CBTC降低地铁产品寿命周期成本

基于通信的列车控制技术（CBTC）的进步能够帮助主要城市轨道运营商降低产品寿命周期成本，提高服务质量和运营效率。

——泰雷兹集团信号产品战略经理

CBTC解决了地铁运营商关注的一些主要问题，它帮助系统增强安全性，提高运行和维护效率，增强系统可用性，并在系统监测和干预中提供更大的灵活性。

CBTC还带来了其他方面的好处，例如提供增强安全性保证的全自动化无人驾驶运行，以及利用操作人员角色的转变来提高客户服务。特别是无人自动驾驶运行功能使地铁能够应对由于大型活动或运行中断造成的短期客流高峰。

上世纪70年代中期，泰雷兹在加拿大的运营公司（之后是ITT集团的SEL研究中心）致力于CBTC系统研发的开创性工作，使后来的城市轨道信号系统发生了根本性改变。随着对CBTC需求的不断增长，在过去5年中，全球的信号设备供应商已经开发了各自版本的类似技术，但是现在运营商想要更多这方面的技术，那么CBTC技术本身和其供应商们应如何改进来满足市场需求呢？

运营商现在主要关注的成本和经济因素包括能源利用，“绿色”倡议正在推动加强使用再生制动能源，这就需要实时平衡车辆减速、加速以及应用惰行技术，最终才能达成既减少总耗电量，同时又不降低所需的运行等级。

运营商预测将来的CBTC技术升级会给他们带来巨大好处。下述的实用性开发能够满足客户对下一代CBTC系统的需求，它会进一步降低整套系统的硬件花费，同时提升系统的可靠性。

*直驱技术；

*取消列车辅助检测系统，例如未纳入泰雷兹第一代CBTC系统的轨道电路或计轴器；

*灵活的定位处理器；

*无线通信技术。

直驱技术采用精确电子元件管理向信号设备输出的电流，精确电子元件相比维护成本较高的传统信号继电器存在优势。非常精确的安全电子元件设计还可以提供适当的缓冲和保护以应对电压峰值，同时数量众多的昂贵继电器机架则可以合理精简为几个电子机架。最近泰雷兹为道岔和信号设备开发了几种不同的直驱技术，使系统不再需要安全接口控制继电器，降低了资本和运营开支。

当今世界对现场元件控制电路的设计有很大差异，很多铁路信号设备或道岔控制和检测都有其独有的设计，这些设计经过多年的运营经验检验后已经产业化。因此，这种等效定制直驱技术的解决方案能够为轨道交通管理部门节省大笔开支。

泰雷兹将根据最初CBTC系统设计的地面区域控制器的集成技术用于温哥华铁路后，由于该技术的稳固性和低接口管理要求，及其寿命周期的成本效益，越来越多的客户和供应商开始使用这种技术。区域控制器能保证列车的安全间隔并提供联锁功能以满足真正移动闭塞运行，决定通过无线通信系统传送列车移动授权的范围，确保列车自动防护和列车自动运行系统（ATP/ATO）能接收到列车的定位报告，并与邻近区域控制器接口。区域控制器还负责管理站台屏蔽门接口和其他车站设备。

这些技术进步使运营商们认为已经不再需要列车辅助探测系统。由于这些系统已有的固定闭塞存在局限，会限制CBTC性能。因为CBTC系统的设计要求其逾越固定闭塞的逻辑和算法，以克服原有辅助列车探测系统经常出现故障缺点。CBTC系统采用三取二或热备配置的微处理器冗余技术，当一台处理器发生故障，另外一台会自动激活。

因此这套系统不再需要基于轨道电路的后备信号系统，而且已有25年成功的应用经验。冗余微处理器用所有安全子系统中建立的已校验的冗余性和多样性标准，对所有安全输入和输出进行比较，CBTC系统实现的安全性和可靠性的当前等级只有在未配备CBTC车载计算机的列车采用混合模式的应用系统时，才可使用辅助系统。

如今功能强大的处理器能实现车载或地面功能的定位和重定位，提供相对于硬编码参数离线计算的更高速实时数据处理速度，进而使系统性能优化，系统响应时间缩短，软件可升级性更加灵活有效。但是目前电子元件的预期使用年限要远远低于信号设备系统，所以供应商现在所面临的挑战是要拿出一套可维护以及向下兼容的系统升级方案， 便于运营商进行系统无缝升级和维护人员管理。

自从2004年泰雷兹在拉斯维加斯单轨铁路上安装了第一部非专有，自由空间，无线通信设备以来，车地间的通信手段也逐渐发生了变化。运营商们一直希望无线技术继续进步以提高列车和地面设备间的通信质量， 最大限度的利用有效带宽，例如让非自动列控功能共享带宽。

更高的带宽使得车地间的双向数据传输量更大，这也为引入新功能预留了空间，例如更加详实的列车状态监测和预防性维护数据，车载设备安全监测，旅客信息以及音频/视频传输。运营商们还希望能简化系统以降低风险，减少执行时间，加快界面互操作标准的开发。

对运行控制中心环境的设想还包括提高运输系统效率和降低其寿命周期成本，目前部分运营商已开始采用CBTC监控系统和非列车运行系统功能集成设备（也就是数据采集与监控系统（Scada），车载和站台乘客信息系统，安保与防火安全系统），这给综合通信系统供应商提供机遇。目前故障管理设备和CBTC运行设备一样，也已应用在除ATO以外的其他故障-安全系统中。

如今集各种最先进技术于一体建造的现代化控制中心，不仅带来自动化和决策支持系统，同时还提供一个“全面状况认知”的解决方案。它还能兼容各种新应用程序，不用升级和调整现有的系统。为了解决很多供应商对接口问题的担忧，现代化综合控制中心建立了符合国际标准的接口网络，提供完全模块化的解决方案，用以构筑系统结构并使系统能整合所有类型的应用程序， 该种模块可通过添加全新的应用程序，便利的升级、替换和扩充。

现在，压力无疑是在CBTC供应商一方，他们需要提供更多，更好的系统，对于那些证明了自己在综合通信系统和铁路信号创新方面有多年经验的专业供应商来说比起那些全方位的“多面手”供货商是有优势的。但是在CBTC这个竞争激烈的市场中按合约要求交付项目才是最重要的目标。