)壟斷市場的核心技術就要被打破，廠家要開放接口，且需重新研發(fā)一整套產(chǎn)品，費時費力、無利可圖。
為解決互聯(lián)互通技術上信號系統(tǒng)“卡脖子”難題，軌道集團決定走自主研發(fā)、創(chuàng)新之路，這個想法得到了政府相關部門和業(yè)內(nèi)各界大力支持。
2014年，軌道集團主導的項目“重慶軌道交通網(wǎng)絡化運行研究”取得重慶市建委科技計劃項目立項。
2015年6月，國家發(fā)改委批復了重慶軌道交通互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)示范應用項目，正式將重慶軌道交通互聯(lián)互通的CBTC項目設立為增強制造業(yè)核心競爭力的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級示范工程。
于是，軌道集團牽頭，聯(lián)合北京交大、交控科技、中國通號、北京華鐵、眾合科技、重慶軌道設計院、北京城建設計院等產(chǎn)學研多方，組建技術攻關團隊，走上互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)自主研發(fā)創(chuàng)新之路。
世界級難題 中國方案
研發(fā)之路，荊棘叢生。
這之前，國內(nèi)外對此均有一定探索。例如日本采用加裝多套車載設備或地面設備，通過手動切換的做法實現(xiàn)列車跨線路運行，但增加了建設運營成本。而美國和法國歷經(jīng)10年技術攻關，由于參與廠商相互間封鎖技術接口，不能達成一致標準，最終也未能實現(xiàn)互聯(lián)互通。
軌道集團樂梅帶領技術團隊自主創(chuàng)新，通過上百次技術會議溝通、上百個系統(tǒng)版本修改、12萬余條案例測試，形成52個運營場景，最終完成互聯(lián)互通技術體系研究、標準規(guī)范發(fā)布、核心裝備研制、共線和跨線運行、網(wǎng)絡化運營組織五大既定目標，并實現(xiàn)一系列創(chuàng)新——
形成了互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的行業(yè)標準體系，打破了各廠家之間阻礙技術發(fā)展和降低用戶體驗的壁壘，加速了產(chǎn)業(yè)自主化進程；
中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布了17部團體標準，被工信部評為2019年百強標準，填補了國內(nèi)國際相關技術標準的空白；
中國城市軌道交通協(xié)會技術裝備專業(yè)委員會和城市軌道交通列車通信與運行控制國家工程實驗室聯(lián)合發(fā)布了《軌道交通CBTC信號系統(tǒng)互聯(lián)互通建設指導》白皮書，并在德國柏林INNOTRANS展會上發(fā)布英文版，為國內(nèi)外業(yè)界推廣應用互通信號系統(tǒng)工程建設提供了理論依據(jù)；
研制出了滿足互聯(lián)互通標準接口的列車控制系統(tǒng)設備，搭建了國內(nèi)首個互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)測試驗證平臺；
完善了互聯(lián)互通全生命周期的RAMS（安全、性能指標）要求，建立了一整套安全認證評估體系等。
2020年9月，4號線和環(huán)線實現(xiàn)了基于統(tǒng)一標準的互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)載客運營，為城市軌道交通、市域（郊）鐵路、城際鐵路和干線鐵路的“四網(wǎng)融合”奠定了技術基礎。由此，在互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)領域，重慶成為行業(yè)的引領者，成功解決了世界級難題。
“重慶標準” 走向世界
“現(xiàn)在，我上下班都坐軌道交通出行，不用換乘，一車坐到攏。”家住唐家沱，在沙坪壩重慶圖書館附近上班的何強點贊跨線快車。
之前，何強坐4號線列車，需在民安大道換乘環(huán)線到重慶圖書館，非常麻煩。如今乘坐“4號線-環(huán)線”直快列車，可一車直達重慶圖書館附近。“不用換乘，全程節(jié)省13分鐘，如果加上換乘時間，每天上下班，往返總共可節(jié)省約50分鐘?！焙螐娊o記者算了這樣一筆賬。
據(jù)介紹，自“4號線-環(huán)線”跨線運營后，這兩條線路每日新增52列次跨線列車。民安大道站日換乘量減少四成。
不僅如此，“4號線-環(huán)線-5號線”三線互聯(lián)互通列車正在進行空載試運行，預計年內(nèi)上線。屆時，重慶西站早高峰可緩解換乘車站單方向30%的換乘壓力。
