“无感”改造的背后：2号线完成整线制大修改造 实现“双信号”系统

【信源】上海地铁维护保障有限公司通号分公司

【编辑】吴侃俊、samuel

【本期责编】蓝爸爸

【本期编审】shining灵感

2025年3月31日，随着tbtc系统的正式投用，叠加24年初的cbtc系统启用，上海地铁2号线正式升级为全球首条拥有“双信号系统”的地铁线路。cbtc＋tbtc“双信号系统”将全面提升系统的智能性和安全性。

自2000年开通以来，上海地铁2号线作为上海第二条运营的地铁线路，也是首条横跨黄浦江、连接浦东与浦西的交通大动脉，已承载了无数乘客的梦想与脚步，其单日最高客流量达193万人次，位居上海地铁之首。然而，随着城市的发展，2号线面临着诸多亟待解决的挑战，设备逐渐老化、运力需求日益增长、运营服务水平要求不断提高……升级改造迫在眉睫。经过专家组的全面评估，上海地铁研究规划，提出了针对2号线信号系统的大修改造项目，以全面提高全线整体设备可靠性，提升运营服务质量。

在众多待改进的项目中，信号系统的革新无疑是最为关键且复杂的环节。这一过程好比一场高风险的“换颅手术”，不仅涉及多个专业接口，还必须确保运营的持续稳定，其难度与挑战不言而喻。

“双保险”系统，地铁信号的“双卡双待”

当时在既有线改造中，行业内常见两种方案，一是“修旧如旧”，仅对既有系统硬件翻新，虽操作简单、无需重新设计且兼容性好，但无法解决既有系统技术服务差、备件难购、标准不统一等问题，且功能和性能与cbtc系统有差距，难以满足2号线的运能需求。二是新系统完全替换既有系统，顺应信号技术发展趋势，但过渡期间车载信号系统需同时安装tbtc（基于轨道电路的列车控制）和cbtc（基于通信的列车控制）两套设备，并配备倒接装置以实现与车辆接口的切换，这增加了系统复杂性，工程量巨大、耗时长，且割接风险极高，需在割接当晚将全线30个站、3个停车场及100列车同时从旧系统切换至新系统，难度风险极大，还需提前结束运营，这与集团最初制定的“不影响运营”原则相悖。

基于信号系统的可靠性和可用性、割接风险、工期时长等因素，结合国内外案例及2号线实际情况，项目团队经多方研究和商议，提出了“双信号系统”方案，这是一套“双保险”系统，好比手机的“双卡双待”。将轨旁设备全部升级为新系统，列车上则同时支持新cbtc系统并兼容既有信号系统，使列车能在新老系统间无缝切换，突破轨旁设备限制，从而实现“边运营，边增能，边改造”的新思路，同时降低了夜间调试时间成本。轨旁与列车改造同步进行、互不影响，倒接方式灵活，显著降低倒接风险，并且契合“无感改造”理念，为首次整线制大修改造提供了高容错率，给很多改造过程中的风险点提供了有效的防范措施。

突破技术瓶颈，接口开放的关键推进

提出“双信号系统”方案后，项目团队迅速意识到，实施该方案面临关键挑战：2号线既有信号系统（tbtc）长期依赖国外厂商，技术与设备均受制于外方支持。要在既有制式基础上增添新系统，必须让厂商开放既有设备接口，否则方案难以落地。然而，项目筹划初期，外国厂商坚持利旧方案，拒绝开放接口，谈判陷入僵局。上海地铁以“替换系统”为筹码，最终迫使外方妥协，成功实现技术接口开放，为双套系统落地创造条件。

从创新理念到创新成果落地，绝非易事。上海地铁携手卡斯柯信号有限公司组成攻坚团队，围绕“新老互备、不同制式、双套系统”理念，进行一系列可行性验证。2018年4月，北翟路停车场开展兼容性车载测试评审会，验证列车在两种信号模式下运营的可行性，结果符合预期，为2号线信号升级改造带来曙光。

整线制改造，高效协同与风险管控的艺术

2号线的改造是一次整线制的大修改造，涵盖信号系统升级及其他配套专业的同步改造，以确保整条线路的高效同步运转。然而，由于运营时间长，夜间施工时间短（通常仅两至三小时），系统倒接环节尤为关键且风险高，仅倒接及确认设备状态就需要两至三小时，甚至更久。一旦出现问题，故障处理和系统恢复难度极大。

为应对挑战，项目团队采取多项创新举措：实施“正线留车”措施，夜间运营结束后列车停放在轨道上待命，节省入库出库时间，为调试争取更多时间；安排调度员、司机、站务员及维护人员进行多次多车演练（中等规模5次，超大规模4次），涵盖日常运营场景，助力人员适应新系统。割接前期，施工人员进行割接预演，明确工序。除新增31列新车外，现有列车改造逐列进行，确保早晚高峰运营不受影响。列车安装兼容系统后，可在两种信号模式下运行，无需倒接操作，保障运营效率并降低倒接风险，实现运营、改造与增能同步推进。此外，优化资源分配，将列车调试调整至基地试车线，精确调度上、下行施工资源，以大规模演练代替试运行完成最后几列车的调试，高效完成节点目标。

从“零”到“一”，“无感”作业再升级

项目团队秉持循序渐进原则，持续优化施工流程，尤其在重大节点前，精心制定详细方案，为后续工程筑牢根基。 2022年7月，团队成功举办了样板段评审活动。借鉴新楼盘样板房思路，样板段概念在项目初期即对系统功能进行检验，并提前开展新系统列车调试。此次样板段覆盖徐泾东至淞虹路区间，评审活动不仅验证了双信号系统的功能与稳定性，还确立了信号系统功能设计的标准化，为后续车站工程提供了可借鉴范例。

2023年下半年，项目团队与上海轨道交通协会合作，制定了行业团体标准，填补了全国信号系统更新改造及投入运营评估条件的空白。至2023年底，完成cbtc系统投入运营前的专家评审，为新系统启用做好充分准备。

2024年1月27日凌晨，在优化割接工序后，上海地铁2号线进行了cbtc信号系统第一阶段ato（列车自动运行）割接，从割接开始到顺利完成仅仅用时26分钟。全部作业均以“无感”为前提，从“无感”调试，再到“无感”割接。“无感”的背后，是一次次系统的完善和方案的精进，团队累计撰写超过190篇设备认知成果文件，那些字叠字不断细化的预案，是这场“手术”完美成功的保障。

2025年3月31日，tbtc系统的正式投用，升级后的tbtc系统作为备用系统，采用的af-904型数字无绝缘轨道电路，以微处理器为基础，运用了数字编码技术，信息量大，可为列车运行提供多种不同的速度信息，实现列车运行的模式曲线控制，比一般音频无绝缘轨道电路具有更大的抗干扰性能。在cbtc降级至tbtc情况下，列车仍具备接收速度码功能和ato下的驾驶模式。在主用系统故障时，备用系统仍能实现2分钟的运营间隔。

大修改造开展至今，这条已运营24年的地铁线路，历经“十年打磨”，完成了64公里、30座车站旧线“焕”新的艰巨任务，完美实现了大客流既有线不中断运营整线制改造的“零”突破。上海地铁2号线信号系统改造将为未来更多城市的既有线改造升级提供“上海方案”，为城市轨道交通的可持续发展注入新的活力。

上观号作者：上海地铁shmetro