全球首例轨道交通“双套信号系统”模式成功应用

经过近五年时间的持续技术攻关和改造，上海轨道交通2号线信号控制系统改造已于近日实现了关键性突破，在已经完成31列新购列车安装调试的基础上，针对69列既有信号制式列车的改造工程也正式启动。未来，2号线将升级为全球首条拥有“双套信号系统”的地铁线路。“双套系统”将有效解决2号线现有信号系统迭代开通并趋于老化，难以同步升级改造的难题，同时系统的智能性和安全性也将全面提升，即使主用信号系统遇到故障，其备用系统仍能实现2分钟的列车运营间隔，保障高峰期间的正常运营。

大胆突围破局，“留”陈出新，开创“双模”制式

2号线作为贯穿城市中心、连接沪上两大机场的重要线路，日均客流量约150万人次，高峰日可达到200万人次，在全路网日均客流中排名第一，高密度和大客流的特点对2号线运营的稳定性和安全性都提出了极高的要求。早在2014年，上海地铁就开始研究2号线的信号更新改造方案。当时，摆在技术人员面前的有两种传统改造方案：第一种是沿用原有的信号制式，第二种是采用全新的系统进行替代。第一种方案的原有信号制式已经无法满足2号线不断增长的客流需要。而第二种全新替代方案需要全线所有设备和列车必须一次性在一个晚上完成新系统的同步割接。这对线路长、列车多的2号线来说，工作量巨大，潜在风险高，是几乎不可能完成的任务。且2号线又分为四个阶段分区段开通运营，每个区段的设备寿命周期均不统一，为了更新最旧的少部分设备而将大部分还没到期的设备一起更新，显然也是对前期投资的一种浪费。此外，最重要的是2号线作为全路网客流最大的线路，难以承受主用系统故障后带来的运营效率大幅下降的情况。是时，改造方案的选择一度受制，亟待破局定向。

上海地铁始终坚持创新发展，敢于挑战附加题，不断“为难”自己，向自己提出更高的标准和更远的目标，为建设智慧交通贡献才智力量。经过反复探究和推导，上海地铁突破性地提出了针对运营压力大、分段开通、设备量多的第三种改造方案——“双套信号系统”。“双套信号系统”有望一举解决2号线需要分段改造的难题，工期缩短一年以上，改造后的系统即使在发生主用信号系统故障或信号降级情况下，其备用系统仍能满足2分钟的运营间隔要求，大大降低因信号故障对运营的影响，此外改造成本也得到大幅降低。

“从创新理念的提出到创新成果的落地，从来都不是一件容易的事情。”自2015年以来，围绕“双套信号系统”的目标，上海地铁联合卡斯柯信号有限公司等国内一流企业共同组成项目攻坚团队，围绕“新老互备、不同制式、双套系统”技术展开一系列可行性验证。双方紧密合作，经过与国内外技术专家们的反复论证和实验测试，终于成功完成了CBTC+TBTC兼容性车载系统的车载测试，并顺利通过第三方安全认证，这一天，双方技术人员相拥而庆，2号线信号升级改造的前景已然曙光初照。

穿插作业挑战最难改造，列车掌握两门“语言”

更大的挑战还在后续的系统改造过程中，其中最大的难度就是要实现两种不同年代、不同制式、不同厂家、不同设计的信号系统之间的无缝融合，保证列车在不同系统间可实现自适应混合运营，这就相当于每列车都要掌握两门“语言”，实现“双语沟通无障碍”。尤其是2号线还是分四个阶段开通运营的，每个部分应用的系统产品、寿命周期和维护基础都不相同。其次，原2号线信号系统由外方团队建设，改造期间如何克服与原外方系统供应商之间的沟通障碍，取得对方的支持，也是极大的挑战。再者，改造只能在夜间停运时间段内完成，而2号线的夜间检修时间又是全路网最短的，特别是延时运营下夜间改造时间只有短短2个多小时，且绝不能影响次日的正常运营，因此在持续几年的前期改造阶段，每一个晚上对技术人员和施工人员来说，都是一场限时挑战赛。

初出茅庐崭露头角，双模运营前景可待

2019年9月，2号线部分新购列车装载了全新兼容系统顺利投入运营，成功保障了第二届进博会期间2号线在高客流压力下的平稳运营，从而完成了“双套系统”在全球范围内的首次成功应用。目前，2号线31列新购列车的安装调试和上线运营已顺利完成，69列既有信号制式列车的改造调试已正式启动，车站新增设备也已陆续进场安装。未来将会有共计100列具备双套系统兼容性的2号线列车整装待发，为新系统的投用提供强大的运能支撑。

根据系统设计显示，2号线系统投运后相关性能均实现了指数级提升。例如，运行效率大幅提升，设计运行间隔为90秒，可保证每小时30辆列车对开，达到2分钟快速折返;据相关数据分析，新系统的自动关门至自动发车时间约11秒，综合各站可以节约有效停站时间15秒，而列车出库时间则从平均约360秒提升至约120秒。另外，列车的追踪间隔将会从的原先的150秒缩短至120秒,这30秒的提升意味着列车无缝到站成为了可能，乘客不用担心错过列车导致的迟到和晚点，因为无需过多的等待，下一部列车就将接续着上一列列车的尾灯到站。

上海地铁对“双套信号系统”的创新应用，将进一步提升市民乘客公共交通的出行体验，提高轨道交通的网络服务能级，同时有效推动轨道交通产业和当今人工智能、大数据、物联网等先进技术的高效融合，更成为继轨道交通10号线(全国第一条全自动驾驶线路)、轨道交通17号线(全国首个全套应用100%国产化信号系统的地铁线路)之后，上海在智慧交通领域打造的又一个全国性的标杆示范项目，进一步巩固上海在科创领域的先行者形象。

(新媒体责编：zfy2019)