国产自主化CBTC系统国际化应用面临的挑战及建议

张国慧 田大锁

(1.中铁二院工程集团有限责任公司， 610031， 成都；
2.成都轨道建设管理有限责任公司， 610031， 成都∥第一作者， 高级工程师)

近年来，我国企业在国外多个城市轨道交通工程信号系统的设计、供货、安装、调试、运营项目中中标，参建的项目包括埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴轻轨的东西线和南北线、沙特阿拉伯圣地麦加市的捷运线、以色列首都特拉维夫的轻轨红线及越南河内市的轻轨吉灵—河东线等。但是，由于国内外城市轨道交通信号系统发展、建设、运营环境不同导致的理念差异，以及国内自主化信号系统起步较晚等原因，我国目前并没有完全满足CEN(欧洲标准委员会)、IEEE(美国电气和电子工程师协会)、IEC(国际电工委员会)等机构定义的自主化CBTC(基于通信的列车控制)系统全产业链“走出去”的案例。

国产自主化CBTC系统走出国门，是国外市场的迫切需求，也是技术输出的必由之路。为此，本文对国产自主化CBTC系统“走出去”过程中面临的挑战进行分析，并提出相关建议。

2010年北京地铁亦庄线的开通运营标志着我国成为全球第四个掌握CBTC核心技术并得以成功应用的国家。自此， CBTC系统的自主化应用踏上高速发展征程。目前，国内自主化CBTC系统在建或已运营的项目如表1所示。

2.1 国内外信号系统在建设各阶段的差异对比

本文对国内外城市轨道交通信号系统在建设各阶段的主要差异进行对比，如表2所示。

本文以施工安装图纸为例对二者的主要差异进行对比说明。我国城市轨道交通信号专业的竣工图一般是施工单位在设计单位绘制的施工蓝图上根据现场变化做小幅调整。若施工方案有较大变化，则由设计单位提供变更图纸，施工单位不需要根据现场实际重新绘制详细施工图。

表1 自主化CBTC系统项目统计表

而在国外城市轨道交通信号工程项目中，施工承包商拿到详细的设计图纸后，需根据现场实际绘制竣工图。该竣工图须体现以下内容：①线槽/线管中光电缆的敷设数量、类型、标识及冗余量；
②体现预留/预埋的孔、井、沟、套筒中各类线缆的数量、标识、截面图及填充率；
③体现建筑物内电缆通过电缆桥架的路径、导管的材料和尺寸及具体敷设位置；
④体现桥架/管线径路上每个有变化的断面的细节(包括标高、隔断、转弯、穿梁、穿孔及管线交叉等)。此外，国外城市轨道交通信号项目的施工图必须得到监理工程师审核批复才能开工。

表2 国内外城市轨道交通信号工程建设各阶段的主要差异对比

2.2 国内外的规范/标准存在“软联通”鸿沟

我国的自主化CBTC系统一直致力于按照国外规范/标准来研发、设计、制造及开发产品，在技术演进上应用了4G(第四代移动通信技术)，以实现不同信号系统供货商在相同制式CBTC线路间的互联互通。我国企业遵循了IEEE 1474系列标准的核心思想及基础理论，尤其是依据IEEE 1474.1标准附件D中的典型安全制动模型进行了相关软件的研发，在安全认证及安全评估上借鉴了欧盟的EN 5012X系列标准。这些都为我国自主化CBTC系统国际化奠定了基础。

但是，我国企业并未遵循IEEE 1474.1对CBTC系统的定义，而是根据国内产业发展状况采用计轴(未选用IEEE 1474.1规定的轨道电路)作为次级列车空闲/占用状态的检测设备，这使得信号系统的构成、功能实现方式与上文所述的国外规范/标准要求产生较大的偏离。

放弃使用轨道电路的做法，在采用国际标准和欧盟标准的国家和地区都将面临一个很难解决的技术难题：如何识别并预防钢轨的折断及位移。尤其对于政局不稳或治安水平较低的国家，如这些国家的城市轨道交通线路为地面线路，没有轨道电路提供钢轨折断信息用以提示钢轨被破坏或偷盗，则在运营期间没有更好的技术手段探测轨道线路是否完好。同时，该做法还会被业主方认定我国的CBTC系统未遵守国际标准、规范及合同约定。

我国的自主化CBTC系统在应用了基于车车通信的CBTC及FAO(全自动运行)后，依然只有五花八门、参差不齐的行业标准、协会标准、地方标准和企业标准，没有形成统一的国家标准，也没有根据相关的国际标准进行修订和改进。这是我国自主化CBTC系统“走出去”历程中的一大软肋。未遵照国际标准体系的自主化CBTC系统陷入起步即踏空、推进必亏损的窘境。因此，跟国际规范/标准进行“软联通”刻不容缓。

