卡斯柯公司地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化報(bào)告

1、卡斯柯公司地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化報(bào)告崔科刖H通號(hào)集團(tuán)公司合資企業(yè)卡斯柯信號(hào)有限公司一直是中國(guó)地鐵信號(hào)系統(tǒng)建設(shè) 的積極參與者，從上世紀(jì)九十年代初參加當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的上海地鐵一號(hào)線信 號(hào)系統(tǒng)ATC的施工調(diào)試開始，卡斯柯公司在該領(lǐng)域的足跡已遍布國(guó)內(nèi)和國(guó)外， 業(yè)務(wù)范圍也從安裝調(diào)試擴(kuò)展到系統(tǒng)產(chǎn)品提供和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，卡斯柯公司正以越來(lái) 越活躍的身影，為國(guó)家的軌道交通建設(shè)和信號(hào)系統(tǒng)的技術(shù)提升而努力。一個(gè)完整的地鐵信號(hào)系統(tǒng) ATC, 一般包括自動(dòng)列車監(jiān)控（ATS）、自動(dòng)列 車保護(hù)（ATP）、自動(dòng)列車駕駛（ATO）、軌道電路和聯(lián)鎖等幾部分。最近十 幾年來(lái)地鐵信號(hào)技術(shù)發(fā)展很快，從固定閉塞系統(tǒng)階段起步，歷經(jīng)準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系 統(tǒng)

2、階段，直至今天處于主導(dǎo)地位的基于無(wú)線移動(dòng)通訊的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)CBTC。本文以地鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展為線索，介紹卡斯柯公司在地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化方 面秉承由易到難，逐步消化吸收國(guó)外技術(shù)的發(fā)展軌跡。在固定和準(zhǔn)移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)方面的工作1994年卡斯柯公司和當(dāng)時(shí)的外方母公司美國(guó) GRS （現(xiàn)為ALSTOM） 一起， 獲得了上海地鐵一號(hào)線信號(hào)系統(tǒng) ATC的合同，這是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)第一個(gè)具備列車自 動(dòng)駕駛（ATO）功能的固定閉塞地鐵信號(hào)系統(tǒng)，卡斯柯公司參與了該項(xiàng)目的車 載和軌旁ATP/ATO、軌道電路和ATS等系統(tǒng)的調(diào)試，并且?guī)椭?GRS進(jìn)行了大 量的工程設(shè)計(jì)工作，該項(xiàng)目于1996年成功順利開通運(yùn)行。通過(guò)該項(xiàng)目，公司

3、培 訓(xùn)和鍛煉了一支熟悉地鐵信號(hào)系統(tǒng)的工程師和管理人員隊(duì)伍，為以后的國(guó)產(chǎn)化 工作儲(chǔ)備了一些關(guān)鍵技術(shù)。在工程實(shí)踐中，卡斯柯發(fā)現(xiàn)地鐵的自動(dòng)列車監(jiān)控系 統(tǒng)（ATS）不涉及關(guān)鍵的故障安全技術(shù)，本著由易到難，逐步消化吸收國(guó)外技 術(shù)的原則，決定以ATS作為國(guó)產(chǎn)化的突破口。恰逢其時(shí)，卡斯柯公司的中方母公司中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司（現(xiàn)中國(guó)鐵路通信信號(hào)集團(tuán)公司）于1996年取得了伊朗德黑蘭地鐵一、二號(hào)線 ATC系統(tǒng)總集 成合同，并將這兩條線路的 ATS項(xiàng)目合同交給卡斯柯公司，使卡斯柯?lián)碛辛说?鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化的起點(diǎn)。從1997初開始，卡斯柯公司參考上海地鐵一號(hào)線 ATS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，用十八個(gè)月的時(shí)間，自主開發(fā)了

4、有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 的ATS100系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了包括傳統(tǒng)的列車和信號(hào)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)督控制功能 外，還提供了基于計(jì)劃的列車自動(dòng)調(diào)度和調(diào)整功能，于2000年在德黑蘭現(xiàn)場(chǎng)順利開通使用。同時(shí)由于 ATS100的成功，在2001年上海地鐵一號(hào)線北延伸升級(jí) 改造時(shí)，上海地鐵建設(shè)公司（現(xiàn)為上海中通地鐵集團(tuán)公司）決定使用卡斯柯公 司的ATS10O,更換1995年從美國(guó)GRS進(jìn)口的ATS系統(tǒng)，卡斯柯提供的新型 ATS系統(tǒng)在2003年初投入使用，成為國(guó)內(nèi)地鐵線路中第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化的實(shí)用 ATS系統(tǒng)。至此，通過(guò)上海地鐵一號(hào)線共三期工程的實(shí)施，卡斯柯已經(jīng)完全掌握了基 于固定閉塞技術(shù)的地鐵信號(hào)系統(tǒng)。同時(shí)卡斯柯公司于199

