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车载PHM

　　1月16日19:30-21:30，由RT轨道交通推出的“约见轨道界”栏目开展了第三十五期话题直✅播互动讨论活动。本期话题以“城轨信号系统创新发展与大修改造探索”为主题，特邀来自地铁业主单位✅及信号厂商的5名专家，以视频连线直播的方式，分别从各自不同的维度，深入探讨新建线路期及大修改造期信号系统技术发展及创新应用方案。

　　本期活动由广州地铁集团有限公司一级专家、教授级高工㊣梁东升担任主持嘉宾，邀请了长沙市轨道交通集团有限公司一级专家肖利君、无锡地铁建设有限责任公司系统工程部副部长张宏强、宁波市轨道交通集团有限公司智慧运营分公司信号组总负责人刘懂懂、湖南中车通号公司副总经理兼北京分公司总经理张大涛等嘉宾参与。

　　当晚的直播收获较高的热度，截至当晚直㊣播结束时，累计观看量（IP）达到5128人次，观众来自全国✅34省区市。现将演讲嘉宾的部分观点摘要如下。

　　我国城市轨道交通从上世纪60年代起步，已走过60余年的发展历程，信号系统作为行车指挥和控制的系统，即将陆续进入大修改造周期。结合长沙地铁二㊣号线✅一期以及西延一期工程信号系统升级改造项目，分享关于既有线信号系统改造的几点看法。

　　第一，改造需求分析。作为业主而言，首先必须想清楚改造需求是什么，是线路故障率高，还是更新换代到年限，亦或是技术升级、延伸线贯通运营需求等等。

　　第二，项目初步策划。包括资金来源、排摸清楚报批审批的程序避免走弯路、内部项目管理流程（是运营管还是建设管），这些在项目初始策划阶段一定要沟通清楚。

　　第三，改造范围。目前很多城市在开展信号系统更新改造，但改造范围都不尽相同。过去的固定闭塞、准移动闭塞，对通信系统的依赖较小，如今是CBTC系统，其改造的话，一般会涉及通信系统改造。除此之外，是否还会牵涉其他设备的改造，比如车辆是㊣否到架大修周期，这些都涉及资金来源、审批报批等问题。

　　第四，改造方案。改造方案一定是倾向主㊣流方案㊣或新技㊣术，这样是否需要考虑平滑过渡或兼容性、新旧技术结合问题，这也是改造方案或调试期间难度最大的问题。此外，每个城市乃至每条线路的改造方案都不一样，改造㊣技术方案一定要因地制宜。

　　第五，利旧考虑。新设备的稳定性和可靠性肯定比老的设备好。但上级部门一定会要求考虑利旧✅问题。很多城市利旧方案不一样，尤其是资金不太充裕的情况下，上级部门一定要求考虑利旧因素。

　　第六，施工方案。在设计单位㊣㊣在做项目框㊣架、投资概算等阶段，就需要充分考虑施工方案，因为信号系统改造需要做到无感施工，而且运营给的施工时间非常有限，在有限的时间内，如此大的工程量需要投入较大人力，也都涉及成本。

　　无锡轨道交通进入网络化、多层次运营新阶段，应提前统筹谋划市域轨道交通与地铁线网的融合衔接问题，形成互联互通的规划指南，为后续线网建设提供依据，为发挥线网效能奠定基础。

　　无锡S1线号线贯通运营是国内首个新建市域线与既有地铁线路实现不同时速、不同制式、全线路、全时段无换乘贯通运营的线路，同时采用“站站停”与“大站停”相结合的灵㊣活运输组织模式，为沿线乘客提供高质量、多样化、便捷化出行服务。项目于2024年1月31日开通初期运营。

　　特点：项目由不同主体共同投资-建设-运营；涉及既有线运营时段改造施工，协调组织与实施风险难度较高。

　　多制式车地通信融合关键技术，国内首创采用兼容WLAN/LTE的车载融合设备完成不同信号车地通信制式无缝自动切换，实现锡澄S1线号线贯通运营，避免手动切换列车起停及㊣高故障率，提高乘客舒适感。同时打通不同车地通信数据传输的壁✅垒，突破新建轨道交通接入既有线网在列车车地连续通信技术场景和应用中的技术难题。

　　（1）“双套”精准停车㊣控制模式：因车辆尺寸有差异，项目中创新性提出在信号系统1号线范围内升级新增兼容新增S1线列车停车点，通过“双套”列车防护点位设置匹配不同规格列车，优化列车自动运行及列车自动防护曲线的计算，以满足匹配精准停车位置的要求。

