非凡十年之軌道交通信號系統

中國，擁有超過1萬公里的城市軌道交通運營線路，超過15萬公里的鐵路營業里程。它們奔波不息，構成了城市的生命脈動；它們高速奔跑，支撐起人類史上最大的遷徙，而實現這一切，離不開一種看不見痕跡的科技力量——軌道交通列控系統，又稱信號系統。在軌道交通領域，盡管不同類型的列車在運營模式、控制需求上存在差異，但都需要信號系統確保行車安全和提升效率，因此它常常被比喻為列車運行的“大腦”和“中樞神經”，是列車“聽從”指揮的秘密所在。

現代中國軌道交通信號系統的探索研究起源于上世紀八十年代左右，在通信、計算機、定位等技術發展基礎之上，大致形成了每十年為一個發展周期，歷經幾次變革，在效率和安全方面得到重大提升。誕生于1986年的卡斯柯擁有三十多年軌道交通信號系統研究經驗，這家企業的發展軌跡和中國城市軌道交通信號系統的走向高度重合，在這條軌跡上，曾有過幾個重要的里程碑節點。

2008年，為順利保障來自204個國家和地區的數十萬國際友人齊聚首都北京共襄四年一度的國際盛事，發揮支撐作用的交通運輸業必須在北京奧運會正式舉辦前完成重大升級，早在兩年前，研究團隊已經開始北京地鐵2號線信號系統改造，采用CBTC技術縮短列車間隔，用同樣的時間輸送更大客流。

CBTC（Communication Based Train Control System）又稱為基于通信的列車運行控制系統，基于列車和地面之間的雙向實時無線通信、列車定位的精準計算等優勢，改造后的北京地鐵2號線最短運行間隔縮短了近20%，最終在奧運會舉辦前54天，全國第一套基于WLAN的CBTC系統、全國第一條改造地鐵北京2號線成功開通，使得城市軌道交通完成了高效、經濟的歷史性升級，進入CBTC系統主導時代。

城市軌道交通一直跟隨社會發展同步遞進，2010年左右，為應對人員大量涌入，城市軌道交通建設進入高峰期，信號系統也迎來了第二次關鍵創新，2014年，上海軌道交通10號線正式啟用最高等級 GoA4級全自動駕駛模式，標志著軌道交通自動化程度的又一次提升，進入下一個時代：系統代替人工完成作業。全自動多個專業集成管理不僅支持列車自動喚醒、綜合自檢、自動發車、精準停車、自動折返、回庫及自動休眠等正常運營場景，而且在故障和應急場景中也能通過各專業間的有效聯動，實現突發情況的高效處置。

（檢修人員：）我們已檢修完39#道岔，現前往40#道岔進行檢修作業。
（后臺人員：）好的，我這邊卡控故障已經消失。

這是一次質的飛躍，城市軌道交通發展開始進入數字化和智能化時代，而無人駕駛只是一個開端，新一代創新成果TACS（Train Autonomous Control System）歷經十年打磨，驚艷亮相并完成應用，深圳地鐵20號線是全球首條采用TACS（Train Autonomous Control System）實現載客運營的線路。

卡斯柯城軌產品中心 總經理 汪小勇：
TACS這個名字比較拗口，實際上它就是一個列車自主運行系統，那什么叫自主，就是在系統給了它任務以后，它會自己去申請資源，自己去進行防護，自己進行相應的管理和運行，這是自主運行系統，基本上你只要告訴它每天有多少輛車，運行什么間隔，剩下的事情系統全部給你搞定。咱們可以看到深圳20號線目前的情況，這是一個8公里的線路，當然目前跑的是4輛車，實際上它的極限容量是可以到13輛車的，對于一個普通的控制系統，它只能跑6輛車，那么在相同的這種軌道交通基礎設施的情況下，它能提供更多的運能，使它的經濟性非常好。

列車自主運行系統就如同人的大腦，不僅讓列車快速響應下發的指令，同時更加靈活應對運營環境，系統智能化的表現，完美契合了名稱背后的美好寓意。

卡斯柯城軌產品中心 總經理 汪小勇：
“啟驥”這個名字本身出自于屈原的《離騷》“乘騏驥以馳騁，來吾道夫先路”，我們希望通過啟驥這么一個系統，來引導我們整個軌道交通的發展，朝著更高效、更安全的途徑去進行。這是一個非常自律的系統，咱們可以先看一下整個折返的狀態，它開過來的時候你看綠色的光帶代表著資源的申請，然后用完馬上就釋放，自己要用多少申請多少，剛發車的時候速度低（資源）要的少，那么速度越快（資源）要得越多，要保證這個速度可以運行，在這個過程中，如果你要進一步的想細化，跑更多的車，這個黃色，馬上會把這個框釋放掉，那么另外一輛車其實可以這樣，直接到定位，到這個站臺，我還可以再加一輛車進去，對于一個系統也罷，對于一個人類社會也罷，如果所有的人都遵守規則，都很自律，整個的效率就會很高。

