城市轨道交通CBTC互联互通发展趋势及建议

《全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划》中明确要求：充分发挥城市轨道交通在城市公共交通中的骨干作用，超大城市和特大城市应积极建设城市轨道交通网络，优化轨道交通功能层次，符合条件的大城市，应当结合城市发展和交通需求，因地制宜地建设城市轨道交通系统，构建覆盖主客流走廊的城市轨道交通骨架［1］。截至2016年末，中国大陆地区（不含港澳台）共有 58座城市（含地方政府批复的14座城市）的城轨建设规划获批，可研批复投资累计 34 995.4亿元，规划线路总长达7 305.3 km。在建、规划线路规模进一步扩大，投资额持续增长，建设速度稳健提升［1-2］。

在新一轮的城市轨道交通建设中，网络化运营的CBTC（基于通信的列车控制）互联互通系统是其显著特点。

其中，Y表示被解释变量，X表示解释变量，λ为空间自相关系数，W是空间权重矩阵，WX和WY为解释变量和被解释变量的空间滞后项，β和θ表示回归系数，ε表示误差项。

1 互联互通CBTC系统的发展背景

1.1 城市轨道交通建设存在的问题

城市轨道交通经历上百年的发展，各方面、各专业都已形成体系，且比较成熟，但随着时间的推移，一些问题也逐渐显现出来，例如：客流分布不均衡，各条线路独立运营，线路富余运能无法被利用；乘客只能通过车站换乘，无法满足快速、直达的出行需求；线网中车站、车辆、信号、供电、车场等资源共享率低，资源未得到充分利用；换乘客流占上下车客流比例高（65%～82%），换乘站客流组织压力大，存在安全隐患，增大车站规模也难以从根本上解决换乘压力。

1.2 互联互通CBTC系统

为了解决目前城市轨道交通的问题，结合国外城市轨道交通的发展经验，基于网络化运营设计的互联互通思想应运而生。该思想既有利于实现资源合理分配，又能系统化提高服务水平；既弥补单线独立运营带来的很多不足，又可避免运营后再花时间和精力改造线路和车站［2］。

1.2.1 互联互通CBTC系统的必要性

从城市规模角度考虑，互联互通CBTC系统的重要性主要体现在两个方面：①符合特大城市区域轨道交通发展的要求，特大城市30～70 km圈内，形成了大量的通勤客流，互联互通CBTC系统可提高线路和设备利用率，形成网络化行车和客运组织；②符合中小城市轨道交通的要求，城市中心区需要高频率的服务，市郊需要较高旅行速度和延长运营时间的服务。除此以外，对于城市轨道交通建设单位，互联互通CBTC系统也很有必要，例如共享车辆段、多线共轨运行、定制运行线路、分段建设和增购车辆、资源共享和调配、降低培训成本、网间运营等。1.2.2 国内外城市轨道交通互联互通现状

2017年8月28日重庆环线列车在5号线地面（园博园中心集中区）成功升级CBTC，是国家互联互通示范工程的重要里程碑，标志着国内CBTC互联互通时代的到来及CBTC互联互通的关键技术已经取得了突破。

1.2.3 互联互通实现途径

从国内外城市轨道交通互联互通发展现状可知，目前世界上实现互联互通有5种处理方式［4］：

（1）采用同一厂商相同制式的信号系统；

启用“高校固定资产管理平台”，固定资产从验收入账、变动、处置到最后销账的全周期必须经由平台进行反映，这样，固定资产的每一个环节都能够在平台中体现，实现资产使用（保管）者、资产管理员、资产管理部门、财务部门等管理过程的闭环控制。

（2）加装多套信号车载设备；

1.2.4 互联互通关键难题

（4）采用通用的信号车载设备；

（5）基于统一规范标准的信号互联互通设备配置。

前文揭示，东晋敦煌僧人于道邃追随师父于法兰泛海西行求法，师徒二人求法未成身先死，双双病死于岭南交趾。在他们去世大约60年之后，高昌僧人道普再次踏上了泛海西行求法的道路。《高僧传》载：