　　（2）实现不同列车占用检查系统设备兼容：无锡S1工程列车占用检查设备采用自主国产化计轴系统设备，既有无锡1号线采用引进系统设备。本工程轨旁重点解决新、旧计轴磁头交叉重叠覆盖问题及互相干扰问题，室内重点通过联锁系统兼容性升级适应新增组合、复位按钮实现新、旧系统兼✅容，满足贯通运营全线列车运行位置反馈。

　　无锡S1线号线行车调度指挥一体化的关键是实现行车调度指挥“大脑”的融合。基于新建线路及既有㊣现场工程情况综㊣合考虑，为最大程度降低贯通运营工程实施对既有线路运营的风险，同时依据既有1号线控制中心行车调度指挥系统的全生命周期㊣可靠度及可维修度等指标，项目中创新性提出列车自动监㊣控系统一体化融合解决方案。通过既有1号线信号系统升级改造，实现主要控制计算资源迁移，同时保持既有1号线系统与外部各专业的接口功能及协议，满足贯通运营“一张图”调度的功能需求。

　　锡澄一体加速，客流效益良好。——锡澄S1线号线的贯通运营，构建无锡江阴市区“半小时通勤圈”（“大站快车”模式），验证了规划的正确性，有显㊣著的客流引导作用。

　　统筹多元主体，运管协调有序。——探索并积累了在不同运营主体前提下，满足贯通运营要求和不同主体建设、运维、管理、组织的✅系统㊣技术方案和设计经验。

　　积累贯通经验，助推后续建设。——通过关键技术的工程实施及功能验证，证明了系统设计的可靠性，可行性， 积累了系统㊣设计、工程实施及功能验证的组织经验，为后续线路工期提供参考。

　　一体化融合车载方案在经济性及㊣技术性层面占优。但S5线功能无法验证，若开通时间差异大，需考虑设备更新换代问题。

　　从建设时序、招标层面综合考虑，S2线采用CBT✅C系统。待S5线时序明确，一体化融合车载设备成熟后，S2线可升级更新。

　　1）建设互联互通测试平㊣台，在建设过程中完成互联互通测试，在工程实施或系统软件升✅级前完成互联互通功能验证；

　　3）编制无锡地铁互联互通技术标准，总结互联互通建设设计运营过程中的经验，为后续线路建立标准。

　　通过5号线号线互联互通全自动运行的建设，打造具有无锡特点的中等规模城市轨道交通互联互通全自动运行。

　　运维涉及的业务面广、专业性强，在探索研究过程中既要从微观层面深入研究单专业运维关键技术，也需要宏观层面整体规划构建运维框架体系，既需要在生产系统中完成设施设备运维监测采集分析，也需要在管理系统中完成运维资源优化配置与设施设备检修信息化作业。

　　无锡信号智能运维解㊣决方案通过各业务模块的融合，打破信息壁垒和系统孤岛，打造智能运维基础服务平台，实现业务流与数据流全程贯通，提高指挥决策视野，降低运维作业成本。

　　依托5号线号线，计划建设信号智能运维系统，包括线网级和线路级。线网级信号智能运维系统由数据交互层、基础设施服务体系和六大业务模块构成。线网信号智能运维系统采用平台式模块化架构，支持自定义扩展和模块化部署，新线路和既有线路均能适配。系统数据模型实现标准化设计，建立信号设备标准数学模型，可应用至故障诊断，生产，应急等多个㊣场景。系统引入知识库自学习引擎，可不断学习和丰富运维㊣资料。健康管理规则引擎具备自定义PHM算法，可根据不同项目和供应商进行适配与优化。

　　目前已制定109种中断㊣场景下的行车调整方案，线网应急行车调整方案将作为智能运输组织调度平台中线网运行图临时调整模块中的重要功能进行开发建设。

　　1）减少列车空驶。通过智能运输组织调度平台开发峰期平滑过渡、隔日检调整功能，使线网列车运行图中车辆空驶数量占全日开行车次减少至10%，有效降低✅车辆空驶数量，提高车辆✅利用率。

　　2）节能✅运✅行。通过采用微调时刻表排布、优化列车区间驾驶策略等实施方式，实现降低运营电耗的目标。目前经过空车节㊣能运行实验，相较于牵引能耗最低的一趟末班车ATO运行，节能率在5%-10%。

　　3）在线网内全面推广列车节能运行，经牵引能耗测算，综合考虑多车运行之间的影响，预计可节省约300万元/年。

　　智能编图软件将传统列车运行图主体铺画、转峰及间隔调整、出车、调整换乘、调整列车回库计划满足隔日检㊣等步骤一次性自动生成，运行图编制时间从5.75天缩短到3天，缩短运行图编制周期达47.8%，大幅度降低编图人员劳动强度和人力成本。

