轨道交通信号系统发展现状及趋势分析

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/15 16:19

从进口依赖到自主可控,轨交信号系统逐步实现自主化。

1、政策助力中国轨道交通信号系统不断实现“完全自主化”

国家政策大力支持轨道交通信号系统自主化。近年来,轨道交通行业一直是国家大力支 持的战略新兴产业:早在 2006 年,国务院提出要“重点研究开发高速轨道交通控制和调速 系统,掌握运行控制、线路建设和系统集成技术”;2012 年,工信部再次强调要立足国产化, 增强轨道交通自主创新能力,全面建成覆盖高、中、低速铁路和城际铁路的中国列车运行控 制系统技术体系;2016 年以来,国家发改委等多部委多次发文,强调要把高速、城际铁路 列车运行控制系统、CBTC 互联互通列车运行控制系统、全自动运行 FAO 系统作为新兴发 展产业,提升我国轨道交通信号系统智能化和自主化能力。在国家政策的大力支持下,我国 轨交列控设备和信号厂商紧密跟踪国际技术发展,铁路列控系统和城轨信号系统分别走向国 产化道路。

2、铁路LKJ和ATP列控系统已实现国产化,进入规范发展阶段

我国列控系统进入规范发展阶段。19 世纪 80 年代以前,铁路列车运行控制主要通过地 面信号向司机提供视觉信号;19 世纪 80 年代到 90 年代,我国开发推广自动停车装置,但 引进的 TVM 系统运行效果不理想;19 世纪 90 年代到 21 世纪,由铁道部组织、思维列控参 与的 LKJ-93 型列车运行监控记录装置通过鉴定,开始大范围推广;21 世纪以来,为了适应 我国铁路行车安全保障技术深化发展的需要,我国建立了系列化、标准化中国列车运行控制 体系。

LKJ 和 ATP 列控系统已实现国产化,且竞争格局相对固定。从市场准入层面,应答器 系统、机车信号设备、LKJ 系统等均需取得行业准入许可;经过多年的发展,已经形成单一 类型产品的主要竞争企业相对较少且较为固定的市场竞争格局。目前,LKJ 系统是国家铁路 列车运行控制系统的主流装备,适用于 160km/h 及以下线路区段,主要有思维列控、中车时 代电气、交大思诺 3 家合格供应商,其中思维列控市占率第一,2022H1,思维列控 LKJ 系 统产品的市场占有率约为 50.8%;ATP 系统在时速 200km/h 及以上区段承担列车运行控制 功能,主要有中国通号、和利时、铁科院、时代电气 4 家合格供应商,其中,中国通号占据 中国高铁列控系市场份额的 60%以上,CTCS-3 产品在时速 350km/h 的高铁线路中市占率 超 90%。

3、突破技术垄断,城轨CBTC信号技术逐步走向国产化

突破技术垄断,国内信号厂商 CBTC 技术逐步走向国产化。自 20 世纪 60 年代起,国 外开始对 CBTC 的理论进行深入研究;我国的城市轨道交通起步较晚,从第三代(CBTC 系 统)开始逐渐打破国外垄断,目前第四代(FAO 无人驾驶系统)已经达到国际水平,第五代 (VBTC 系统)实现落地应用,第六代(AVCOS 系统)研发国际领先,目前已经逐步实现 从跟跑到并跑再到领跑的转变。

1) 初创阶段,技术落后(建国初期至 20 世纪 80 年代)。1965 年中国第一条地铁在北 京开工建设,1969 年建成通车,1981 年正式对外运营,线路采用复线自动闭塞, 而同期 1984 年加拿大多伦多士嘉堡快轨线和 1985 年温哥华天车世博线已经采用 CBTC 系统,国内信号系统技术落后。 2) 过渡阶段,研发受阻(20 世纪 80 年代-20 世纪末)。1971 年的北京地铁二期工程 中试用了国内初步尝试自主开发行车指挥与列车运行自动化 ATC 系统,该系统由 行车指挥自动化 ATS 系统(由控制计算机和调度集中的子系统组成,继电联锁为 其终端执行设备)和列车运行自动化 ATO 系统组成,最终因电子元器件问题研发 受阻。

3) 技术引进阶段,快速发展(20 世纪末-2010 年)。以“建设标准、造价、车辆和设 备国产化”原则,国家开始研究城市轨道交通设备国产化政策;21 世纪初,我国 引进了 CBTC 系统,如上海地铁 2 号线采用美国 GRS 的 ATC 系统和除道岔、信 号机外,其余全部采用德国西门子的广州地铁 1 号线;该阶段城轨信号系统所有技 术都由外国进口,我国厂商完全没有技术支持,只能做简单的维护工作。

4) 自主发展阶段,技术领先(2010 年-至今):2010 年,北京地铁亦庄线和昌平线开 通运营,该线路应用了由北京交通大学和交控科技自主研发的 CBTC 系统;至此, 我国成功打破国外垄断,掌握 CBTC 系统的 ATP/ATO 核心技术。截至目前,国内 已经有 9 家公司实现了自主 CBTC 技术的工程应用,从技术来源来看,交控科技、 华铁技术均已实现 CBTC 完全技术自主化,交控科技、华铁技术、众合科技、富欣 智控、电气泰雷兹公司已经实现 FAO 自主产品工程应用。

市场集中度高,第一梯队企业囊括 70%以上市场份额。国际主流轨交信号系统企业包括 西门子、阿尔斯通、泰雷兹、庞巴迪等;国内共有交控科技、中国通号(包括卡斯柯及通号 国铁)、电气泰雷兹、众合科技、华铁技术、恩瑞特、中车时代电气、富欣智控、和利时、 交大微联和新誉庞巴迪等十二家企业具备城市轨道交通信号系统总承包能力。从近年来中国 国内城市轨道交通信号系统的市占率来看,国内第一梯队企业包括交控科技、中国通号、众 合科技,三家厂商 2021 年市场份额合计超 73.6%。

领军企业引领行业发展,轨交信号系统逐步实现“走出去”战略。2021 年,交控科技 自主研发的互联互通信号系统首次在中国大陆以外地区成功应用,是中国原创城轨信号系统 第一次走出国门,实现技术、标准、设备和经验共同“走出去”的壮举。“十四五”期间, 在“一带一路”战略带动、国内领先企业的持续创新和国内庞大信号系统市场的孵育下,国 产轨交信号系统的走出去战略值得期待。