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中國通號為地鐵安上“純國產大腦”

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發表於 2016-1-9 12:06:00 |只看該作者 |倒序瀏覽
2015年12月21日,北京地鐵8號線的信號系統全面完成升級叠代,實現了由點式模式向全功能運營的轉型。自此,8號線的最短發車間隔將由3分鐘縮短至2分鐘。同時,系統的智能化水平得到大大提升。

“這對打破外資品牌的長期壟斷具有重要意義。”中國通號董事長周志亮表示,隨著民族品牌的崛起與壯大,中國地鐵信號系統受制於人的局面將一去不返。

北京地鐵8號線應用的是中國通號自主開發的第三代地鐵信號控制系統,也是符合行業發展趨勢的移動閉塞產品—— FZL300型CBTC系統。該系統是中國通號基於高鐵信號系統和前兩代地鐵信號系統基礎而開發,是目前中國唯一一套全部產品具有獨家自主知識產權的地鐵信號控制系統。

2011年12月28日起,FZL300型系統以點式模式開始在北京地鐵8號線運用。這是國內企業首次為一線城市主城區地鐵提供自主信號系統。實踐證明,4年來,該系統運行穩定,系統的穩定性在北京各條地鐵信號系統中名列前茅。 2015年12月,在業主單位召集的專家評審中,該系統獲準以全功能模式投入運營。

在全功能模式之下,該系統的自動調整功能將啟用。在該功能下,當某一列車因故晚點時,系統會通過自動加快行駛速度或者減少停站時間等方式予以調整,減少對後續列車的影響,避免大規模延誤局面的出現,為市民提供更加便捷高效的服務。

根據測算,未來10年,中國每年會開通25條左右新增地鐵線路,由此將帶來一個幾百億元的信號系統市場。

面對巨大的市場,以中國通號為代表的民族品牌不斷加快發展速度,技術水平已經達到國際先進水平。“我們還在加快無人自動駕駛、車車通信等新技術的研發。”中國通號技術專家韓程表示,中國通號現在已經與知名跨國公司站在同一起跑線上,且有望引領行業發展新方向。

安全運行重於一切,地鐵信號系統不能長期由外方把持

信號控制系統是包括鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車、單軌等軌道交通工具運行的神經中樞,其先進與否直接決定著上述產品的安全、舒適、效率等指標。安全運行水平,一直是業主單位、乘客最為關注的內容。

作為全球最大的軌道交通控制系統解決方案提供商,中國通號無疑深諳這一市場需求,也一直致力於把安全工作放在所有工作的最優先等級。

以FZL300型產品為例,該系統包括五個子系統,其中包含計算機連鎖系統、列車自動防護系統ATP和列車自動監控系統ATS等。

技術專家韓程介紹說,ATS負責統籌全局,前方列車晚點後,會及時“告知”後方列車,並通過自動調整列車速度等手段實現列車自動“靠攏”計劃運行時刻表。ATP是整個系統中最重要的系統,也是優先等級最高的系統,通過它的控制,能防止列車正面、側面相撞及追尾。他舉例說,“假如地鐵被人劫持,ATP的存在能保證不會出現撞車事故,因為這一系統不受車上人的控制”。

中國高鐵時速300公里以上線路超過93%的信號系統來自中國通號,中國通號也把高鐵領域的成功經驗吸收到了FZL300系統的研發過程中。比如,為了增強通信的穩定性,確保列車在高速行駛時的通信質量,中國通號借鑒了速度更高的高鐵列車控制技術,把通信鏈路增加為8條,實現先到先用。據了解,目前主流產品的通信鏈路基本為2-4條。

同時被引入的還包括綜合運維技術。該技術可實現對列車運行過程中產生的海量數據的收集、分析、整理,也就是當前火熱的“大數據”概念。這一技術的應用,好比給地鐵列車信號控制系統找到了一個私人醫生,及時發現亞健康狀態,防患於未然。

