國產自主化CBTC系統國際化應用面臨的挑戰及建議

張國慧 田大鎖

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司， 610031， 成都；2.成都軌道建設管理有限責任公司， 610031， 成都∥第一作者， 高級工程師)

近年來，我國企業在國外多個城市軌道交通工程信號系統的設計、供貨、安裝、調試、運營項目中中標，參建的項目包括埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴輕軌的東西線和南北線、沙特阿拉伯圣地麥加市的捷運線、以色列首都特拉維夫的輕軌紅線及越南河內市的輕軌吉靈—河東線等。但是，由于國內外城市軌道交通信號系統發展、建設、運營環境不同導致的理念差異，以及國內自主化信號系統起步較晚等原因，我國目前并沒有完全滿足CEN(歐洲標準委員會)、IEEE(美國電氣和電子工程師協會)、IEC(國際電工委員會)等機構定義的自主化CBTC(基于通信的列車控制)系統全產業鏈“走出去”的案例。

國產自主化CBTC系統走出國門，是國外市場的迫切需求，也是技術輸出的必由之路。為此，本文對國產自主化CBTC系統“走出去”過程中面臨的挑戰進行分析，并提出相關建議。

1 自主化CBTC系統國內的在建/運營項目

2010年北京地鐵亦莊線的開通運營標志著我國成為全球第四個掌握CBTC核心技術并得以成功應用的國家。自此， CBTC系統的自主化應用踏上高速發展征程。目前，國內自主化CBTC系統在建或已運營的項目如表1所示。

2 自主化CBTC系統走出國門面臨的挑戰

2.1 國內外信號系統在建設各階段的差異對比

本文對國內外城市軌道交通信號系統在建設各階段的主要差異進行對比，如表2所示。

本文以施工安裝圖紙為例對二者的主要差異進行對比說明。我國城市軌道交通信號專業的竣工圖一般是施工單位在設計單位繪制的施工藍圖上根據現場變化做小幅調整。若施工方案有較大變化，則由設計單位提供變更圖紙，施工單位不需要根據現場實際重新繪制詳細施工圖。

表1 自主化CBTC系統項目統計表

而在國外城市軌道交通信號工程項目中，施工承包商拿到詳細的設計圖紙后，需根據現場實際繪制竣工圖。該竣工圖須體現以下內容：①線槽/線管中光電纜的敷設數量、類型、標識及冗余量；②體現預留/預埋的孔、井、溝、套筒中各類線纜的數量、標識、截面圖及填充率；③體現建筑物內電纜通過電纜橋架的路徑、導管的材料和尺寸及具體敷設位置；④體現橋架/管線徑路上每個有變化的斷面的細節(包括標高、隔斷、轉彎、穿梁、穿孔及管線交叉等)。此外，國外城市軌道交通信號項目的施工圖必須得到監理工程師審核批復才能開工。

表2 國內外城市軌道交通信號工程建設各階段的主要差異對比

2.2 國內外的規范/標準存在“軟聯通”鴻溝

我國的自主化CBTC系統一直致力于按照國外規范/標準來研發、設計、制造及開發產品，在技術演進上應用了4G(第四代移動通信技術)，以實現不同信號系統供貨商在相同制式CBTC線路間的互聯互通。我國企業遵循了IEEE 1474系列標準的核心思想及基礎理論，尤其是依據IEEE 1474.1標準附件D中的典型安全制動模型進行了相關軟件的研發，在安全認證及安全評估上借鑒了歐盟的EN 5012X系列標準。這些都為我國自主化CBTC系統國際化奠定了基礎。

但是，我國企業并未遵循IEEE 1474.1對CBTC系統的定義，而是根據國內產業發展狀況采用計軸(未選用IEEE 1474.1規定的軌道電路)作為次級列車空閑/占用狀態的檢測設備，這使得信號系統的構成、功能實現方式與上文所述的國外規范/標準要求產生較大的偏離。

放棄使用軌道電路的做法，在采用國際標準和歐盟標準的國家和地區都將面臨一個很難解決的技術難題：如何識別并預防鋼軌的折斷及位移。尤其對于政局不穩或治安水平較低的國家，如這些國家的城市軌道交通線路為地面線路，沒有軌道電路提供鋼軌折斷信息用以提示鋼軌被破壞或偷盜，則在運營期間沒有更好的技術手段探測軌道線路是否完好。同時，該做法還會被業主方認定我國的CBTC系統未遵守國際標準、規范及合同約定。

我國的自主化CBTC系統在應用了基于車車通信的CBTC及FAO(全自動運行)后，依然只有五花八門、參差不齊的行業標準、協會標準、地方標準和企業標準，沒有形成統一的國家標準，也沒有根據相關的國際標準進行修訂和改進。這是我國自主化CBTC系統“走出去”歷程中的一大軟肋。未遵照國際標準體系的自主化CBTC系統陷入起步即踏空、推進必虧損的窘境。因此，跟國際規范/標準進行“軟聯通”刻不容緩。

