北京地鐵打造“最強大腦”
2015-12-22
從飛馳而過的14號線列車，到每一座車站，再到馬泉營和張儀村的車輛段，最后到位于小營的北京地鐵控制指揮中心。這些遙遠的距離之間，是一條條肉眼看不到的線，控制著列車的一舉一動。早晚高峰期，兩輛列車之間的最小距離甚至只有十幾米，但依然能靈敏、安全地行進。這一系列高難度運營的背后，依靠了被稱為“最強大腦”的CBTC信號系統(tǒng)（基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)）。
從2008年開通的10號線一期，到年底開通的昌平線二期和14號線中段，北京地鐵大部分線路都用上了CBTC信號系統(tǒng)。記者從市軌道交通建設管理公司獲悉，北京地鐵正研究繼續(xù)升級“最強大腦”，實現(xiàn)各條線路的互聯(lián)互通，讓列車發(fā)車間隔更短，乘客乘車更便利。
實現(xiàn)90秒最小發(fā)車間隔
在2013年和2014年開通了西段和東段后，今年地鐵14號線將再開通中段的大部分線路。但受限于麗澤商務區(qū)建設影響，14號線未來幾年里還得東西分段運營。但這種分段開通、分段運營的現(xiàn)狀，讓北京交控科技的技術經理黃健反復測試了整整一年。
14號線全線都配上CBTC信號系統(tǒng)，在地鐵控制系統(tǒng)上，這項技術已經納入第一梯隊。但前期要投入大量的精力試驗，從而讓信號更加精準。“精準安全地控制兩車距離在十幾米內已是難事，而14號線的信號又是分段不同技術模式的，更是難上加難。”黃健說。
拿14號線中段16公里為例，每輛車、每個車站都要安裝設備；即使在隧道區(qū)間里，每隔200米也得有一組傳輸設備。列車開通前一年，這些設備都要仔細安裝，并逐一進行實驗。
技術繁瑣，但益處良多。理論上CBTC的發(fā)車間隔可以達到90秒。
今年年底開通的14號線中段和昌平線二期將全部采用CBTC信號系統(tǒng)，北京地鐵CBTC的網(wǎng)絡已經初見規(guī)模?！皟蓷l地鐵使用的CBTC均是國產自主化技術，由北京企業(yè)生產。”黃健說。與此同時，北京地鐵最老的地鐵線——1號線也升級改造為CBTC信號系統(tǒng)，再加上8號線的升級改造項目，北京的地鐵版圖上，就僅剩八通線、5號線和13號線還未配上“最強大腦”。
自主化技術“攻占山頭”
2008年北京奧運會開幕前半個多月，北京地鐵10號線一期工程率先開通。當年投入運營時，也成為北京地鐵歷史上的一個節(jié)點。這條地鐵成為北京地鐵第一條開通后就使用CBTC信號系統(tǒng)的地鐵線路。
當時，10號線的CBTC技術并未出自中國企業(yè)，這項技術牢牢地被海外軌道交通巨頭壟斷。2008年，一份列著北京地鐵中非國產化的清單被列出，這其中便包括最核心的信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)等技術。
市軌道交通建設管理公司副總經理韓志偉用“攻占山頭”來形容實現(xiàn)這些技術國產化的過程。從2004年開始，由北京交通大學、北京交控科技主導的技術團隊開始了探索自主化CBTC技術的艱難過程。
“最困難的一項技術就是如何控制兩車之間的追蹤距離。”當年參與自主化技術研發(fā)的北京交控科技副總裁王偉向記者回憶起研發(fā)時的困難。通俗地說，CBTC之所以能讓發(fā)車間隔變小，是因為可以實現(xiàn)軌道上兩輛列車之間最短十幾米的距離，為此在實驗室和線路上反復磨練了6年。
2010年，自主化CBTC技術終于取得突破，率先應用在當年開通的亦莊線上。與此同時，多項技術山頭也被“攻占”了下來：同年，自主化生產的屏蔽門系統(tǒng)裝進了地鐵昌平線；去年，國產的無線調度通信系統(tǒng)用到地鐵7號線上。
“最強大腦”將繼續(xù)升級“最強大腦”的自主化已經形成“氣候”，另一項更高級的技術也提上了日程。
熟悉地鐵的乘客都清楚，北京地鐵是“專車跑專線”，固定的車跑固定的軌道線路，不像鐵路上軌道基本上都是共用的。北京地鐵新一輪的技術升級，將打破這個限制?！叭ツ觊_始，北京地鐵正在研究各條線路的互聯(lián)互通。”韓志偉說。所謂“互聯(lián)互通”，也是針對各條線路不同的信號等技術而言。
這項技術的研發(fā)基礎是需要提供信號技術的企業(yè)能夠互相配合、共享才能完成。此前，北京地鐵CBTC一直壟斷在外國設備商手中，很難實現(xiàn)“互聯(lián)互通”。而在這幾年，自主化技術陸續(xù)被國內企業(yè)一一攻破，才讓北京互聯(lián)互通有了可能。韓志偉透露，這項技術計劃在“十三五”期間取得進展?！俺尚秃?，同一條軌道上，A號線列車可以經過，B號線列車需要時也可以行駛?！?br />
王偉向記者分析，實現(xiàn)了互聯(lián)互通后，一旦某條線車輛短缺，另一條線上的列車就可以補空；技術更成熟時，乘客乘坐地鐵可以省去換乘的麻煩、直接到達?！熬腿缤瑥乃幕莸竭_官營，原來需要經過1號線、5號線再換7號線，互聯(lián)互通后乘客可以直接到達官營。”他說。
北京地鐵CBTC發(fā)展過程
2008年：
10號線一期成為第一條用上CBTC信號系統(tǒng)的線路
2010年：
亦莊線成為第一條用上自主化CBTC信號系統(tǒng)的線路，半年后昌平線跟進具備功能
2015年：
北京地鐵最老的地鐵線改造升級成為CBTC信號系統(tǒng)
正在進行改造升級的線路：8號線
目前還未實現(xiàn)的線路：
八通線、5號線、13號線
本文來源：北京日報責任編輯：黃歡_NN1650
