郜春海:适用于京津冀城际互联互通信号系统关键技术探讨
发布时间:2015-05-04 11:37:52 编辑:guoxining
本文摘要:京津冀已经成为国家的一个战略,大家可能更多的从规划从技术方面研究,我今天总的一个主题是想什么呢?因为我也参加了很多规划的论坛,谈着谈着总是觉得规划和关键技术两个老是打架,规划说现在规划也实现不了,搞关键设备制造的呢说也没这样的需求。
适用于京津冀城际互联互通信号系统关键技术探讨
北京交控科技有限公司董事长兼总裁 郜春海
京津冀已经成为国家的一个战略,大家可能更多的从规划从技术方面研究,我今天总的一个主题是想什么呢?因为我也参加了很多规划的论坛,谈着谈着总是觉得规划和关键技术两个老是打架,规划说现在规划也实现不了,搞关键设备制造的呢说也没这样的需求。所以我觉得大家通过这样的会议碰撞的还是比较多,所以我针对现在信号这里我就想提一些想法供大家一块去探索。
京津冀城际铁路特点
习总书记在京津冀协同发展工作会上指示:要着力构建现代化交通网络系统,把交通一体化作为先行领域,加快构建快速、便捷、高效、安全、大容量、低成本的互联互通综合交通网络。
这一点和学术不太相关,但是我也和大家提出来,就是习总书记提出这句话,其实是经过若干无考虑,曾经我也有幸讨论了一下上报过程中的问题,这句话其实我们要做的是凝聚了很多专家各方面的要求最后提出来的。就是我们京津冀作为一个区域发展,大家都是交通先行,要什么样的交通?这个地方的交通是中国交通的概念,对于我们今天更多的是轨道交通,轨道交通一定是一个大的骨干,这里面其实快速、便捷、安全、高效、大容量、低成本、必须要互联互通,这个非常明确,必须要互联互通,现在做的地铁也好,特别是地铁贯穿的太多,老百姓上班要花一小时两小时,所以这样失效平均下来比日本要高的多。第二个京津冀提出1小时通勤圈,就是一小时怎么达到,所以把这个提出来。
咱们算一下,一个大城市,大家提出来一个城市轨道交通一小时的半径基本上是50公里到70公里,50公里的概念就是我们现在城市的一般在100公里以下的数,现在的地铁的时速更多的是80,稍微远一点也就是100,这样一个区域我们如何保证让他1小时到。所以不管是哪个城市,以1小时正常情况下上班贯穿的时速太低,所以说1小时我们只能在50公里范围内不足。
第二个我觉得现在先说高铁,高铁加入京津冀、北京、天津、或者石家庄,这些大城市我们怎么保持1小时能到,按时速300公里算,所以最远的一定是高铁,一条不够两条两条不够三条,一定是这样的,解决大区域之间的1小时通行问题,还有我打问号这里的我们大城市也管,大城市和大城市之间也管,现在按照非首都功能的要外移,甚至我们这里面还有很多城市,廊坊、固安还有相关的城市很多,这些小城市我们怎么把它进行联合,这个做完了时速大概是什么样的?大概是200公里。然后城市与大城市之间就是300公里以上,所以这就是我们要选择什么样的方式。
对于信号的角度我们想,大家说现在做装备,有时候我们也困惑,大家说我修一条线,一般是两种思路,做区域也好做市域也好或者做城际也好,要不就按大铁路干,要不然就是普遍的把城市轨道交通拿出来。这个CBTC现在是大家都在做的,实际上他是解决高密度,因为他的站间距确实小,从CBTC角度他要求这么多成本一定是高,但是如果把这个系统朝外延伸浪费很大。
高铁的服务范围广,站间距比较大,相对运营速度在300公里以上,建设成本相对低,信号系统大概是两三千万一公里的投资。但是温州S1线就是点式系统加上一个ATO,这个已经达到550万每公里的成本,所以我认为整个路网内还是要实现互联互通,刚才提到的,如果说我刚才说的打问号的区域如果不去互联互通,还是这样建法的话,一小时根本达不到,根本跑不下来,所以对于这样的信号系统其实国外大铁路基本上是我们现在两种类方式,一个是ETCS,我们中和参照这个信号是CTCS无,这个系统结构相对比较复杂,功能交叉也比较多。
城际铁路信号系统制式选择
针对这样的情况我们要选择一条什么样的城际铁路呢?这就要求我们把需求和特点搞明白以后来选择。城际铁路有如下特点:站间距10-20km;度160-200kmph (快捷);勤功能,减少换乘(便捷);隔90-180秒(高效);号系统SIL4级(安全);勤功能,客流量大(大容量);成本;1小时通勤圈";与城轨、市域线路跨线运行,可借用高速铁路共线、跨线运营。
在城际铁路的信号制式上,国外也有很多的研究。Ansaldo提出ETCS L1+CBTC系统方案,支持扩展ATO。列车能够贯穿整个线路,可实现城铁与大铁跨线运行。NGTC-Next Generation Train Control,是由国际公共交通协会(UITP) 组织欧洲的地铁、大铁的供应商、运营商参与研究的下一代铁路控制系统。目标是实现地铁、大铁、城际等轨道交通的需求的合并,并建立一套标准的车地通信规范。
总体上,我们觉得城际铁路互联互通信号系统应该具备如下特点
采用移动闭塞,列车追踪间隔90-180秒;
减少轨旁信号设备,低成本易维护;
采用基于北斗/GPS的多传感器融合列车定位;
采用LTE或者基于Wifi的车地透明传输;
可以兼容ETCS、CTCS和CBTC。
城际铁路信号系统关键技术
总体来说,城际铁路信号系统有以下几个关键技术:
(1)高速度高密度低成本的精简系统配置及优化技术。轨旁取消应答器、轨道电路、计轴、线缆等设备,仅保留LTE基站、目标控制器(隧道内保留少量应答器);CI和ZC设备合并,功能合理分配;提高车载设备智能化水平。
(2)卫星定位的多传感器融合列车测速定位技术。利用列车自主多传感器融合测速定位以实现移动闭塞;通过卫星定位实现对列车位置校正,减少对轨旁应答器的需求;安全有效的列车空转滑行等异常情况检测和防护技术
(3)满足互联互通要求的车地透明传输技术。采用透明车地无线传输通道,实现双向、大容量、高速度、抗干扰的列控信息通信;基于LTE等最新的无线通信技术,实现信号、CCTV、PIS、无线列调等信息综合承载,并提供维护信息远程上传功能;采用统一的安全协议和车地接口,实现不同厂家车地设备通信内容的互联互通安全编码与解码技术。
(4)兼容ETCS/CTCS、CBTC的车地控制信息接口技术。城际铁路列车可在城市/市域轨道网络内运行,也可借用国铁线路运营,形成真正满足客流需要的城际铁路体系。
总的就是要体现出来1小时通行圈如何去减少换乘、提高效率,我觉得应该去加大力度去研制低成本、高效率的城际互联互通的信号系统。现在北京市甚至已经在拟项开展这样的工作,我们也想今年或者明年向国家去申请,其实国家发改委已经发来一文,要专门针对城际这样的信号或者说其他的专业要进行开展相关的研究。