隨著技術的發展,地鐵車地之間的通信已進入了基於無線通信的移動閉塞時代。相對於之前的通信模式,這一模式下的施工更加便捷,成本更加低廉。然而這一技術卻面臨著不小的信息安全隱患。

之前,深圳地鐵多次出現列車非正常制動。對此,深圳地鐵公司調查後認為,故障原因是線路信號系統受到了列車上乘客所使用的便攜式3G無線路由器所產生的信號干擾所致。

對此,專家建議,國家應賦予軌道交通專用頻率,更重要的是,信號系統供應商應加強自身技術中對信息安全的防護等級。

記者了解到,中國通號借鑒了高鐵的經驗,對FZL300的信息系統實現了協議層、應用層兩級加密,可以有效避免外界干擾。“目前只有中國通號掌握了這一技術,能明顯提高其安全等級。”韓程說,正是基於之前兩套系統和高鐵的成功經驗,中國通號成功研發出了中國唯一一個具有全產業鏈自主知識產權的地鐵信號系統。8號線也由此成為了中國一線城市主城區首條裝上“純國產大腦”的地鐵。

對於中國地鐵系統而言,安全的另一層含義在於,作為城市的交通樞紐,其應該實現自主可控。

然而,沉重的事實卻是,2010年之前中國的地鐵信號系統設備全部來自西門子、阿爾斯通等企業與中方所組建的合資公司或聯合體,核心技術均掌握在外方之手,地鐵的安全運行沒有實現自主可控。

十八大之後,習近平總書記提出,“沒有網絡安全就沒有國家安全,沒有信息化就沒有現代化”,並親自出任中央網絡安全和信息化領導小組組長,足見他對信息安全工作的重視。

中國通號董事長周志亮說,中國通號之所以不畏艱難地踏上自主創新之路,一個重要的出發點就是為了實現城市地鐵安全運行自主可控的目標。

不過,在我國著名信息安全領域專家、中國工程院院士倪光南看來,“自主可控是安全可靠的前提,但自主可控不等於安全可靠。”他說,安全可靠不是被評估對象的一種客觀屬性,而是它們在其應用場景中的實際使用效果。

FZL300系統點式模式投運4年來的實踐證明,該系統的可靠性及安全性等各項指標一直穩居北京地鐵各條線路信號系統前列,得到了北京地鐵業主的充分肯定。

2015年12月10-11日,北京地鐵業主組織召開了北京地鐵8號線信號系統全功能投入運營專家評審會。以深圳地鐵運營公司一位專家為組長的15位專家經過評審,一致同意該系統全功能投入運營。

在上述系統的研發、生產、試用期間,英國勞氏公司經過全程評估,認為其符合歐洲鐵路信號安全標準,安全完善度等級達到SIL4級,即最高安全等級。

對安全的重視,不僅體現在產品的性能上,也體現在中國通號研發人員的價值追求上。

中國通號直接為FZL300提供技術服務的人員為130餘人。韓程表示,技術人員入職之前,都要接受嚴格的培訓和考察,入職後要參加各種安全管理培訓,以使每個員工都牢固樹立“質量是生命,安全大於天”的安全責任理念。

服務水平是客戶最大痛點, 全產業鏈優勢擊退競爭對手

與高鐵信號系統類似,地鐵信號系統的業主不僅需要專業的產品,更需要及時周到的服務。然而,在外資企業長期壟斷的格局下,中國的業主嘗夠了“越洋服務”的酸甜苦辣。

中國通號城軌公司董事長牛建華表示,由於文化背景等原因,信號系統的外資企業面對中國客戶一些基於國情和獨特運營習慣等方面的要求,往往難以滿足。“我參與了中國多條地鐵線路的信號系統設計工作,對中國業主單位在外資品牌面前沒有話語權的情況有深切感觸。”

曾經有過這樣的案例,業主計劃在原有規劃線路基礎上增建一條延長線,跟原線路信號供應商談判時非常艱難。原線路價格已經談妥,延長線里程只有原線路的一半,但供應商所要的價格卻幾乎與原線路相當。業主單位只能答應。那些外資品牌也很清楚,中國沒有自主的地鐵信號系統可以替代。

