【信源】上海地鐵維護保障有限公司通號分公司
【編輯】吳侃俊、samuel
【本期責編】藍爸爸
【本期編審】shining靈感
2025年3月31日，隨著tbtc系統(tǒng)的正式投用，疊加24年初的cbtc系統(tǒng)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(tǒng)”的地鐵線路。cbtc＋tbtc“雙信號系統(tǒng)”將全面提升系統(tǒng)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(shù)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(fā)展，2號線面臨著諸多亟待解決的挑戰(zhàn)，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(jīng)過專家組的全面評估，上海地鐵研究規(guī)劃，提出了針對2號線信號系統(tǒng)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(tǒng)的革新無疑是最為關鍵且復雜的環(huán)節(jié)。這一過程好比一場高風險的“換顱手術”，不僅涉及多個專業(yè)接口，還必須確保運營的持續(xù)穩(wěn)定，其難度與挑戰(zhàn)不言而喻。
“雙保險”系統(tǒng)，地鐵信號的“雙卡雙待”
當時在既有線改造中，行業(yè)內常見兩種方案，一是“修舊如舊”，僅對既有系統(tǒng)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(tǒng)技術服務差、備件難購、標準不統(tǒng)一等問題，且功能和性能與cbtc系統(tǒng)有差距，難以滿足2號線的運能需求。二是新系統(tǒng)完全替換既有系統(tǒng)，順應信號技術發(fā)展趨勢，但過渡期間車載信號系統(tǒng)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(xiàn)與車輛接口的切換，這增加了系統(tǒng)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(tǒng)切換至新系統(tǒng)，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(tǒng)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(jīng)多方研究和商議，提出了“雙信號系統(tǒng)”方案，這是一套“雙保險”系統(tǒng)，好比手機的“雙卡雙待”。將軌旁設備全部升級為新系統(tǒng)，列車上則同時支持新cbtc系統(tǒng)并兼容既有信號系統(tǒng)，使列車能在新老系統(tǒng)間無縫切換，突破軌旁設備限制，從而實現(xiàn)“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。
突破技術瓶頸，接口開放的關鍵推進
提出“雙信號系統(tǒng)”方案后，項目團隊迅速意識到，實施該方案面臨關鍵挑戰(zhàn)：2號線既有信號系統(tǒng)（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(tǒng)，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(tǒng)”為籌碼，最終迫使外方妥協(xié)，成功實現(xiàn)技術接口開放，為雙套系統(tǒng)落地創(chuàng)造條件。
從創(chuàng)新理念到創(chuàng)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(tǒng)”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。
整線制改造，高效協(xié)同與風險管控的藝術
2號線的改造是一次整線制的大修改造，涵蓋信號系統(tǒng)升級及其他配套專業(yè)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(tǒng)倒接環(huán)節(jié)尤為關鍵且風險高，僅倒接及確認設備狀態(tài)就需要兩至三小時，甚至更久。一旦出現(xiàn)問題，故障處理和系統(tǒng)恢復難度極大。
為應對挑戰(zhàn)，項目團隊采取多項創(chuàng)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(jié)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(guī)模5次，超大規(guī)模4次），涵蓋日常運營場景，助力人員適應新系統(tǒng)。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(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)運營、改造與增能同步推進。此外，優(yōu)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(guī)模演練代替試運行完成最后幾列車的調試，高效完成節(jié)點目標。
從“零”到“一”，“無感”作業(yè)再升級
項目團隊秉持循序漸進原則，持續(xù)優(yōu)化施工流程，尤其在重大節(jié)點前，精心制定詳細方案，為后續(xù)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(tǒng)功能進行檢驗，并提前開展新系統(tǒng)列車調試。此次樣板段覆蓋徐涇東至淞虹路區(qū)間，評審活動不僅驗證了雙信號系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定性，還確立了信號系統(tǒng)功能設計的標準化，為后續(xù)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(xié)會合作，制定了行業(yè)團體標準，填補了全國信號系統(tǒng)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(tǒng)投入運營前的專家評審，為新系統(tǒng)啟用做好充分準備。
2024年1月27日凌晨，在優(yōu)化割接工序后，上海地鐵2號線進行了cbtc信號系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)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(tǒng)的正式投用，升級后的tbtc系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)，采用的af-904型數(shù)字無絕緣軌道電路，以微處理器為基礎，運用了數(shù)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(xiàn)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(tǒng)故障時，備用系統(tǒng)仍能實現(xiàn)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(jīng)“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(xiàn)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(tǒng)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(xù)發(fā)展注入新的活力。
上觀號作者：上海地鐵shmetro
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