　　1）优化停站时间。调整最小停站时间为该站默认图定停站✅时间值减少5秒，使车站上下客作业能在TDT倒计时内完成。

　　2）优化进路触发时间。将3号线㊣进路触发时间由原先的按照计划发车时间提前10秒调㊣整为至少提前30秒，使始发站具备

　　3）优化区间旅行时间。重新核定速度等级3需要的运行时间，并预留5秒，作为列车在区间运行的时间调整余量。

　　通过以上措施，减少列车调整运行等级导致速度过高而带来的噪声过大问题。经测试，优化后车内噪声能够降低2-3dB。

　　宁波市轨道交通集团有限公司成立于2006年，专业从事轨道交通、市域（郊）铁路建设、运营和开发。截至目前，线公里。

　　智慧运营分公司成立于2022年，负责已开通线号线号线号线号线新线系统工程建设及开通后的运营管理。

　　统一采用最高运行等级GoA4级全自动运行方案。雨雪模式，系统将控制列车在此区域运行时降低牵引力和制动力，提高全自动线路运行安全；分主动、被动雨雪模式，系统控制列车降低运行速度车载PHM，人工驾✅驶时超过限速报警（暂定60km/h）。

　　远程RM，列车正常运行时突发定位丢失，系统可远程授权列车以限速25km/h继续运行，以尽可能地避免列车迫停区间，减小运营影响。即使一直不能获取定位，也需将列车尽可能地驶入站台。

　　站台区域休眠唤醒，提高发车效率。在正线站台唤醒时不进行实际车门开关门测试，仅做信号与车辆之间的开关门指令通道测试，以验证该指令通路及响应是否正常。

　　功能需求：明确系统功能需求，即检测到障碍物将报警并主动推送视频画面。计划经现场调试验证后，接入行车控制系㊣统，遇障碍物将施加制动，但该系统不作为降级运行系统使用。

　　信息路径：明确系统信息落地传输路径，即列车运行前方的状态预警信息，通过LTE数据通道在中央ATS工作站显示；列车运行前方的视频信息，通过PIS通道传送至CCTV工作站显示。

　　采用模块化结构设计的电子联锁系统替换室内继电电路直接与轨旁设备接口的技术。结构简单、占地面积✅小、配线少、施工和维护方便，提高故障处理效率。国内自主知识产权的全电子联锁在5号线号线的联锁系统（CI）与外部系统、设备的接口实现全电子化，包括与信号机、转辙机、计轴、轨旁按钮、站台门、防淹门、洗车✅✅机等设备㊣的接口。

　　列车融合控制系统将信号系统的车载设备（CC）与车辆列控系统融合，实现车辆由两套控制系统减少为一套，精简了设备种类；在第三轮规划项目中应㊣用落地，项目属于行业✅首创，列车智能化水平跻身世界前列！

　　基于信号网络一体化理念，提高列车控✅制精㊣度，减少车辆布线数量，降低系统传输延时，优化人机显示。提供更加舒适、绿色、智能的出行方案。

　　实现在智能运维工作站远程发送相应的控制命令至远程电源控制器来实现轨旁设备重启（包括数据存储器DSU、ZC、联锁），提高故障处理效㊣率；并通过ATS调度台实现远程重启CC控制器，匹配FRM模式，可实现信号车载设备故障快速恢复，保障车载设备出现故障时能顺利运行到下㊣一站。操作界面均为二次确认界面，列车非㊣零速情况下不允许被重启。

　　信号-车辆接口标准化：开展车载设备标准化设计，实现机械接口、电气接口、数据接口统一，深化讨论、求同存异、最大化使用和维护的便利性。针对机械接口，由于各家系统产品结构设计差异，采用尽量统一设计的原则最大程度标准化。

　　研发新一代完全自主可控的安全计算机平台；研发自主化安全控制系统核心算法芯片，外场测试线、信号智能运维

　　包括ATS、ATC（㊣VOBC、ZC/DS✅U）、CI、电源、计轴、外电✅网状态、温湿度、道岔转辙机、信号机、计轴设备、电缆绝缘测试、对地漏泄电流等，软件界面统一：对线路级智能运维系统的一、二级界面风格及样式进行统一规范要求。明确功能需㊣求明确线路㊣级智能运维功能需求，统一要求实现✅故障定位、智能诊断、报警处置等线路运维功能；

　　调度命令电子化、智能变更列车交路、智能变更单车交路、站台自动扣车、列车退出正线服务车辆故障自动判断、智能备车加开、智能备车替开、正线接触网失电应急预案。10、节能㊣控制

　　研究智能算法，通过利用不同列车间再生能量互相吸收规则，自动调整运行图中各列车的发车时间、到站时间，尽可能增大同一供㊣电分区牵引-制动的重叠时间，从而实现列车制动回馈的能量用于列车加速时消耗的能量，以降低变电站总㊣能耗，使全局能耗最小化。三、思考与展望