5、9年至2001年期間，組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)能手仿制了上海一號(hào)線軌道電路并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的試 驗(yàn)，對(duì)車載ATP的工作原理和安全理論基礎(chǔ)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從而完成了技 術(shù)積累和儲(chǔ)備，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)，在實(shí)施上海一號(hào)線北延伸項(xiàng)目時(shí)，卡斯柯的 國(guó)產(chǎn)化VPI計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖順利實(shí)現(xiàn)了 ATP編碼和通過(guò)安全通訊將編碼傳送到 GRS 的數(shù)字機(jī)車信號(hào)編碼板，這充分驗(yàn)證了卡斯柯公司在ATP技術(shù)研發(fā)水平上的成熟?？ㄋ箍鹿九c現(xiàn)在的外方母公司 ALSTOM從2001年開始實(shí)施上海地鐵三號(hào) 線、四號(hào)線的合同，卡斯柯承擔(dān)了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的應(yīng)用設(shè)計(jì)、車載 ATP/ATO的 調(diào)試、軌道電路的調(diào)試等工作。這些線路的 ATS采用了卡斯柯的

6、ATS200系 統(tǒng),與ALSTOM的URBALISE200準(zhǔn)移動(dòng)閉塞地鐵信號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成。 由于三號(hào)線和四號(hào)線有十個(gè)車站的共線區(qū)段，運(yùn)輸模式是目前國(guó)內(nèi)地鐵線路中最復(fù)雜的，對(duì)ATS的可靠性和計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度管理的復(fù)雜性都提出了前所未有 組要求，卡斯柯組織技術(shù)攻關(guān)、努力解決了一系列技術(shù)難題后，每一期都按照 用戶要求按時(shí)保質(zhì)開通。該 ATS系統(tǒng)到目前為止已經(jīng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行三年，這充 分證明了卡斯柯在ATS技術(shù)上已經(jīng)趨向成熟。更為重要的是卡斯柯在國(guó)產(chǎn)化產(chǎn) 品與國(guó)外比較復(fù)雜的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞 ATC系統(tǒng)的集成方面，取得了經(jīng)驗(yàn)、建立了信 心。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是所有地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵安全產(chǎn)品，卡斯柯公司從開始進(jìn) 口

7、 GRS的聯(lián)鎖軟件和硬件為起點(diǎn)，到今天全部掌握計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的核心技術(shù)，經(jīng) 過(guò)了近20年的努力。早在1989年，中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司和卡斯柯信號(hào)公 司派出專家組，到GRS美國(guó)總部進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)半年多的培訓(xùn)和工作，于 1991年 成功在廣深線紅海站開通了中國(guó)鐵路干線第一個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（VPI）,當(dāng)時(shí)此成果榮獲鐵道部和中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司的榮譽(yù)表彰和高度肯定。從1996年起，卡斯柯公司積極開始 VPI系統(tǒng)的硬件國(guó)產(chǎn)化和聯(lián)鎖邏輯的獨(dú)立開發(fā)，因 為不掌握系統(tǒng)核心安全原理，當(dāng)時(shí) VPI的安全型系統(tǒng)軟件和聯(lián)鎖邏輯開發(fā)工具 軟件仍由GRS公司提供。在由GRS主管聯(lián)鎖技術(shù)的副總裁簽署了 VPI系統(tǒng)國(guó) 產(chǎn)化硬件許

8、用證后，1998年1月，卡斯柯在蘭州鐵路局河口南站成功開通了第 一個(gè)全部硬件國(guó)產(chǎn)化、聯(lián)鎖邏輯獨(dú)立完成的雙機(jī)熱備的VPI型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖工程，標(biāo)志著卡斯柯在引進(jìn)安全系統(tǒng)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)硬件國(guó)產(chǎn)化的探索道路上邁出了 重要的實(shí)質(zhì)性步伐。但是隨著聯(lián)鎖技術(shù)政策的某些變化，雙機(jī)熱備的 VPI逐漸在國(guó)內(nèi)聯(lián)鎖產(chǎn)品 中被邊緣化。從2003年開始，卡斯柯開始全面學(xué)習(xí)和引進(jìn) ALSTOM的“二乘 二取二”計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)并實(shí)施軟硬件的國(guó)產(chǎn)化。2006年11月，ALSTOM集團(tuán)具有歐洲鐵路SIL4信號(hào)安全認(rèn)證資質(zhì)的技術(shù)管理專家團(tuán)隊(duì)，在對(duì) iLOCK二 乘二取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的國(guó)產(chǎn)化過(guò)程和技術(shù)成果進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)半年多的安全評(píng)審和測(cè)試后，給

9、該系統(tǒng)簽發(fā)了安全審查報(bào)告和安全認(rèn)證證書，表明國(guó)產(chǎn)化的iLOCK系統(tǒng)在完全度和可用性達(dá)到歐洲同類產(chǎn)品的水平。由于在ATS技術(shù)和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)國(guó)產(chǎn)化上的成功，卡斯柯公司在2005年得到了北京地鐵五號(hào)線 ATS和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的供貨合同，又一次將國(guó)產(chǎn)化的新型 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖使用在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中。在移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)CBTC方面的工作隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外業(yè)界領(lǐng)先的信號(hào)公司推出基于移動(dòng)閉 塞的信號(hào)系統(tǒng)CBTC,這往往導(dǎo)致國(guó)內(nèi)公司剛剛研制成功的產(chǎn)品還沒有上市就 已經(jīng)被市場(chǎng)邊緣化。所以卡斯柯公司一直認(rèn)為，通過(guò)將自身國(guó)產(chǎn)化的信號(hào)產(chǎn)品 與國(guó)外領(lǐng)先的信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行集 成，既可以在工程實(shí)踐完善自己的產(chǎn)品，也可以 通

