作者:王珊 来源:中国科学报 www.sciencenet.cn 发布时间:2013-10-29 9:39:20
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轨道交通为何屡屡“瘫痪” 自主化信号系统故障
 
■本报见习记者 王珊
 
10月28日的北京,秋风萧瑟,早上8点多,地铁东单站人声鼎沸、摩肩接踵。不过,与以往不同的是,喧闹的人群却集中在地铁口处。原来,当日早上7点30分,地铁5号线1045次列车因车载信号故障造成部分列车晚点,地铁5号线东单站北换乘通道因客流较大改为地面换乘。
 
而就在此前几天,北京地铁10号线出现的问题更加频繁,一个月内连续出现7次故障,造成高峰期客流严重积压。北京地铁公司对此的解释也多为信号故障。
 
其实,不仅北京,自2012年底开通以来,武汉地铁2号线也被指称10个月内出现9次问题,且大多是信号系统的原因。
 
信号系统是城市轨道交通调度指挥和安全控制的重要系统,常被形象地称为城市轨道交通的“大脑”和“神经中枢”。到底是什么原因,导致这些“大脑”一再“瘫痪”呢?
 
制式繁杂
 
“信号系统是影响列车安全运行的重要因素之一。”北京全路通信信号研究设计院教授级高级工程师申大川告诉《中国科学报》记者。
 
据了解,世界范围内正在使用的城市轨道交通信号系统主要有两种:基于轨道电路的ATC(列车自动控制系统)和基于通信的ATC(基于通信的列车自动控制系统,即CBTC系统)。
 
相对于基于轨道电路的ATC系统,CBTC系统可以实现车地之间的双向通信,且传输信息量大,传输速度快,能缩短行车间隔,提高地铁客运能力。
 
由于起步较晚,长期以来,我国信号系统的核心技术被外商持有和垄断,我国地铁ATC系统基本是采用国外设备,各城市采用的信号系统种类繁杂。
 
甚至有人称,“10号线用的是德国的信号系统、日本的技术、国产的硬件”。不兼容,成为故障频发的重要原因。
 
“‘大脑’的控制和管理是我国轨道交通发展的薄弱环节。”城市轨道交通专家、上海大学终身教授戴世强在接受《中国科学报》记者采访时表示。
 
推行困难
 
2010年,北京地铁亦庄线顺利开通试运营,这是我国第一个具有自主知识产权CBTC系统的示范工程线,其设备国产化率达到90%。随后,昌平线、14号线也相继采用该系统。
 
北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室主任唐涛告诉《中国科学报》记者,“尽管如此,由于自主化技术推广具有一定的风险,国外的技术依然受到用户的青睐”。
 
对此,申大川也持相近的观点。不过,他认为自主化CBTC系统推出的时间尚短、移动通信技术运用于信号控制技术也待完善,短期内出现无法大面积推出、应用不足的局面也属正常。
 
实际上,信号系统在投入运营前,均要经过长时间的调试和试运行考核。
 
申大川说,完整的ATC系统从研发至成功运用通常需要八年左右的时间,而国外的ATC产品已经经历了多次更新换代和改进,成熟度较高,安全评价标准体系相对完善。
 
此前,在接受媒体采访时,申大川曾指出,我国城市轨道交通的相关标准缺口达70%~80%。他认为,现状是,“虽然几经努力,缺口有所减少,但未能根本改观”。
 
信号系统是涉及行车安全的系统,在安全认证上,我国城市轨道交通信号系统目前引入了独立第三方认证。
 
“目前安全验证还更多地局限在产品研制过程、主要安全功能案例的认证及信号系统投入试运营基本条件的核查。”申大川说,很多细节性的指标、性能往往未纳入验证范围,还是靠研制单位自行把关,并在运行的生命周期内证实。
 
“政出多门”
 
在全国近期修建的城市轨道交通线路中,大多采用的是CBTC系统。CBTC技术已经是未来轨道交通信号技术的发展趋势。
 
然而,问题也随之而来。
 
目前,我国有近十家单位在作CBTC系统的应用研究,加上既有的国外系统,信号产品“政出多门”的问题也再次摆在面前。城市轨道交通信号系统的发展,再次面临重大挑战。
 
“国产化与自主化是解决问题的关键。”唐涛表示。他认为,国家应从政策层面鼓励风险分担,支持自主化技术的应用。
 
“应在已有的工程和产品标准体系上,充实具体标准。”申大川指出,标准和技术是相辅相成、互相促进的,标准体系的完善应该建立在不断自主创新以及不断进步的技术基础上。
 
此外,申大川认为,我国轨道交通信号系统的建设与技术的发展还应更多地关注以行车指挥和列车运行为核心的机电系统综合管理平台的发展与建设,并向更大的综合系统演进。
 
戴世强则表示,应该加大对城市轨道交通的科研投入,大力开展交通科学的研究。 (原标题《轨道交通“大脑”为何屡屡“瘫痪”》)
 
《中国科学报》 (2013-10-29 第1版 要闻)
 
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