北京地铁打造“最强大脑”
2015-12-22
从飞驰而过的14号线列车，到每一座车站，再到马泉营和张仪村的车辆段，最后到位于小营的北京地铁控制指挥中心。这些遥远的距离之间，是一条条肉眼看不到的线，控制着列车的一举一动。早晚高峰期，两辆列车之间的最小距离甚至只有十几米，但依然能灵敏、安全地行进。这一系列高难度运营的背后，依靠了被称为“最强大脑”的CBTC信号系统（基于无线通信的列车自动控制系统）。
从2008年开通的10号线一期，到年底开通的昌平线二期和14号线中段，北京地铁大部分线路都用上了CBTC信号系统。记者从市轨道交通建设管理公司获悉，北京地铁正研究继续升级“最强大脑”，实现各条线路的互联互通，让列车发车间隔更短，乘客乘车更便利。
实现90秒最小发车间隔
在2013年和2014年开通了西段和东段后，今年地铁14号线将再开通中段的大部分线路。但受限于丽泽商务区建设影响，14号线未来几年里还得东西分段运营。但这种分段开通、分段运营的现状，让北京交控科技的技术经理黄健反复测试了整整一年。
14号线全线都配上CBTC信号系统，在地铁控制系统上，这项技术已经纳入第一梯队。但前期要投入大量的精力试验，从而让信号更加精准。“精准安全地控制两车距离在十几米内已是难事，而14号线的信号又是分段不同技术模式的，更是难上加难。”黄健说。
拿14号线中段16公里为例，每辆车、每个车站都要安装设备；即使在隧道区间里，每隔200米也得有一组传输设备。列车开通前一年，这些设备都要仔细安装，并逐一进行实验。
技术繁琐，但益处良多。理论上CBTC的发车间隔可以达到90秒。
今年年底开通的14号线中段和昌平线二期将全部采用CBTC信号系统，北京地铁CBTC的网络已经初见规模。“两条地铁使用的CBTC均是国产自主化技术，由北京企业生产。”黄健说。与此同时，北京地铁最老的地铁线——1号线也升级改造为CBTC信号系统，再加上8号线的升级改造项目，北京的地铁版图上，就仅剩八通线、5号线和13号线还未配上“最强大脑”。
自主化技术“攻占山头”
2008年北京奥运会开幕前半个多月，北京地铁10号线一期工程率先开通。当年投入运营时，也成为北京地铁历史上的一个节点。这条地铁成为北京地铁第一条开通后就使用CBTC信号系统的地铁线路。
当时，10号线的CBTC技术并未出自中国企业，这项技术牢牢地被海外轨道交通巨头垄断。2008年，一份列着北京地铁中非国产化的清单被列出，这其中便包括最核心的信号系统、通信系统、屏蔽门系统等技术。
市轨道交通建设管理公司副总经理韩志伟用“攻占山头”来形容实现这些技术国产化的过程。从2004年开始，由北京交通大学、北京交控科技主导的技术团队开始了探索自主化CBTC技术的艰难过程。
“最困难的一项技术就是如何控制两车之间的追踪距离。”当年参与自主化技术研发的北京交控科技副总裁王伟向记者回忆起研发时的困难。通俗地说，CBTC之所以能让发车间隔变小，是因为可以实现轨道上两辆列车之间最短十几米的距离，为此在实验室和线路上反复磨练了6年。
2010年，自主化CBTC技术终于取得突破，率先应用在当年开通的亦庄线上。与此同时，多项技术山头也被“攻占”了下来：同年，自主化生产的屏蔽门系统装进了地铁昌平线；去年，国产的无线调度通信系统用到地铁7号线上。
“最强大脑”将继续升级“最强大脑”的自主化已经形成“气候”，另一项更高级的技术也提上了日程。
熟悉地铁的乘客都清楚，北京地铁是“专车跑专线”，固定的车跑固定的轨道线路，不像铁路上轨道基本上都是共用的。北京地铁新一轮的技术升级，将打破这个限制。“去年开始，北京地铁正在研究各条线路的互联互通。”韩志伟说。所谓“互联互通”，也是针对各条线路不同的信号等技术而言。
这项技术的研发基础是需要提供信号技术的企业能够互相配合、共享才能完成。此前，北京地铁CBTC一直垄断在外国设备商手中，很难实现“互联互通”。而在这几年，自主化技术陆续被国内企业一一攻破，才让北京互联互通有了可能。韩志伟透露，这项技术计划在“十三五”期间取得进展。“成型后，同一条轨道上，A号线列车可以经过，B号线列车需要时也可以行驶。”
王伟向记者分析，实现了互联互通后，一旦某条线车辆短缺，另一条线上的列车就可以补空；技术更成熟时，乘客乘坐地铁可以省去换乘的麻烦、直接到达。“就如同从四惠到达官营，原来需要经过1号线、5号线再换7号线，互联互通后乘客可以直接到达官营。”他说。
北京地铁CBTC发展过程
2008年：
10号线一期成为第一条用上CBTC信号系统的线路
2010年：
亦庄线成为第一条用上自主化CBTC信号系统的线路，半年后昌平线跟进具备功能
2015年：
北京地铁最老的地铁线改造升级成为CBTC信号系统
正在进行改造升级的线路：8号线
目前还未实现的线路：
八通线、5号线、13号线
本文来源：北京日报责任编辑：黄欢_NN1650