2.3 设备系统准入认证“硬联通”情况复杂

2.3.1 城市轨道交通信号领域国外有影响力的重要产品认证

国外各个国家都有各自的产品认证制度体系。本文整理出与CBTC系统有关的有影响力的国外重要产品认证，如表3所示。

表3 与CBTC相关的国外有影响力的重要产品认证列表

2.3.2 无线电通信设备出口运输合规问题

斋月十日城铁路信号系统工程是我国自主化CBTC系统首次在埃及得以应用。该项目车地无线通信设备的发货、清关、测试、安装及现场检验等环节遇到了很多问题。根据埃及NTRA(国家电信管理局)颁布的相关法规要求，所有在埃及境内使用的终端设备、无线电通信设备均需满足以下要求：①设备在出货前需进行VOC(合格证明)认证；
②凡是出口到埃及的商品，均需按相关的国际标准对产品进行检测，产品需通过CE/FCC认证；
③检验公司验货完毕，确认其性能指标符合相关标准的要求后出具PVOC(出口前合格证明)，进口商凭PVOC证书办理通关手续。

此外，在埃及斋月十日城铁路项目的实施过程中，还遇到了以下问题：出口商品虽未列入出口商品品质符合证书查验目录，但埃及海关仍会要求进口商提供VOC;清关后，还需要将设备提供给NTRA的下属机构，用以对设备进行测试；
NTRA出具的测试报告如有整改意见，须待整改完成后方可允许安装；
设备安装完成后，NTRA还要到现场检查、测试车地无线通信系统的性能，检查合格后才允许使用该设备。上述问题导致该项目经历了漫长的过程。

2.3.3 设备/材料的检验、检测及校准问题

设备/材料的检验、检测及校准是我国自主化CBTC系统“走出去”的另一大难题。虽然我国国家铁路产品质量监督检验中心的专业能力突出，但目前仍未得到欧美国家的认可。目前，国际上针对信号系统设备、材料的认证主要有SIL(安全完整性等级)认证、IRIS(国际铁路行业标准)认证、电气设备外壳对异物侵入的IP防护等级认证等。其中，自主化信号系统设备供应商的设备/系统均已通过SIL认证。但是，铁路电缆、电源系统设备、箱盒、电缆槽、水泥基础、保护管等设备/材料并未遵循国际标准生产制造。此外，我国自主化CBTC系统设备的IP等级与海外业主的要求相比也普遍较低，这给项目的执行及设备交验带来了巨大隐患。

结合埃及斋月十日城铁路工程及其他项目的建设经验，为了使我国自主化CBTC系统海外项目得到更高质量的发展，本文提出如下建议：

1) 高站位规划。应对国内自主化CBTC系统的行业标准、地方标准、企业标准及取费标准等进行糅合和提炼，形成国家统一的设计标准、制造标准、施工/安装工艺标准及国际项目取费计量标准。用智能化、生态化、集约化的技术推动我国城市轨道交通标准体系融入国际标准体系，形成引领行业发展的关键竞争力，推动我国自主化CBTC系统设备检测/验证机构的认证证书全球通行。

2) 高标准谋划。通过兼并、收购及重组等方式，培育一批具备弱电系统深度集成、二次开发能力的综合性龙头企业，以引导国内的信号系统供货商向具有国际竞争力的弱电系统集成商甚至机电系统集成商转变，消除技术壁垒和信息孤岛。

3) 高精度准备。海外工程投标前期，要详细调研该投标项目所在国在短路试验、电磁兼容、无线通信频段申请、消防验收等方面政府部门的许可程序、检测职责及收费标准；
了解当地宗教文化传统、社会保障与劳工雇佣情况；
调研当地材料的供应价格、遵循标准、生产能力及供货周期；
确定各个建设程序中承包商的确切职责，绝对不能有笼统而不确定的承诺。

综上所述，我国自主化CBTC系统要走出国门，依然面临着巨大挑战。如何取得国外业主单位的认可，除了本文所述建议外，还需通过积极投身海外工程建设，参与国际学术交流，分享我国城市轨道交通的建设经验，加大宣传力度，使我国自主化信号系统的国际化程度及国际知名度逐步提升。呼吁更多海外项目的“开路先锋”总结项目执行过程中遇到的难题及解决办法，提供宝贵的经验，为我国自主化信号系统“走出去”铺平道路，共同推进自主化CBTC系统的高质量发展。