“懂车”的自主智能信号系统

策划/李支国 侯德怀

株洲日报全媒体记者/高晓燕

中国拥有超过1万公里的城市轨道交通运营线路，超过15万公里的铁路营业里程。每天在铁轨上川流不息的一辆辆列车，都离不开一种看不见的科技力量——轨道交通列控系统，又称信号系统。

不久前，一组数据再现了信号系统领域的市场格局：2023年，10家信号企业（含联合体）斩获42个信号系统项目。其中，中车株洲所旗下的中车时代电气中标了5个项目，中标金额超16亿元，成为信号系统市场具有强大增长潜力的企业。

铁路“黑匣子”市占率超五成

LKJ列车运行监控系统，俗称铁路“黑匣子”，能够记录机车行驶速度、时间、距离以及司机驾驶操作的相关参数；而且能在非司机操纵条件下，实施全列车的强迫制动减速或停车，并同时有列车运行信息记录、行车安全注意事项语言提示、报警、显示等功能。

中车时代电气研发的具有完全自主知识产权的列控系统，采用北斗卫星高精准定位技术，有效实现了列车精细化自动控制。LKJ系列产品推广运用以来，我国铁路重大、大事故大大减少。截至2023年末，LKJ系统应用于约2.24万台机车和超1500列动车组上，存量市场约3.3万套。

“中国轨道交通信号系统的探索研究，起源于上世纪80年代左右。”中车时代电气相关负责人透露。中车作为中国轨道交通装备制造业的龙头企业，信号系统曾是短板，当时国内城轨信号系统几乎被国外老牌企业垄断。

城市轨道交通是城市发展的“大动脉”，轨道交通信号产业前景广阔、市场潜力巨大。中车时代电气致力补齐城轨信号系统方面的短板，增强中车“产品+、系统+”能力。

经过多年潜心攻关，如今，中车时代电气的LKJ列车运行监控系统等产品国内市场占有率达50%以上，出口至中亚、中东和非洲等地，入选“国家制造业单项冠军产品”。

给长沙地铁2号线“换脑”

长沙地铁2号线运行已有10年，而给2号线提供信号系统的国外厂商被收购，生产线停了，备品备件不做了，运行维护变得格外困难。

2022年5月，长沙地铁2号线信号系统开启更新改造，由中车时代电气负责实施。

这次长沙地铁2号线改造使用的CBTC信号系统，由列车自动监控、自动防护和计算机联锁三大子系统组成，它们之间通过数据通信系统相互交流。

改造的工作量巨大，涉及轨旁设备861台、轨旁线缆719千米、室内机柜445组，且施工精准度要达到厘米级；改造完成后要迅速实现新老系统之间的无缝切换，堪比一场难度极大的“换脑”手术。

“目前，新的地面设备已完成安装，正在全面开展设备调试，再经过动车调试、测试演练以及安全评估之后，就将开始启用新的信号系统进行运营。”改造项目负责人介绍。检查各设备运行良好后，司机驾车出库并切换到CBTC模式，只需轻轻按动ATO按钮启动列车，之后的规划速度、停车等全部交给CBTC完成就行，列车稳定性和乘客出行舒适度将直接拉满。

作为城轨信号系统领域的“新秀”，中车时代电气在2019年面向全球发布全自主CBTC信号系统，在列车控制精度、乘坐舒适性、节能性等方面均处于行业先进水平，还具备未来升级全自动无人驾驶的能力。同时，该系统是面向地铁、轻轨、市域城际列车、磁悬浮等不同轨道交通运输制式需求的一整套信号系统解决方案。

2020年，中车时代电气再次发布自主全自动运行系统信号系统，通过融合控制提升节能降耗能力，车辆系统折返间隔提升30%，精确停车率达到99.999%。

截至目前，中车时代电气已建立起谱系齐全并具有完全自主知识产权的城轨信号系统。其中在长沙4号线、无锡4号线、长沙2号线升级改造、长沙2号线西延二期、贵阳S1、宁慈市域线采用全自主CBTC信号系统；宁波8号线、 合肥6/7号线采用全自主全自动信号系统，17条线城轨信号集成项目累计里程近500公里。

打造轨道交通

车地一体化解决方案

中车时代电气后发赶超，主要得力于“城轨交通信号系统安全与运维保障国家工程实验室”和“轨道交通信号系统湖南省工程研究中心”平台的加持，重点在全自动运行系统、车车通信系统、高速磁浮运控系统等前沿技术领域持续发力，加快推动科研成果产业化。

2022年，中车时代电气完成tSafer-UC4000型车车通信智能信号系统研制。系统融合主动障碍物感知设备，可对列车安全运行提供全方位防护，同时可通过车车、车地通信，实现列车自主进路、自主防护、自主调整和自主感知等自主运行控制，降低列车运行对中心的依赖。

公司还将车载信号系统与车辆电气、环境感知系统深度融合，完成列车自主运行控制系统研制，实现列车运行方式由自动化向自主申请资源、自主间隔防护、自主运行调整等方面的自主化转变，成为更安全、高效、灵活、经济的智慧城轨控制系统。

今年3月22日，中车株洲所第四届科技节开幕，基于自主运行的动态编组列车控制系统发布，利用在多系统集成方面的优势，解决了运输组织与客流动态不匹配、人均公里能耗偏高、乘客出行体验有待提升等痛点问题，实现列车在线动态编组、融合感知自主安全防护、智能调度与互联互通、信号车辆一体化控制，让列车运行速度提升5%以上、智能调度动态编组运输节能20%以上、旅客等待时间减少40%以上。

响应交通强国“绿色、智能”发展目标，中车时代电气正全面贯彻中国中车“系统+”“产品+”战略，协同中车各大主机厂深度合作，打造轨道交通车地一体化解决方案。