采用第五种方法，能够保护各制造商的知识产权与核心技术，有利于形成健康的产业链，但这种方式实现起来也是技术难度最大的。

（3）加装多套信号地面设备；

①业主合理编制招投标文件，做好合同编制基础上，详细规定合同各项内容，确保甲乙双方都能认可合同规定内容，以防因合同纠纷引发索赔事件。②对项目招投标过程加强监管，以防招标单位借助法律漏洞或人为因素影响，为了获得项目招标而不惜采取不正当手段。③对施工过程加强监管。项目施工中，优化施工工序；项目施工中，严格实施签证制度管理项目变更问题，同时对项目施工材料与价格加大管理与控制力度。

要实现基于统一规范标准的信号互联互通，面临三个关键技术难题：①各个信号厂商的CBTC系统是独立开发和设计的；②基于统一接口规范实现互联互通，无成熟经验可参考；③不同厂商的CBTC系统互联互通以后引进新的危险源，如何确保其可靠性。如图1所示。

腾讯董事会主席马化腾凭借328亿美元的身家蝉联榜单第二名，但他的财富缩水了62亿美元。去年的首富、中国恒大董事局主席许家印的排名跌至第三名。许家印的身家为308亿美元，下降28%，折合约117亿美元，他是今年财富值降低最多的富豪。

1.3 互联互通工程背景

针对重庆轨道交通第一轮建设过程中存在的问题，重庆轨道交通（集团）有限公司在规划二期工程4、5、10号线及环线（共 4条线路，长 168 km）时，采用互联互通标准建设，并向国家发展和改革委员会申请国家示范工程项目。

图1 关键难题示意图

2 国家示范工程项目

2.1 重庆轨道交通CBTC互联互通实现方式

国家发展和改革委员会的三年行动计划将重庆轨道交通互联互通工程中的难点——CBTC互联互通列为国家示范工程项目，并要求中国城市轨道交通协会（以下简为“中城协”）组织编写CBTC互联互通规范及LTE-M（LTE for Metro）规范。针对重庆工程项目，重庆轨道交通（集团）有限公司组织编写了重庆轨道交通列车控制系统标准（CQTCS）。重庆轨道交通二期工程中标的各信号厂商参与了重庆轨道交通CBTC互联互通规范编写，并依据行业CBTC互联互通规范及重庆地方规范，进行具有自主知识产权的互联互通CBTC信号系统的开发和应用。

2.2 重庆轨道交通CBTC互联互通示范工程目标

近年来，武汉商学院就教风的建设采取了多样化的措施。比如采取“新进教师助教制度”，用“以老带新”的方式传承教学技艺和教学方法；开展教学质量月活动，通过微课比赛、教案比赛促进教学质量的提高；在教学环节上，对课堂提出高标准、对教学质量提出严要求；在科研上，加大力度奖励做出了突出贡献的老师等等。

重庆轨道交通CBTC互联互通示范工程肩负4个主要任务：①攻克CBTC互联互通关键技术并研制出4家互联互通CBTC的产品；②实现自主化信号系统的创新应用、工程示范应用和网络化运营组织管理；③搭建互联互通系统测试验证平台；④编制CBTC互联互通技术规范体系并用实际工程验证。

2.3 重庆轨道交通互联互通线路和工程条件概述

重庆轨道交通二期工程规划了4、5、10号线及环线4条线（设置4个联络线），4条线路概况如表1所示。

表1 重庆轨道交通二期工程线路条件

线路名称 线路全长/km 车站数/座环线 50.80 33 4号线 46.06 20 5号线 37.10 25 10号线 34.30 27

2.4 重庆轨道交通CBTC互联互通技术线路

重庆轨道交通CBTC互联互通的技术实现是：根据中城协牵头制定的CBTC互联互通技术规范，如接口规范、测试规范等，各信号厂家按照互联互通规范开发产品，并在交叉测试平台进行交叉测试和反复验证，测试通过的软件产品发布到工程项目应用。同时，针对交叉测试或工程项目过程中出现的问题，中城协制定了修订规范的流程。重庆轨道交通互联互通技术路线示意图如图2所示。

