自主化高性能折返技术助力双奥之城高效出行

近日，通号城交公司自主研发的具有高性能折返技术的CBTC系统在北京地铁8号线正线完成现场试验。对信号系统而言，是在开通项目中基于既有信号系统实施系统架构和列车运行控制流程优化，提升了多个关键功能和性能指标，包括列车换端时间、信号设备反应时间、进路办理时间等。

CBTC系统2分钟的折返间隔，是行业公认的技术瓶颈。基于高性能折返技术的CBTC系统，将列车折返时间从120秒缩短到90秒以内，高峰站断面客流承载能力提升20％以上。同时，该系统可直接应用在已开通的线路上，无需大修改造，仅通过软件升级，优化关键控车算法，就能突破折返运能瓶颈。

通号城交公司与北京市地铁运营有限公司成立联合科研攻关组，地面系统通过将传统CBTC系统的ZC与CI整合一体化设计，精简系统架构及接口，打破了典型道岔区域的整体联锁逻辑，突破性地双动变单动，能够减少道岔动作的次数和系统延时。同时，该技术实现了道岔资源精细化管理，根据列车在道岔区域实时位置，快速征用释放资源，进而缩短设计折返间隔。开创性地基于CBTC实现了道岔资源的精细化安全控制，攻克了高效折返的关键技术难题，提高了CBTC系统的安全性和可用性。

城交公司始终以客户为本，不断追求提智、降本、增效，推出基于高性能折返技术的CBTC系统，大大降低了城市轨道交通列车运行控制系统的能耗，为国家“双碳”战略决策和中国城市轨道交通绿色城轨发展做出行业贡献。

随着我国城市轨道交通的快速发展，北京、上海、广州、深圳等城市轨道交通已形成较大的线网规模。以北京市2023年10月轨道交通运营数据为例，每天平均近968．4万人次通过城市轨道交通出行。在北京、上海这样的大城市，工作日一天的客流就超过千万。北京、上海、广州等城市的主干线路已达到的最小运营间隔为2分钟，早晚高峰的线路满载率仍趋于或超过饱和，列车折返间隔是制约运营效率的关键因素。

来自《2023－2029全球城市轨道交通信号系统行业调研及趋势分析报告》分析，基于通信的列车运行控制系统（下简称CBTC系统）是轨道交通主流应用信号系统，占比达到80％以上，对线路追踪间隔影响最大的是折返站的最小折返间隔，2分钟的折返间隔是目前CBTC系统的瓶颈。如何在不对既有线路进行大规模改造的前提下，研究提升列车折返性能的关键技术，进一步缩短运营间隔，减少乘客等待地铁时间，提升线路运能，突破折返能力瓶颈，是轨道交通发展迫切的需求。

通号城市轨道交通技术有限公司与北京市地铁运营有限公司成立联合科研攻关组，依托《北京8号线信号系统基于国产化芯片和操作系统的安全计算机平台研制及新技术应用研究》攻关项目攻克关键技术，能够大幅提升运营折返间隔。攻关组制定了完备的系统技术方案并完成在既有系统的增量研发，在北京市已经开通运营的地铁8号线进行现场应用验证。试验第一阶段在北京8号线瀛海试车线完成原理验证，第二阶段在北京8号线瀛海站完成正线新系统倒切效果验证，目前该研究成果已通过独立第三方SIL4级安全认证，有望在载客运营中应用。

攻关团队在保证安全的基础上，打破了典型道岔区域的整体联锁逻辑，实现了基于道岔资源的精细化安全控制逻辑，攻克了高效折返的关键技术难题，根据列车在道岔区域实时位置，快速征用释放资源，进而缩短设计折返间隔。

为进一步减少牵引能耗，基于高性能折返技术的CBTC系统采用了智能化节能ATO控车技术，其核心功能是计算最佳运行速度目标，并通过控制列车的牵引制动系统使列车在自动驾驶的全过程有效地跟踪并达成速度目标曲线，从根本上降低牵引能耗，以北京地铁某线路为例，列车运营牵引能耗有望降低5％－10％，典型地铁线路每月节省电能约30－60万千瓦时。

通号城市轨道交通技术有限公司以客户为本，不断追求提智、降本、增效，推出的基于高性能折返技术的CBTC系统可有效降低城市轨道交通列车运行控制系统的能耗，减少列车在运行中的碳排放，在响应国家提出的“双碳”号召的同时，与《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》相契合，在一定程度上代表了未来轨道交通控制系统的发展方向，对于未来轨道交通控制系统的研发与应用具有借鉴意义。

在“碳中和、碳达峰”国家重大战略决策和《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》一致要求下，城市轨道交通行业需用技术创新、设备优化等技术手段，降低城市轨道交通行业对能源的消耗，减少碳排放，尽快实现城市轨道交通行业的“双碳”目标。通号城市轨道交通技术有限公司响应号召积极攻关基于高性能折返技术的CBTC系统（Base On High－Performance Turn Back Technology CBTC System，HTBT CBTC System），为国家“双碳”战略决策和中国城市轨道交通绿色城轨发展做出行业贡献。