從飛馳而過(guò)的14號(hào)線列車，到每一座車站，再到馬泉營(yíng)和張儀村的車輛段，最后到位于小營(yíng)的北京地鐵控制指揮中心。這些遙遠(yuǎn)的距離之間，是一條條肉眼看不到的線，控制著列車的一舉一動(dòng)。早晚高峰期，兩輛列車之間的最小距離甚至只有十幾米，但依然能靈敏、安全地行進(jìn)。這一系列高難度運(yùn)營(yíng)的背后，依靠了被稱為“最強(qiáng)大腦”的CBTC信號(hào)系統(tǒng)(基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng))。

從2008年開通的10號(hào)線一期，到年底開通的昌平線二期和14號(hào)線中段，北京地鐵大部分線路都用上了CBTC信號(hào)系統(tǒng)。記者從市軌道交通建設(shè)管理公司獲悉，北京地鐵正研究繼續(xù)升級(jí)“最強(qiáng)大腦”，實(shí)現(xiàn)各條線路的互聯(lián)互通，讓列車發(fā)車間隔更短，乘客乘車更便利。

實(shí)現(xiàn)90秒最小發(fā)車間隔

在2013年和2014年開通了西段和東段后，今年地鐵14號(hào)線將再開通中段的大部分線路。但受限于麗澤商務(wù)區(qū)建設(shè)影響，14號(hào)線未來(lái)幾年里還得東西分段運(yùn)營(yíng)。但這種分段開通、分段運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)狀，讓北京交控科技的技術(shù)經(jīng)理黃健反復(fù)測(cè)試了整整一年。

14號(hào)線全線都配上CBTC信號(hào)系統(tǒng)，在地鐵控制系統(tǒng)上，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)納入第一梯隊(duì)。但前期要投入大量的精力試驗(yàn)，從而讓信號(hào)更加精準(zhǔn)。“精準(zhǔn)安全地控制兩車距離在十幾米內(nèi)已是難事，而14號(hào)線的信號(hào)又是分段不同技術(shù)模式的，更是難上加難。”黃健說(shuō)。

拿14號(hào)線中段16公里為例，每輛車、每個(gè)車站都要安裝設(shè)備;即使在隧道區(qū)間里，每隔200米也得有一組傳輸設(shè)備。列車開通前一年，這些設(shè)備都要仔細(xì)安裝，并逐一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)繁瑣，但益處良多。理論上CBTC的發(fā)車間隔可以達(dá)到90秒。

今年年底開通的14號(hào)線中段和昌平線二期將全部采用CBTC信號(hào)系統(tǒng)，北京地鐵CBTC的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初見規(guī)模。“兩條地鐵使用的CBTC均是國(guó)產(chǎn)自主化技術(shù)，由北京企業(yè)生產(chǎn)。”黃健說(shuō)。與此同時(shí)，北京地鐵最老的地鐵線——1號(hào)線也升級(jí)改造為CBTC信號(hào)系統(tǒng)，再加上8號(hào)線的升級(jí)改造項(xiàng)目，北京的地鐵版圖上，就僅剩八通線、5號(hào)線和13號(hào)線還未配上“最強(qiáng)大腦”。

自主化技術(shù)“攻占山頭”

2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕前半個(gè)多月，北京地鐵10號(hào)線一期工程率先開通。當(dāng)年投入運(yùn)營(yíng)時(shí)，也成為北京地鐵歷史上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這條地鐵成為北京地鐵第一條開通后就使用CBTC信號(hào)系統(tǒng)的地鐵線路。

當(dāng)時(shí)，10號(hào)線的CBTC技術(shù)并未出自中國(guó)企業(yè)，這項(xiàng)技術(shù)牢牢地被海外軌道交通巨頭壟斷。2008年，一份列著北京地鐵中非國(guó)產(chǎn)化的清單被列出，這其中便包括最核心的信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)等技術(shù)。

市軌道交通建設(shè)管理公司副總經(jīng)理韓志偉用“攻占山頭”來(lái)形容實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的過(guò)程。從2004年開始，由北京交通大學(xué)、北京交控科技主導(dǎo)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)開始了探索自主化CBTC技術(shù)的艱難過(guò)程。

“最困難的一項(xiàng)技術(shù)就是如何控制兩車之間的追蹤距離。”當(dāng)年參與自主化技術(shù)研發(fā)的北京交控科技副總裁王偉向記者回憶起研發(fā)時(shí)的困難。通俗地說(shuō)，CBTC之所以能讓發(fā)車間隔變小，是因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)軌道上兩輛列車之間最短十幾米的距離，為此在實(shí)驗(yàn)室和線路上反復(fù)磨練了6年。

2010年，自主化CBTC技術(shù)終于取得突破，率先應(yīng)用在當(dāng)年開通的亦莊線上。與此同時(shí)，多項(xiàng)技術(shù)山頭也被“攻占”了下來(lái)：同年，自主化生產(chǎn)的屏蔽門系統(tǒng)裝進(jìn)了地鐵昌平線;去年，國(guó)產(chǎn)的無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)用到地鐵7號(hào)線上。

“最強(qiáng)大腦”將繼續(xù)升級(jí)

“最強(qiáng)大腦”的自主化已經(jīng)形成“氣候”，另一項(xiàng)更高級(jí)的技術(shù)也提上了日程。

熟悉地鐵的乘客都清楚，北京地鐵是“專車跑專線”，固定的車跑固定的軌道線路，不像鐵路上軌道基本上都是共用的。北京地鐵新一輪的技術(shù)升級(jí)，將打破這個(gè)限制。“去年開始，北京地鐵正在研究各條線路的互聯(lián)互通。”韓志偉說(shuō)。所謂“互聯(lián)互通”，也是針對(duì)各條線路不同的信號(hào)等技術(shù)而言。

這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)基礎(chǔ)是需要提供信號(hào)技術(shù)的企業(yè)能夠互相配合、共享才能完成。此前，北京地鐵CBTC一直壟斷在外國(guó)設(shè)備商手中，很難實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)互通”。而在這幾年，自主化技術(shù)陸續(xù)被國(guó)內(nèi)企業(yè)一一攻破，才讓北京互聯(lián)互通有了可能。韓志偉透露，這項(xiàng)技術(shù)計(jì)劃在“十三五”期間取得進(jìn)展。“成型后，同一條軌道上，A號(hào)線列車可以經(jīng)過(guò)，B號(hào)線列車需要時(shí)也可以行駛。”

王偉向記者分析，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通后，一旦某條線車輛短缺，另一條線上的列車就可以補(bǔ)空;技術(shù)更成熟時(shí)，乘客乘坐地鐵可以省去換乘的麻煩、直接到達(dá)。“就如同從四惠到達(dá)官營(yíng)，原來(lái)需要經(jīng)過(guò)1號(hào)線、5號(hào)線再換7號(hào)線，互聯(lián)互通后乘客可以直接到達(dá)官營(yíng)。”他說(shuō)。