此外，軌道列車調(diào)度更加靈活，特別是應對突發(fā)的大客流、車輛故障方面發(fā)揮著積極的作用。
現(xiàn)在環(huán)線備用列車無需停在四公里和馬家?guī)r停車場，實現(xiàn)了常態(tài)化停放在4號線車輛段。假設環(huán)線洪湖東路站上行列車故障或者突現(xiàn)大客流，傳統(tǒng)的方式只能從環(huán)線馬家?guī)r車場或者四公里車場調(diào)度備用車，所需時間分別約25分鐘、30分鐘?，F(xiàn)在直接從4號線調(diào)運，只需約10-15分鐘，至少節(jié)約10分鐘。
此舉還可大大減少車輛運營成本。“4號線-環(huán)線”跨線載客運營實施以來，減少線網(wǎng)列車購置數(shù)10列，節(jié)約車輛采購費4.5億元。
“互聯(lián)互通的成功實施，也讓信號技術壟斷廠商坐地起價的歷史成為過去?！避壍兰瘓F相關負責人表示。
市住房城鄉(xiāng)建委相關人士表示，互聯(lián)互通CBTC信號技術，具有廣泛的推廣應用價值，走出了一條地鐵行業(yè)資源共享、網(wǎng)絡化運營的中國自主創(chuàng)新、集約高效的發(fā)展道路。
數(shù)據(jù)顯示，截至目前，該項目已在杭州、貴陽、西安、鄭州等國內(nèi)25個城市、共53條地鐵線路中應用。
同時，國內(nèi)廠商擁有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)在國內(nèi)市場占比由2014年的26%，提高到2019年80%以上，累計取得相關工程合同金額達176.11億元。
特別是一些國外信號廠商已與中國通號、北京交控等國內(nèi)信號廠商，在北京、長沙、呼和浩特等城市，已按“重慶標準”實施軌道交通互聯(lián)互通。
“重慶標準”還走出“國門”。今年11月6日，采用“重慶標準”的互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)，正式在越南河內(nèi)投運?！斑@是我國自主知識產(chǎn)權的互聯(lián)互通信號系統(tǒng)首次走出國門，實現(xiàn)了中國技術、中國標準、中國設備、中國經(jīng)驗共同‘走出去’的成功案例?！睒I(yè)內(nèi)人士如此表示。
聽聽專家怎樣評說互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)
重慶自主研發(fā)的互聯(lián)互通CBTC信號系統(tǒng)水平如何？聽聽專家怎樣評說。
中國城市軌道交通協(xié)會創(chuàng)始會長包敘定：“互聯(lián)互通項目是軌道交通行業(yè)亟需研究的緊迫課題，重慶互聯(lián)互通示范應用項目成功后，應當廣泛推廣與復制，推動軌道交通行業(yè)發(fā)展。”
中國工程院施仲衡院士評價意見：“項目示范應用取得顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。有力推動具有我國自主知識產(chǎn)權的互聯(lián)互通信號系統(tǒng)的工程化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，有利于提升我國在城市軌道交通領域的國際地位。項目整體技術處于國際領先水平，具有廣泛的使用和推廣價值?！?
中國工程院丁榮軍院士評價意見：“項目整體技術處于國際領先水平，具有廣泛的使用和推廣價值。建議發(fā)揮本項目示范作用，將互聯(lián)互通實現(xiàn)的技術路徑推廣至通信、綜合監(jiān)控、PIS等與軌道交通行車強相關的系統(tǒng)專業(yè)，推動全產(chǎn)業(yè)鏈自主化創(chuàng)新發(fā)展?！?
中國城市軌道交通協(xié)會組織專家評審意見：“重慶CBTC互聯(lián)互通工程在技術上取得重大突破，攻克了互聯(lián)互通的世界性難題，形成中國標準的CBTC互聯(lián)互通產(chǎn)業(yè)鏈，有利于實現(xiàn)中國城市軌道交通網(wǎng)絡化運營和資源共享。”
國家發(fā)改委在本項目成果交流推廣會評論：“項目的成功實施，對于促進軌道交通裝備智能化、標準化，提升城市軌道交通高效、便捷程度具有積極作用?！?
重慶科技成果轉(zhuǎn)化促進會組織科技成果評價會意見：“該成果自主可控、原創(chuàng)性強、應用效果顯著，填補了國際空白。整體技術處于國際領先水平，具有廣泛的推廣應用價值。”
國際鐵路信號工程師協(xié)會（IRSE）官方刊物：“中國CBTC互聯(lián)互通終將占有一席之地?！?
該項目獲得中國城市軌道交通協(xié)會2020年度唯一“城市軌道交通科技進步特等獎”。