從技術的角度看,中國通號的後發優勢,則使得其產品的兼容性、靈活性要更加強大。

韓程說,不少外資品牌產品一旦定型,增加功能比較困難。“我們是先開發通用型平台,然後再在這個平台上集成不同的功能。”韓程表示,這一模式不僅開發周期短、成本低,而且能夠靈活滿足不同客戶的個性化需求。

在基礎建設日新月異的中國,建設工期因為各種原因而提前。“我們不僅能夠根據業主需求提供個性化定制產品,快速響應,還能提供全天候、零距離的售後服務,這是任何一家競爭對手都做不到的。”牛建華說,正是基於這種優勢,中國通號才能夠拿到8號線項目,也得以中標重慶地鐵5號線。

地鐵發展較早的城市還面臨著另一個巨大困擾,即外資品牌在售後維護方面的響應速度比較慢。北京地鐵相關人士透露,有的外資企業備品備件採購周期長達6個月,給在用設備正常維護造成很大困擾。同時,外資企業派來的技術人員在維修期間會明確要求住高級酒店,加班還要收取高昂的加班費,這些費用都得業主買單。“都說顧客是上帝,但在這個領域剛好反過來”。而對於中國企業來說,外資企業的這些劣勢全變為了優勢,國內企業無論是在售後服務的及時性、有效性還是在具體的服務態度上,都要大大優於外資企業。   

多重利好,助力中國通號搶占行業制高點

對於企業而言,市場需求是最強大的發展動力。中國通號副總工程師張志輝對企業觀察報記者表示,目前高鐵建設已逐漸進入平緩增長期,而地鐵市場正方興未艾。“中國通號十分看好城市軌道交通市場的增長潛力,非常重視這一板塊的發展前景。”

事實上,隨著中國城鎮化步伐的加快,修建地鐵、輕軌、有軌電車等正在被更多城市納入發展規劃,或者付諸實施。根據測算,未來10年,中國每年會開通二十五條左右新增地鐵線路,由此將帶來一個幾百億元的信號系統市場。如加上現有線路信號系統的升級換代,這一市場規模潛力巨大。

按照規劃,未來幾年中,中國通號有望通過技術和服務等核心競爭優勢徹底扭轉外資品牌占據中國地鐵市場主導地位的局面,直至完成對外資品牌的全面替代。屆時,地鐵信號系統將成為中國高端裝備出口新的方向,中國通號將成為全球領先的地鐵信號系統供應商。

這一逆襲的目標對於中國通號來講並不遙遠。

在高鐵領域,中國通號就曾經完成了這樣的逆襲,以後發優勢而搶占行業制高點,與中國中車等企業一道,締造了為世人所稱道的高鐵崛起傳奇。

中國通號副總工程師張志輝說,地鐵信號系統是一個龐大的整體,離不開設計、制造、安裝等多環節的配合,這些環節缺一不可。中國通號的產業涵蓋了設計、研發、制造、安裝調試、運營維護等所有環節,是世界上唯一一家能夠提供一站式服務的信號系統供應商,綜合優勢非常明顯。

從研發角度看,中國通號在地鐵信號系統產品設計過程中,堅持以我為主,純自主開發,同時開發過程嚴格遵循了現有國際標準,使產品質量和性能不亞於任何一家國際先進企業。同時,由於從研發起步就遵循了國際標準,因此,信號系統在走出國門方面沒有任何技術門檻的限制。8號線同款的部分產品目前已經走出了國門,服務於阿根廷布宜諾斯艾利斯地鐵業主。目前,中國通號正按照應用一代、研發一代和儲備一代的戰略,研發推進新一代CBTC 產品。其特點主要是智能化程度更高,能夠在無人駕駛的情況下根據地鐵的客流狀況設計並執行最佳運營方案。

從制造水平上看,時速300公里以上93%的高鐵信號系統市場占有率讓中國通號成為世界最大最強的信號產品制造商。這一制造平台為包括中國通號在內的業界廠商提供制造支撐。這些廠商的信號設備一般都在中國通號的工業企業進行委托生產。