　　重在保障安全㊣的前提下，尽可能地解决运营痛点。成本控制困难，需要降本增效；设备出现故障，对行车影响大，应急处置复杂；高峰时✅段运力紧㊣张，给运营调度带来较大压力

　　智能运维进一步深化：物联网、传感器和大数据分析；智能调度进一步优化：大数据车载PHM、人工智能和机器学习；高精度定位技术探索：超宽带、激光雷达；车车通信：运能提升、调度灵活、减少维护、易部署。

　　”产品平台迭代发展思路进行技术✅创新。tSafer-UC系列城轨信号系统已成功应用于国内/外20多个城轨信号项目，累计应用线多公里。系统安全、成熟、稳定、可靠，系统广泛适用于新建、贯通、改造多个工程应用场景，功能涵盖GoA0-GoA4应用需求。

　　既有线改造既是城轨交通系统建成运营后保持持续发展的必要措施，更是提升城市轨道交通新质生成力的必要环节。国家和行业出台相关政策和指导意见，改造实施过程中要求“运营无扰”，实施后促进城轨交通整体的提质、降本、增效。

　　无感改造在实现运营无扰的前提下，进一步促进运营线网化、智能化提升重要保障。信号系统整体换装升级改造首要任务不能中断运营，保证既有系统安全运行㊣的✅前提下，遵循运营无忧、接口兼容、设备利旧、倒切原则、操作一致、指标提升等改造实施原则。2、改造实施方㊣

　　依托中国中车、时代电气的城轨产业技术、工程管理、质量安全等多年积淀。建立健全项目全方位、完整周期的改造实施方案，确保保障项目高效、高质的推进。

　　依托中国中车、时代电气的城轨产业技术、工程管理、质量安全等多年积淀。建立健全项目全方位、完整周期的改造实施方案，确保保障项目高效、高质的推进。·技术攻坚：各专业技术团队围绕“地面改造设计”和“车辆改造设计”两个维度开展专项技术攻关。在实施过程中采用“现 场调研、方案设计、验证测试和专家评审”的技术路线确保整个改造技术方案实施的准确性和可实施性。

　　●测试协同：基于时代电气多个城轨信号工程应用项目的经验，以公司技术、工程、集成测试为基础，联同运营方、相关接口方组建了120余人的“跨领域测试验证团队”，采用“现场测试室内化”进一步提升测试效能和测试质量。

　　●精细化实施：精细化项目现场实施管理，在项目各阶段根据项目进度与运营一起制定了四级项目管理方案，细化到每站方案、每日方案、每个作业人员、每个操作步骤都进㊣行精细化管理，实现了项目整体计划可控，高质高效。

　　在整个改造过程中实现无扰、无感的项目实施目标，确保改造过程运营生产零停运，零缩短运营时间、零关站，零安全事件。新信号系统投入运营因其优异的表现为长沙市民提供了更为优质的出行体验，同时极大的提升了长沙地铁2号线的运营服务质量，获得了各方的关注和好评。2024年9月，新信号系统一次㊣性完成倒切成功投用。1、智能化提升

　　根据中城协《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》的指导，结合本项目特点进行了“智能运营维护、智能冲突 调整”两项新型智能化技术的运用。实现了运行流与运㊣维流的协同，运行冲突的快速智能调整。2、线网化提升

　　互联互通现已成为城市轨道交通行业发展必然的趋势，本次信号系统改造所应用的新系统，在产品、系统和工程设计多维度上按照中城协互联互通技术标准进行技术设✅计，可实现与线网中其他线路的运营车辆、维护资源的共享，为乘客提供更为便捷性出行服务的基础上提高维护效能。3、知识经验积累

　　项目执行期间联同各方发表信号系统改造专著3本，申请发明专利26项，建立和形成相关改造实施标准12份，将项目积累的经验可读化、可执行化，积累了丰富、宝贵的知识财富。4、经验传承

　　项目改造所积累的城轨信号系统改造实施经验，具体体现在所总结出的改造总体㊣方案、阶段性㊣方案、一站一方案到单日作业等各个实施方案中。所有具体的方案具备极高的可实施性、兼容性，可结合各项目特点进行细微调整后可具体实操化应用。三、结语

　　长沙地铁2号线实施改造的成功，证明了中车时代电气具备信号系统优秀的“无感化”改造能力，它依托的是中车时代电气长期以来多机电装备技术的深度融合和技术沉淀，通过践行车地一体化✅智慧城轨系统的“中车方案”，为城轨交通产业发展和装备自主化、智能化转型升级贡献“中车智慧”。返回搜狐，查看更多