城市轨道交通互联互通/城市轨道交通信号系统发展史

随着城市化进程不断加快，轨道交通在城市公共交通中的地位日益显著。目前我国城市轨道交通进入了快速发展期，截至2021年12月31日，中国内地已有51个城市开通城市轨道交通线路里程9192.62公里。随着十三五计划中轨道交通项目的有序推进，全国各大中城市开始规划十四五期间轨道交通项目，以长三角、大湾区为首的发达地区区域一体化进程加快，增加了区域间轨道交通的建设需求，也对城市轨道交通也提出了更智能、安全、效率的要求。

我国的第一条城市轨道交通线路北京地铁 1 号线于 1971 年面向公众运营，采用复线自动闭塞的制式，集成国产继电联锁及移频轨道电路等纯国产设备保障系统运行安全，虽然同时配套了CTC（Centralized Traffic Control，调度集中）及ATO（Automatic Train Operation，列车自动驾驶）设备，但由于质量和技术因素，较难正常使用。此后于1993年在上海地铁1号线开通了美国GRS公司提供的ATC（Automatic Train Control，列车自动控制）系统，该系统由ATP（Automatic Train Protection，列车自动防护），ATO和ATS（Automatic Train Supervision，列车自动监控）系统组成，集成移频轨道电路实现了固定闭塞[7]。之后上海地铁2号线在ATC系统的基础上通过增加应答器实现准移动闭塞。

我国对CBTC技术的应用始于2008年的北京地铁2号线改造项目，CBTC技术集ATP、ATO、ATS及联锁技术为一体，利用无线通信技术实现车地通信，实现了移动闭塞[8]，联锁系统需提供进路防护、轨旁设备控制等功能[9]。从此CBTC系统开始在我国地铁线路中应用，但均为国外引进技术，设备和维护成本较高，一定程度上阻碍了城轨列控技术的发展。因此我国技术厂商开始转向CBTC设备自主化的道路，于2010年北京亦庄线开通我国第一条采用自主化国产CBTC系统的线路，自此地铁CBTC系统正式的向自主化、国产化方向发展，国内各公司也不断研发出各自的自主化国产CBTC系统，新建的地铁线路大都采取该种制式。

国外对城市轨道交通互联互通的研究较早，1997年美国纽约开始对既有地铁线路进行CBTC改造，并进一步对CBTC系统的互联互通展开研究[10]，西门子和泰雷兹作为总承包商对互联互通的系统结构，体系规范，接口标准等进行了设计，后续进行了一系列测试。我国的重庆市轨道交通互联互通I-CBTC（Interoperability-CBTC，互联互通列车运行控制系统）是一次创新实践，首次采用四家不同厂商的信号系统设备应用于四条新建线路，建立了互联互通规范，并在此基础上发布了CBTC互联互通系列团体标准，各厂家的设备通过统一的接口规范实现信号系统的相互联通，不同厂商的联锁系统通过制定统一的接口标准后可以互相兼容，经过一系列的跨线试运行测试后于2020年9.18实现了首次载客试运营[11-12]。

自主化FAO系统2017年在北京燕房线的开通，标志着我国城轨进入了全自动运行的时代，自此开始，FAO系统逐步应用在各城市新建线路中来，FAO系统以无人驾驶的功能为基础，按照GoA（Grades of Automation，自动运行等级）4级别的UTO（Unattended Train Operation，无人值守的全自动运行）进行设计，初期大多采取DTO（Driverless Train Operation，有人值守的列车自动运行）模式进行运行，以提升系统安全、效率为目标，以信号系统为核心通过各相关系统之间的协作实现列车全区域、全时段、全过程的自动运行。