2.3 設備系統準入認證“硬聯通”情況復雜

2.3.1 城市軌道交通信號領域國外有影響力的重要產品認證

國外各個國家都有各自的產品認證制度體系。本文整理出與CBTC系統有關的有影響力的國外重要產品認證，如表3所示。

表3 與CBTC相關的國外有影響力的重要產品認證列表

2.3.2 無線電通信設備出口運輸合規問題

齋月十日城鐵路信號系統工程是我國自主化CBTC系統首次在埃及得以應用。該項目車地無線通信設備的發貨、清關、測試、安裝及現場檢驗等環節遇到了很多問題。根據埃及NTRA(國家電信管理局)頒布的相關法規要求，所有在埃及境內使用的終端設備、無線電通信設備均需滿足以下要求：①設備在出貨前需進行VOC(合格證明)認證；②凡是出口到埃及的商品，均需按相關的國際標準對產品進行檢測，產品需通過CE/FCC認證；③檢驗公司驗貨完畢，確認其性能指標符合相關標準的要求后出具PVOC(出口前合格證明)，進口商憑PVOC證書辦理通關手續。

此外，在埃及齋月十日城鐵路項目的實施過程中，還遇到了以下問題：出口商品雖未列入出口商品品質符合證書查驗目錄，但埃及海關仍會要求進口商提供VOC;清關后，還需要將設備提供給NTRA的下屬機構，用以對設備進行測試；NTRA出具的測試報告如有整改意見，須待整改完成后方可允許安裝；設備安裝完成后，NTRA還要到現場檢查、測試車地無線通信系統的性能，檢查合格后才允許使用該設備。上述問題導致該項目經歷了漫長的過程。

2.3.3 設備/材料的檢驗、檢測及校準問題

設備/材料的檢驗、檢測及校準是我國自主化CBTC系統“走出去”的另一大難題。雖然我國國家鐵路產品質量監督檢驗中心的專業能力突出，但目前仍未得到歐美國家的認可。目前，國際上針對信號系統設備、材料的認證主要有SIL(安全完整性等級)認證、IRIS(國際鐵路行業標準)認證、電氣設備外殼對異物侵入的IP防護等級認證等。其中，自主化信號系統設備供應商的設備/系統均已通過SIL認證。但是，鐵路電纜、電源系統設備、箱盒、電纜槽、水泥基礎、保護管等設備/材料并未遵循國際標準生產制造。此外，我國自主化CBTC系統設備的IP等級與海外業主的要求相比也普遍較低，這給項目的執行及設備交驗帶來了巨大隱患。

3 自主化CBTC海外項目的發展建議

結合埃及齋月十日城鐵路工程及其他項目的建設經驗，為了使我國自主化CBTC系統海外項目得到更高質量的發展，本文提出如下建議：

1) 高站位規劃。應對國內自主化CBTC系統的行業標準、地方標準、企業標準及取費標準等進行糅合和提煉，形成國家統一的設計標準、制造標準、施工/安裝工藝標準及國際項目取費計量標準。用智能化、生態化、集約化的技術推動我國城市軌道交通標準體系融入國際標準體系，形成引領行業發展的關鍵競爭力，推動我國自主化CBTC系統設備檢測/驗證機構的認證證書全球通行。

2) 高標準謀劃。通過兼并、收購及重組等方式，培育一批具備弱電系統深度集成、二次開發能力的綜合性龍頭企業，以引導國內的信號系統供貨商向具有國際競爭力的弱電系統集成商甚至機電系統集成商轉變，消除技術壁壘和信息孤島。

3) 高精度準備。海外工程投標前期，要詳細調研該投標項目所在國在短路試驗、電磁兼容、無線通信頻段申請、消防驗收等方面政府部門的許可程序、檢測職責及收費標準；了解當地宗教文化傳統、社會保障與勞工雇傭情況；調研當地材料的供應價格、遵循標準、生產能力及供貨周期；確定各個建設程序中承包商的確切職責，絕對不能有籠統而不確定的承諾。

4 結語

綜上所述，我國自主化CBTC系統要走出國門，依然面臨著巨大挑戰。如何取得國外業主單位的認可，除了本文所述建議外，還需通過積極投身海外工程建設，參與國際學術交流，分享我國城市軌道交通的建設經驗，加大宣傳力度，使我國自主化信號系統的國際化程度及國際知名度逐步提升。呼吁更多海外項目的“開路先鋒”總結項目執行過程中遇到的難題及解決辦法，提供寶貴的經驗，為我國自主化信號系統“走出去”鋪平道路，共同推進自主化CBTC系統的高質量發展。