图2 重庆轨道交通互联互通技术路线示意图

2.4.1 重庆轨道交通CBTC互联互通技术规范

其二，语音听写功能，即使用语音输入法将语音信息转换成文字信息，以增强阅读体验。当前，把语音以≤60秒的速度转换成对应的文字信息，让机器能够听懂人类语言并达到超过95%的准确率，这也是人工智能的一大技术能力，已具备支持中英文多语种与粤、豫、川等方言识别，以及以180字/分的语音输入速度方便快捷地实现信息沟通的技术能力。人工智能还可基于用户语音特征建立个性化的词条语言模型，用于调整识别参数而持续优化识别效果，提高个性化词条识别准确率。由于使用超大规模语言模型，语音听写对所识别语句能智能预测其对话语境，同时具有提供智能断句和中英文标点智能预测的能力。

2015年1月至今，为了编制重庆轨道交通互联互通技术规范，做了大量工作：①组织4家技术专题会共计108次，形成会议纪要任务项200余项；②涉及接口、规范12项，更新各个接口、规范累计300余次；③参与讨论的人员累计超过2 300人次。

2.1.2 3组小鼠气道压力比较 与对照组比较，脂多糖组6 h后的气道压力升高，18 h后的气道压力下降，差异均有统计学意义(P<0.05)；而在36 h后，两组气道压力比较，差异无统计学意义(P>0.05)。6 h后，甲强龙组气道压力较脂多糖组下降，18 h后，甲强龙组气道压力较脂多糖组升高，差异均有统计学意义(P<0.05)；36 h后，两组气道压力比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见图1b。

“采用现代化质量管理工具进行原因分析和流程改造，借助信息化手段进行精细化监管，保障患者就医安全和减少医疗差错与事故发生，这是多年来医院患者安全风险防范与精细化监管的具体举措与思路。”

重庆轨道交通CBTC互联互通规范由互联互通技术规范、地方规范、LTE-M规范三部分组成，如图3所示。

图3 重庆轨道交通互联互通规范组成图

（1）CBTC互联互通技术规范。CBTC互联互通系列标准分为系统、接口、测试和工程4个规范，共17个部分。

（2）地方规范。2017年2月，重庆轨道交通（集团）有限公司针对重庆工程发布地方标准DBJ 50/T—250—2016《重庆轨道交通列车控制系统（CQTCS）标准》。

（49）短瓣大萼苔 Cephalozia macounii （Austin）Austin. 杨志平（2006）；余夏君等（2018）

一系列行业CBTC互联互通技术规范是CBTC互联互通的上位规范，即必要条件，缺一不可；将其结合地方规范，就成为这个城市CBTC互联互通的充要条件（如图4所示）。

重庆轨道交通二轮建设的CBTC系统采用四条线四家供货厂商，各线路间可实现共线、跨线运营，提高资源共享水平和网络化运营水平。示范工程目标分为两个阶段：①2017年5号线、10号线开通，实现共线运营；②2018年4号线和环线开通，实现跨线运营。

高铁改变了珲春市旅游空间格局，增强了可进入性，区域旅游联系更加紧密。但是对珲春市公共服务设施压力过大，社区居民与游客矛盾增加，人才流失。本文仅讨论高铁对于珲春市旅游业单一维度的影响，实际上高铁对旅游业、社会经济的影响极其复杂，需要深入进行多维度的分析和讨论。