牛建華表示,從服務能力上看,中國通號參與了中國接近40%的地鐵線路信號系統的設計方案,“可以說沒有哪一家企業比我們更了解中國地鐵業主的需求。”

正是基於這一點,受中國城市軌道交通協會的委托,中國通號正在牽頭起草中國地鐵信號系統的行業標準。這一工作已經進行了兩年,標準一旦制定將更有利於國內現有不同品牌信號系統的互聯互通。地鐵互聯互通實現後,不同線路上的列車可以實現鐵路一樣的跨線路運行,實現資源共享,大幅降低業主單位的採購、管理成本。

在政策方面,中國自主品牌的地鐵信號系統同樣面臨重大機遇。

之前,為了鼓勵外資企業在中國實現本地化生產,有關部門出台政策,對於國產化率超過 70%的產品,進口部分予以免稅。然而,實踐證明,國產化並不等於自主化。盡管不少產品的國產化比例不低,但核心技術仍然牢牢地掌握在外資品牌手裏。

不過,2015年12月31日,這一政策將正式終結。中國通號有關人士認為,由此一來,自主品牌的價格優勢會更加突出,增加對業主單位的吸引力。

實際上,自從以中國通號FZL300為代表的國產系統研發成功以來,就已經明顯地壓縮了外資品牌的利潤空間,外資企業每公里地鐵信號系統的平均報價已從之前的1100萬元降到850萬元左右。

對於中國通號而言,發力地鐵信號控制系統不僅意味著開辟新的市場,也將帶來企業產業結構的重大變化。

對此,中國通號董事長周志亮認為,基於無線通信的移動閉塞是地鐵信號系統的大勢所趨。他表示,未來軌道交通產業的技術密集型特征將更加凸顯,中國通號會主動適應這一變化,積極響應國家供給側改革的要求,在這一過程中完成企業的轉型升級”。

■ 記者手記   

“地下工作者”的加班夢   

無論是在地鐵信號系統安裝還是調試期間,中國通號的技術人員都是名副其實的”地下工作者”。而且只能在深夜的時候開展工作。

中國通號城軌公司系統集成部項目管理室主任晉雲功曾長期擔任中國通號8號線項目組的負責人。他向企業觀察報記者介紹說,每晚12點以後8號線的列車才能回庫,淩晨4點就要準備出車。中國通號的一線技術人員只能在地鐵列車回庫後進入現場,在地鐵列車出庫前撤離。除去準備和恢復設置的時間,每天晚上只有兩三個小時時間可用。而且這樣的機會不是每天都有,最多兩天一次,少的時候四五天一次,因為還要給其他維修工作人員留出時間。

就是在這樣的條件下,一到晚上,中國通號年輕的項目團隊成員就乘車來到北京地鐵8號線各個站點,安裝軌旁設備,檢查車載設備。餓了就坐在馬路牙子上啃一口面包。至今,晉雲功和他的同事對味多美一款形似大金磚的面包還記憶猶新,因為那是當時加班的標配。

就這樣,有時候還會遭遇各種因為溝通不暢導致的意外,導致無功而返。

所以,當時晉雲功和項目組成員最大的夢想就是能多有點加班時間,這樣工程就能夠推進得更快。

按照規定,系統投用後,項目組至少提供3個月時間的開通保障服務,由於2011年-2013年的開通時間都在元旦前後,所以晉雲功和他的同事在地鐵一線度過了3個春節。“今年肯定還是一樣。”

不過,晉雲功說,艱苦的付出,不僅得到了業主單位的充分認可,還讓項目組裏的年輕人有了很好的鍛煉機會,不少人已成長為所在領域的中堅。

現在,晉雲功考慮最多的,是如何把北京地鐵8號線施工過程中積累的經驗、總結的教訓梳理成為系統的培訓手冊,讓以後的項目團隊得以少走彎路,高點起跳。

中國經濟網

家與國的夢不結束,偏偏一顆心抗拒屈服!
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