非凡十年之轨道交通信号系统

中国，拥有超过1万公里的城市轨道交通运营线路，超过15万公里的铁路营业里程。它们奔波不息，构成了城市的生命脉动；它们高速奔跑，支撑起人类史上最大的迁徙，而实现这一切，离不开一种看不见痕迹的科技力量——轨道交通列控系统，又称信号系统。在轨道交通领域，尽管不同类型的列车在运营模式、控制需求上存在差异，但都需要信号系统确保行车安全和提升效率，因此它常常被比喻为列车运行的“大脑”和“中枢神经”，是列车“听从”指挥的秘密所在。

现代中国轨道交通信号系统的探索研究起源于上世纪八十年代左右，在通信、计算机、定位等技术发展基础之上，大致形成了每十年为一个发展周期，历经几次变革，在效率和安全方面得到重大提升。诞生于1986年的卡斯柯拥有三十多年轨道交通信号系统研究经验，这家企业的发展轨迹和中国城市轨道交通信号系统的走向高度重合，在这条轨迹上，曾有过几个重要的里程碑节点。

2008年，为顺利保障来自204个国家和地区的数十万国际友人齐聚首都北京共襄四年一度的国际盛事，发挥支撑作用的交通运输业必须在北京奥运会正式举办前完成重大升级，早在两年前，研究团队已经开始北京地铁2号线信号系统改造，采用CBTC技术缩短列车间隔，用同样的时间输送更大客流。

CBTC（Communication Based Train Control System）又称为基于通信的列车运行控制系统，基于列车和地面之间的双向实时无线通信、列车定位的精准计算等优势，改造后的北京地铁2号线最短运行间隔缩短了近20%，最终在奥运会举办前54天，全国第一套基于WLAN的CBTC系统、全国第一条改造地铁北京2号线成功开通，使得城市轨道交通完成了高效、经济的历史性升级，进入CBTC系统主导时代。

城市轨道交通一直跟随社会发展同步递进，2010年左右，为应对人员大量涌入，城市轨道交通建设进入高峰期，信号系统也迎来了第二次关键创新，2014年，上海轨道交通10号线正式启用最高等级 GoA4级全自动驾驶模式，标志着轨道交通自动化程度的又一次提升，进入下一个时代：系统代替人工完成作业。全自动多个专业集成管理不仅支持列车自动唤醒、综合自检、自动发车、精准停车、自动折返、回库及自动休眠等正常运营场景，而且在故障和应急场景中也能通过各专业间的有效联动，实现突发情况的高效处置。

（检修人员：）我们已检修完39#道岔，现前往40#道岔进行检修作业。
（后台人员：）好的，我这边卡控故障已经消失。

这是一次质的飞跃，城市轨道交通发展开始进入数字化和智能化时代，而无人驾驶只是一个开端，新一代创新成果TACS（Train Autonomous Control System）历经十年打磨，惊艳亮相并完成应用，深圳地铁20号线是全球首条采用TACS（Train Autonomous Control System）实现载客运营的线路。

卡斯柯城轨产品中心 总经理 汪小勇：
TACS这个名字比较拗口，实际上它就是一个列车自主运行系统，那什么叫自主，就是在系统给了它任务以后，它会自己去申请资源，自己去进行防护，自己进行相应的管理和运行，这是自主运行系统，基本上你只要告诉它每天有多少辆车，运行什么间隔，剩下的事情系统全部给你搞定。咱们可以看到深圳20号线目前的情况，这是一个8公里的线路，当然目前跑的是4辆车，实际上它的极限容量是可以到13辆车的，对于一个普通的控制系统，它只能跑6辆车，那么在相同的这种轨道交通基础设施的情况下，它能提供更多的运能，使它的经济性非常好。

列车自主运行系统就如同人的大脑，不仅让列车快速响应下发的指令，同时更加灵活应对运营环境，系统智能化的表现，完美契合了名称背后的美好寓意。

卡斯柯城轨产品中心 总经理 汪小勇：
“启骥”这个名字本身出自于屈原的《离骚》“乘骐骥以驰骋，来吾道夫先路”，我们希望通过启骥这么一个系统，来引导我们整个轨道交通的发展，朝着更高效、更安全的途径去进行。这是一个非常自律的系统，咱们可以先看一下整个折返的状态，它开过来的时候你看绿色的光带代表着资源的申请，然后用完马上就释放，自己要用多少申请多少，刚发车的时候速度低（资源）要的少，那么速度越快（资源）要得越多，要保证这个速度可以运行，在这个过程中，如果你要进一步的想细化，跑更多的车，这个黄色，马上会把这个框释放掉，那么另外一辆车其实可以这样，直接到定位，到这个站台，我还可以再加一辆车进去，对于一个系统也罢，对于一个人类社会也罢，如果所有的人都遵守规则，都很自律，整个的效率就会很高。