图4 互联互通规范和地方规范的关系示意图

（3）LTE-M规范。CBTC互联互通系统的实现，通信平台的互联互通是基础。在国家无线电管理委员会批准1.8 GHz专用频段（1 785～1 805 MHz）后，中国城市轨道交通协会启动了LTE for Metro（LTE-M）的标准编制。LTE-M系统标准分总体、接口、设备、测试、工程5个规范，共19个部分。2017年2月，《重庆市轨道交通CBTC 1.8 GHz车地无线通信系统频率使用方案》获市经委批复（渝经信无管（局）［2017］8号），1 785 ～ 1 790 MHz、1 800 ～ 1 805 MHz为互联互通车地无线通信专用频段。

2.4.2 重庆轨道交通CBTC互联互通产品

CBTC互联互通产品要满足上述规范，并具备以下功能：①点式功能；②CBTC功能；③支持共线、跨线运营。

瓷砖本质上是一种实用，易于维护的地板材料.然而即使釉面砖也有空隙，可能污染变脏，特别是在交通区域或油脂存留处.虽然严重污染区域可能极难完全清洁干净，但在大多数情况下，清洁瓷砖地板相对容易.清洁应从最温和的手段开始，比如温水擦洗.通常可以用非皂基类的家用地板清洁剂清洁.使用前清洁去污产品需要在不显眼的小面积区域进行测试.尽可能不使用酸性溶液，因为它们可以损害瓷釉中的复合硅酸盐.有部分专门配制的酸性清洁剂可以用于去除地砖上的涂层，但必须谨慎使用[6].磨料和机械研磨机可能磨损釉面，不应采用研磨法.

2.4.3 重庆轨道交通互联互通交叉测试

重庆轨道交通互联互通面临的挑战是各信号厂商验证互联互通进行的交叉测试。交叉测试的基础是交叉测试平台，以验证互联互通CBTC功能。交叉测试平台在工程实施中的技术保障作用如图5所示。

图5 工程实施关键技术保障环节示意图

CBTC信号系统交叉测试平台为工程项目实施提供有力支撑：①验证是否符合CBTC互联互通系列标准及重庆轨道交通互联互通工程的功能需求；②减少对互联互通线路正常开通的影响；③节省互联互通线路现场测试时间；④提高系统的安全性、可靠性和可用性。

交叉测试平台在工程完工后，可建成第三方CBTC互联互通测试平台，成为CBTC互联互通产品认证机构的签约实验室，也可作为互联互通CBTC的产品研发基地和培训基地。

2.4.4 重庆轨道交通CBTC互联互通工程项目

重庆轨道交通互联互通工程项目有4条线，在调试过程中，每条线选取2个集中区作为样板段，进行室内和现场工作，具体如图6所示。

图6 样板段示意图

互联互通技术在国内外已进行了几十年的探索和尝试，以典型城市为例，北京基本是单线运营，互联互通还没有实现；上海、香港实际采用同一家的信号系统平台来实现共线运营；巴黎轨道交通基本实现了车辆、信号、线路的互联互通；柏林的S-Ban系统在市区段采用多线共轨运行模式，实现共线运营［2］；纽约至今未达到互联互通的投运条件。

3 建议

3.1 大力推广互联互通CBTC制式

网络化运营的互联互通CBTC系统从规划、运营等层面都具有重要意义。在规划层面上，实现城市轨道交通的整体规划，降低换乘站的建设规模，通过共用降低车辆段建设规模，降低共用路段建设规模等，以降低城市轨道交通的建设成本；在运营层面上，实现更好的网络化运营，降低培训和维护成本，减少乘客换乘，有效吸引客流，司机和调度人员的路网内共享等，实现资源共享，更好服务人民出行。

在城市轨道交通信号领域，国家示范工程项目有两个：一个是重庆的CBTC互联互通国家示范工程，另一个是北京燕房线全自动运行系统。将这两个国家级的示范工程有机地结合在一起并加以拓展，就能构成互联互通的FAO（全自动运行）系统，这是中国城市轨道交通信号系统的发展方向。

