軌道交通展消息 2025年3月31日,隨著TBTC系統的正式投用,疊加24年初的CBTC系統啟用,上海地鐵2號線正式升級為全球首條擁有“雙信號系統”的地鐵線路。CBTC+TBTC“雙信號系統”將全面提升系統的智能性和安全性。
自2000年開通以來,上海地鐵2號線作為上海第二條運營的地鐵線路,也是首條橫跨黃浦江、連接浦東與浦西的交通大動脈,已承載了無數乘客的夢想與腳步,其單日最高客流量達193萬人次,位居上海地鐵之首。然而,隨著城市的發展,2號線面臨著諸多亟待解決的挑戰,設備逐漸老化、運力需求日益增長、運營服務水平要求不斷提高……升級改造迫在眉睫。經過專家組的全面評估,上海地鐵研究規劃,提出了針對2號線信號系統的大修改造項目,以全面提高全線整體設備可靠性,提升運營服務質量。
在眾多待改進的項目中,信號系統的革新無疑是最為關鍵且復雜的環節。這一過程好比一場高風險的“換顱手術”,不僅涉及多個專業接口,還必須確保運營的持續穩定,其難度與挑戰不言而喻。
當時在既有線改造中,行業內常見兩種方案,一是“修舊如舊”,僅對既有系統硬件翻新,雖操作簡單、無需重新設計且兼容性好,但無法解決既有系統技術服務差、備件難購、標準不統一等問題,且功能和性能與CBTC系統有差距,難以滿足2號線的運能需求。二是新系統完全替換既有系統,順應信號技術發展趨勢,但過渡期間車載信號系統需同時安裝TBTC(基于軌道電路的列車控制)和CBTC(基于通信的列車控制)兩套設備,并配備倒接裝置以實現與車輛接口的切換,這增加了系統復雜性,工程量巨大、耗時長,且割接風險極高,需在割接當晚將全線30個站、3個停車場及100列車同時從舊系統切換至新系統,難度風險極大,還需提前結束運營,這與集團最初制定的“不影響運營”原則相悖。
基于信號系統的可靠性和可用性、割接風險、工期時長等因素,結合國內外案例及2號線實際情況,項目團隊經多方研究和商議,提出了“雙信號系統”方案,這是一套“雙保險”系統,好比手機的“雙卡雙待”。將軌旁設備全部升級為新系統,列車上則同時支持新CBTC系統并兼容既有信號系統,使列車能在新老系統間無縫切換,突破軌旁設備限制,從而實現“邊運營,邊增能,邊改造”的新思路,同時降低了夜間調試時間成本。軌旁與列車改造同步進行、互不影響,倒接方式靈活,顯著降低倒接風險,并且契合“無感改造”理念,為首次整線制大修改造提供了高容錯率,給很多改造過程中的風險點提供了有效的防范措施。
提出“雙信號系統”方案后,項目團隊迅速意識到,實施該方案面臨關鍵挑戰:2號線既有信號系統(TBTC)長期依賴國外廠商,技術與設備均受制于外方支持。要在既有制式基礎上增添新系統,必須讓廠商開放既有設備接口,否則方案難以落地。然而,項目籌劃初期,外國廠商堅持利舊方案,拒絕開放接口,談判陷入僵局。上海地鐵以“替換系統”為籌碼,最終迫使外方妥協,成功實現技術接口開放,為雙套系統落地創造條件。
從創新理念到創新成果落地,絕非易事。上海地鐵攜手卡斯柯信號有限公司組成攻堅團隊,圍繞“新老互備、不同制式、雙套系統”理念,進行一系列可行性驗證。2018年4月,北翟路停車場開展兼容性車載測試評審會,驗證列車在兩種信號模式下運營的可行性,結果符合預期,為2號線信號升級改造帶來曙光。
2號線的改造是一次整線制的大修改造,涵蓋信號系統升級及其他配套專業的同步改造,以確保整條線路的高效同步運轉。然而,由于運營時間長,夜間施工時間短(通常僅兩至三小時),系統倒接環節尤為關鍵且風險高,僅倒接及確認設備狀態就需要兩至三小時,甚至更久。一旦出現問題,故障處理和系統恢復難度極大。
為應對挑戰,項目團隊采取多項創新舉措:實施“正線留車”措施,夜間運營結束后列車停放在軌道上待命,節省入庫出庫時間,為調試爭取更多時間;安排調度員、司機、站務員及維護人員進行多次多車演練(中等規模5次,超大規模4次),涵蓋日常運營場景,助力人員適應新系統。割接前期,施工人員進行割接預演,明確工序。除新增31列新車外,現有列車改造逐列進行,確保早晚高峰運營不受影響。列車安裝兼容系統后,可在兩種信號模式下運行,無需倒接操作,保障運營效率并降低倒接風險,實現運營、改造與增能同步推進。此外,優化資源分配,將列車調試調整至基地試車線,精確調度上、下行施工資源,以大規模演練代替試運行完成最后幾列車的調試,高效完成節點目標。
項目團隊秉持循序漸進原則,持續優化施工流程,尤其在重大節點前,精心制定詳細方案,為后續工程筑牢根基。 2022年7月,團隊成功舉辦了樣板段評審活動。借鑒新樓盤樣板房思路,樣板段概念在項目初期即對系統功能進行檢驗,并提前開展新系統列車調試。此次樣板段覆蓋徐涇東至淞虹路區間,評審活動不僅驗證了雙信號系統的功能與穩定性,還確立了信號系統功能設計的標準化,為后續車站工程提供了可借鑒范例。
2023年下半年,項目團隊與上海軌道交通協會合作,制定了行業團體標準,填補了全國信號系統更新改造及投入運營評估條件的空白。至2023年底,完成CBTC系統投入運營前的專家評審,為新系統啟用做好充分準備。
2024年1月27日凌晨,在優化割接工序后,上海地鐵2號線進行了CBTC信號系統第一階段ATO(列車自動運行)割接,從割接開始到順利完成僅僅用時26分鐘。全部作業均以“無感”為前提,從“無感”調試,再到“無感”割接?!盁o感”的背后,是一次次系統的完善和方案的精進,團隊累計撰寫超過190篇設備認知成果文件,那些字疊字不斷細化的預案,是這場“手術”完美成功的保障。
2025年3月31日,TBTC系統的正式投用,升級后的TBTC系統作為備用系統,采用的AF-904型數字無絕緣軌道電路,以微處理器為基礎,運用了數字編碼技術,信息量大,可為列車運行提供多種不同的速度信息,實現列車運行的模式曲線控制,比一般音頻無絕緣軌道電路具有更大的抗干擾性能。在CBTC降級至TBTC情況下,列車仍具備接收速度碼功能和ATO下的駕駛模式。在主用系統故障時,備用系統仍能實現2分鐘的運營間隔。
大修改造開展至今,這條已運營24年的地鐵線路,歷經“十年打磨”,完成了64公里、30座車站舊線“煥”新的艱巨任務,完美實現了大客流既有線不中斷運營整線制改造的“零”突破。上海地鐵2號線信號系統改造將為未來更多城市的既有線改造升級提供“上海方案”,為城市軌道交通的可持續發展注入新的活力。
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