10、過(guò)實(shí)踐培養(yǎng)本公司在地鐵信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)用方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，從而掌握系統(tǒng)技 術(shù)，使自己的國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)順應(yīng)市場(chǎng)潮流。2006年ALSTOM決定將卡斯柯公司的 ATS400系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，集 成到其最新的地鐵移動(dòng)閉塞 ATC系統(tǒng)URBALISE 888的產(chǎn)品線中，與卡斯 柯一起制定未來(lái)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的總體解決方案。URBALISE 888在中國(guó)市場(chǎng)取得了成功，先獲得北京地鐵二號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)升級(jí)合同，又獲得了中國(guó)第一條無(wú)人 駕駛的地鐵信號(hào)系統(tǒng)合同一一北京機(jī)場(chǎng)線，充分體現(xiàn)了用戶對(duì)卡斯柯技術(shù)和產(chǎn) 品的認(rèn)可?？ㄋ箍鹿镜募夹g(shù)團(tuán)隊(duì)在參與 URBALISE 888系統(tǒng)各關(guān)鍵子系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 和接口設(shè)計(jì)的同時(shí)，按照歐洲

11、CENELEC標(biāo)準(zhǔn)，使ATS400達(dá)到安全完整度二 級(jí)，這也將是國(guó)內(nèi)第一個(gè)達(dá)到 SIL2等級(jí)的列車監(jiān)督控制系統(tǒng)，目前 ATS400和 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)在 ALSTOM法國(guó)總部通過(guò)了與URBALISE 888的部分工廠 集成測(cè)試。同時(shí)為增強(qiáng)卡斯柯在今后 CBTC信號(hào)系統(tǒng)上的開發(fā)和工程實(shí)施能力，卡斯柯公司與ALSTOM在上海建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)全套 CBTC系統(tǒng)試驗(yàn)室， 許多原計(jì)劃在ALSTOM法國(guó)本部進(jìn)行的測(cè)試開發(fā)工作也將轉(zhuǎn)移到上海進(jìn)行。工程業(yè)績(jī)下表列出了卡斯柯信號(hào)有限公司地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外地鐵信 號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)績(jī)（見表）。從表中可以看出卡斯柯在地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中的長(zhǎng)足進(jìn)步。其一

12、， 卡斯柯公司在與ALSTOM的合作過(guò)程中，從最初只能提供簡(jiǎn)單的技術(shù)服務(wù)逐步 發(fā)展到今天能夠提供安全系統(tǒng)產(chǎn)品和實(shí)施主要的項(xiàng)目管理工作；其二，在同一 項(xiàng)目中的合同份額比例，卡斯柯公司從最初上海地鐵一號(hào)線時(shí)的不到10% ,提高到北京機(jī)場(chǎng)線時(shí)的45% ;其三，2006年卡斯柯公司地鐵相關(guān)市場(chǎng)合同已占公 司全年市場(chǎng)合同總額的一半，切切實(shí)實(shí)地為公司創(chuàng)造了大量利潤(rùn)。人才隊(duì)伍經(jīng)過(guò)多年地鐵項(xiàng)目的實(shí)施和產(chǎn)品開發(fā)，卡斯柯公司積累了一批具有豐富專 業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的工程師隊(duì)伍。目前卡斯柯公司在上?？偛亢捅本┓止径几髟O(shè) 一城軌交通部專 業(yè)從事地鐵項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和工程設(shè)計(jì)，另從事計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的 設(shè)計(jì)、施工和產(chǎn)品開發(fā)的工程師在四十人以上。止匕外，十二年來(lái)，卡斯柯公司 一直保持著一支ATS軟件核心開發(fā)團(tuán)隊(duì)，在他們的努力和奉獻(xiàn)下，卡斯柯的 ATS系統(tǒng)已經(jīng)從最早的ATS-100型發(fā)展到今天的基于移動(dòng)閉塞技術(shù)的 ATS-400 型，確保公司始終在該領(lǐng)域內(nèi)居領(lǐng)先地位。公司管理層認(rèn)識(shí)到，長(zhǎng)期構(gòu)建一支知識(shí)不斷更新、積極認(rèn)真進(jìn)取的高素質(zhì) 技術(shù)人才隊(duì)伍，是地鐵信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化能否成功的決定性因素。為此，每年公 司都派大量技術(shù)人員赴歐美參加 ALSTOM的技術(shù)培訓(xùn)，并同時(shí)將越來(lái)越多的高 學(xué)歷年輕工程師充實(shí)到地鐵產(chǎn)品的技術(shù)隊(duì)伍中來(lái)，目前卡斯柯公司從