2023年6月28日，適逢啟驥TACS上線應用一年半，深夜，在深圳地鐵20號線國展南站將開始一場現場觀摩活動。

現場觀摩活動：

調度人員：2005車2006車車輛運維工，現在開始做對向運行測試。

卡斯柯城軌產品中心 總經理 汪小勇：兩個車對向開可以到達15米，這個場景特別適合于咱們在車站故障的一些處理，以及自動救援的一些能力。

活動通過展示了7個典型場景讓來自國內外專家們感受到啟驥TACS的能力，目前這套系統也正應用于上海軌道交通3、4號線改造。從列車運行控制系統到列車自主運行系統，幾字之差卻意味著中國城市軌道交通在提升運行效率和安全上邁出的領先一步，而這遠遠不是全部，在軌道交通信號系統的版圖上，鐵路正經歷一次深刻蛻變。

中國鐵路自1997年開始，先后歷經6次大提速，每一次提速都對列控系統提出了更高的安全要求，也推動了列控技術的發展，自2004年起，更適合中國國情和路情的《CTCS技術總則》發布，歷經十余年的技術升級，目前已發展至最新等級——CTCS-N，新型列控系統，這是鐵路信號系統從固定閉塞到移動閉塞的轉折性標志。

卡斯柯城軌產品中心 總經理 汪小勇研究設計院 常務副院長 周庭梁：
固定閉塞我們可以理解成就是將軌道切成一段一段的固定的區域，那么它的列車的防護的單位是以這個列車軌道區段進行防護的，其實列車的間隔拉的還是比較遠的；在移動閉塞的這種支持下面，列車最終它是以前車的車尾為單位去進行一個追蹤，這樣的話可以理解成就列車挨得更近了，它的運行效率就更高。

新型列控系統主要由車載設備和地面設備構成，相比之前，實現了列控與聯鎖一體化集成、軌旁控制電子化、北斗衛星定位應用，實現這一切，還要從一條具有重大歷史意義的鐵路說起。

卡斯柯鐵路產品中心 總經理 李衛娟：
盡管新型列控系統近幾年才有落地成果的，但我們在2000年左右的時候，青藏線的信號系統（ITCS列車運行控制系統），非常榮幸參與了這條線路的建設，從現在的眼光看那時候，它實際上就是有了很多新的技術，所以我們在這條線上積累了相應的技術。2018年，（原）鐵總組織國內核心的信號供應商，開始了新型列控系統這么一個課題，參加了整個過程，同時我們的產品也是最后在若和這條鐵路干線上進行了試用，我們也深入調研了地方鐵路的一些需求，結合國鐵集團這么一個新型列控系統基礎，我們自己又延展了一些新的功能，實現了一個面向（地方）貨運鐵路的新型列控系統產品的開發跟應用，首先是在靖神鐵路進行了驗證，其次我們在平煤鐵路進行了一個實際的開通應用。我們也在不斷地創新，我們跟北交大一起承擔了一個國家先進軌道交通課題——《基于動態間隔的運能可配置列車運行控制系統技術》，2021年的7月，在青藏鐵路公司的哈木線上，整個一套系統進行了一個現場的試驗驗證，當時也邀請了很多行業內的專家對這個試驗驗證進行了評審，專家們對系統給予了非常高的評價，叫“世界首例，中國原創”。

隨著新型城鎮化和“四網融合”綜合交通體系建設的推進，市域鐵路越來越多的承擔起區域聯絡的重任，為此，研究團隊開啟新的計劃。

卡斯柯鐵路產品中心 總經理 李衛娟：
市域信號系統我們是可以配置成三種制式，（其中）一種就是上海機場線這種形式，它工程的特點是在既有的C2+ATO的特點上增加了一個自動折返功能，我們叫做ATB，從甲站的一股折返到甲站的二股，實際上整個過程是沒有人參與的，它是一個自動折返過程。

預計2024年年底，上海軌道交通市域線機場聯絡線將全面開通。

21世紀是中國建設交通強國的世紀，在事關社會運轉、人民幸福的問題上，如軌道交通一般，城市基礎設施創造的突破會帶來無與倫比的驚喜，安全和效率不斷提升，智能與綠色并駕前行，大到國家，小到個人，都在用智慧創造一種新的財富，都在用自己的方式描繪著我們共同的未來。

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