2023年6月28日，适逢启骥TACS上线应用一年半，深夜，在深圳地铁20号线国展南站将开始一场现场观摩活动。

现场观摩活动：

调度人员：2005车2006车车辆运维工，现在开始做对向运行测试。

卡斯柯城轨产品中心 总经理 汪小勇：两个车对向开可以到达15米，这个场景特别适合于咱们在车站故障的一些处理，以及自动救援的一些能力。

活动通过展示了7个典型场景让来自国内外专家们感受到启骥TACS的能力，目前这套系统也正应用于上海轨道交通3、4号线改造。从列车运行控制系统到列车自主运行系统，几字之差却意味着中国城市轨道交通在提升运行效率和安全上迈出的领先一步，而这远远不是全部，在轨道交通信号系统的版图上，铁路正经历一次深刻蜕变。

中国铁路自1997年开始，先后历经6次大提速，每一次提速都对列控系统提出了更高的安全要求，也推动了列控技术的发展，自2004年起，更适合中国国情和路情的《CTCS技术总则》发布，历经十余年的技术升级，目前已发展至最新等级——CTCS-N，新型列控系统，这是铁路信号系统从固定闭塞到移动闭塞的转折性标志。

卡斯柯城轨产品中心 总经理 汪小勇研究设计院 常务副院长 周庭梁：
固定闭塞我们可以理解成就是将轨道切成一段一段的固定的区域，那么它的列车的防护的单位是以这个列车轨道区段进行防护的，其实列车的间隔拉的还是比较远的；在移动闭塞的这种支持下面，列车最终它是以前车的车尾为单位去进行一个追踪，这样的话可以理解成就列车挨得更近了，它的运行效率就更高。

新型列控系统主要由车载设备和地面设备构成，相比之前，实现了列控与联锁一体化集成、轨旁控制电子化、北斗卫星定位应用，实现这一切，还要从一条具有重大历史意义的铁路说起。

卡斯柯铁路产品中心 总经理 李卫娟：
尽管新型列控系统近几年才有落地成果的，但我们在2000年左右的时候，青藏线的信号系统（ITCS列车运行控制系统），非常荣幸参与了这条线路的建设，从现在的眼光看那时候，它实际上就是有了很多新的技术，所以我们在这条线上积累了相应的技术。2018年，（原）铁总组织国内核心的信号供应商，开始了新型列控系统这么一个课题，参加了整个过程，同时我们的产品也是最后在若和这条铁路干线上进行了试用，我们也深入调研了地方铁路的一些需求，结合国铁集团这么一个新型列控系统基础，我们自己又延展了一些新的功能，实现了一个面向（地方）货运铁路的新型列控系统产品的开发跟应用，首先是在靖神铁路进行了验证，其次我们在平煤铁路进行了一个实际的开通应用。我们也在不断地创新，我们跟北交大一起承担了一个国家先进轨道交通课题——《基于动态间隔的运能可配置列车运行控制系统技术》，2021年的7月，在青藏铁路公司的哈木线上，整个一套系统进行了一个现场的试验验证，当时也邀请了很多行业内的专家对这个试验验证进行了评审，专家们对系统给予了非常高的评价，叫“世界首例，中国原创”。

随着新型城镇化和“四网融合”综合交通体系建设的推进，市域铁路越来越多的承担起区域联络的重任，为此，研究团队开启新的计划。

卡斯柯铁路产品中心 总经理 李卫娟：
市域信号系统我们是可以配置成三种制式，（其中）一种就是上海机场线这种形式，它工程的特点是在既有的C2+ATO的特点上增加了一个自动折返功能，我们叫做ATB，从甲站的一股折返到甲站的二股，实际上整个过程是没有人参与的，它是一个自动折返过程。

预计2024年年底，上海轨道交通市域线机场联络线将全面开通。

21世纪是中国建设交通强国的世纪，在事关社会运转、人民幸福的问题上，如轨道交通一般，城市基础设施创造的突破会带来无与伦比的惊喜，安全和效率不断提升，智能与绿色并驾前行，大到国家，小到个人，都在用智慧创造一种新的财富，都在用自己的方式描绘着我们共同的未来。

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