城市轨道交通建设大致分为三个阶段：网络规划阶段，招投标阶段，同期建设、分期建设。在今后的城市轨道交通建设中，建议如下：

（1）网络规划阶段：要将网络化运营互联互通作为考虑因素。

（2）招投标阶段：对各专业提出要优先考虑满足互联互通标准要求。

（3）同期建设、分期建设：城市轨道交通可能同期建设多条线，也可能分期建设多条线，一定要采用统一标准，便于可持续发展。

重庆轨道交通互联互通项目取得的成绩，已引起国内其他城市的关注和应用，如北京、青岛、长沙、贵阳、乌鲁木齐等城市。后续建设网络化互联互通的项目，可分为两种情况：一种为同期建设多条线路，另一种为分期建设多条线路，针对不同情况应该采用不同方法。第一种情况，各条线路在互联互通建设中要定期交流沟通；第二种情况，先建设线路要为后期项目建设的互联互通做好充分准备。

3.2 推进网络化FAO系统

FAO系统已在北京燕房线得到工程验证，并在2017年年底开通。与此同时，互联互通CBTC系统也已取得突破性进展。因此，基于网络化和云平台的互联互通FAO系统必将成为将来的发展趋势。互联互通的FAO系统应是互联互通CBTC系统的延伸和升级。

CBTC互联互通技术规范正在审批过程中。其包含系统、接口、测试和工程4个规范，共17个部分（如表2），在重庆示范工程共线运行得到验证后，有望在2018年上半年发布。

表2 互联互通技术规范

序号 类型 名称 状态1系统规范应答器报文规范 专委会发布6 CBTC系统车地连续通信协议规范 专委会发布7 车载列车自动保护（ATP）/列车自动运行（ATO）系统与车辆的接口技术要求 专委会发布8 区域控制器（ZC）间接口规范 专委会发布9 计算机联锁（CI）间接口规范 报批稿10 列车自动控制系统（ATS）间接口规范 报批稿11 信号各子系统与维护支持子系统（MSS）间接口规范 报批搞12 互联互通车载人机界面技术条件 送审稿13 测试规范系统总体要求 专委会发布2 系统架构和功能分配技术要求 专委会发布3 车载电子地图技术规范 专委会发布4 互联互通危害分析 送审稿5接口规范CBTC部分测试及验证技术规范 报批稿14 点式部分测试及验证技术规范 报批稿15 工程规范互联互通工程设计导则 送审稿16 互联互通安全评估规范 送审稿17 互联互通系统交付基本条件 送审稿

关于互联互通的FAO系统，面临技术难度更大、系统集成度更高等问题，需要轨道交通公司和信号厂商、车辆供应厂商及各专业应用公司一起，迎难而上、团结合作、奋力进取、持续创新，让中国城市轨道交通的技术处于世界轨道交通的前列。

4 结语

CBTC互联互通国家示范工程克服了世界性难题，目前已取得阶段性突破进展。中城协将积极推动互联互通技术规范应用于我国城市轨道交通建设，为“十三五规划”的贯彻实施做出贡献。此外，要持续提升我国整体技术装备水平在国际上的影响力，将中国城市轨道交通CBTC互联互通技术应用于国际市场。

一是成为评价和判断事物水平高低、性质优劣的标准。实践主体的动作、语言等具备技巧、技能等而被视作水平高、优秀。如《淮南子》：“故以巧斗力者，始于阳，常卒于阴。”[14](P1009)因此，“巧”发展成“灵巧”义。

参考文献

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［2］ 中国城市轨道交通协会.中国城市轨道交通年度统计和分析报告2016［R］.北京：中国城市轨道交通协会，2017.

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［4］ 金世杰，郜春海.城轨交通信号系统资源共享与互联互通［J］.都市快轨交通，2007（2）：92.

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［7］ 郜春海.关于城市轨道交通“走出去”的思考［J］.都市快轨交通，2016（3）：4.

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