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郜春海:国产轨道交通先进信号控制系统如何“从无到有”

时间:2016-12-15

无人驾驶是近年来频繁出现在人们视线中的新名词。无人驾驶离我们有多近?除了尚在验证中的汽车外,恐怕率先投入应用的会是地铁列车。2017年底,具有完全自主知识产权的我国第一条全自动运行系统(简称“FAO”,俗称“无人驾驶”)线路——北京地铁燕房线将正式开通试运营。这背后,不得不提不断攻克难题的科研团队和他们的领军人物郜春海。

从无到有的CBTC系统

轨道交通控制系统是一项非常复杂的系统工程,起初我国在这一领域除了有一些基础性的研究工作外,在应用领域几乎是一片空白。

20世纪末,在当时的铁道部、科技部等各级政府部门的支持下,北京交通大学大力发展特色信号专业,培养了一大批优秀的信号人,郜春海就是其中之一。据郜春海回忆,1997年他作为访问学者去到德国进修,外国企业先进的管理制度和标准化的生产流程给他留下了深刻的印象,“所有的工作都有制度化的流程,不仅可以保证产品质量的稳定,还能够保证生产流程的高标准化。”郜春海说。

为让轨道信号技术简便化、国产化,郜春海和团队开展了极具前瞻性、风险性和争议性的“基于通信的列车自动控制系统”(简称“CBTC”)核心技术的研发及试验,并取得了较好的科研成果。

2009年,为了使完全自主知识产权的CBTC系统真正走向产品化、工程化和产业化,北京交控科技股份有限公司应运而生。采用“政产学研用”的模式,郜春海及团队攻克各子系统的关键技术,研制各系统关键设备,搭建了通信信号系统动静调测试平台及集成试验平台,建设并运营了国家首个具有完全自主知识产权CBTC系统示范工程——北京地铁亦庄线和昌平线,并参照国际相关标准,形成了我国的轨道交通相关标准体系。

北京交控科技股份有限公司董事长兼总裁郜春海说,这个从无到有的研发历程,集聚了无数信号人的智慧和心血,而从研发到应用的过程,更是积累了许多宝贵的经验。

中国标准应高于国际标准

CBTC系统的成功研发突破了国外一直以来的核心技术封锁与垄断,填补了国内技术空白,使我国成为第四个掌握CBTC核心技术并应用于实际工程的国家。

提到这套系统的研发,郜春海提的最多的两个字就是“标准”。“国外公司的产品研发流程是标准先行,然后进行产品的研发。这就像打牌一样,不能抓完牌再定规则,那显然没人会陪你玩。”

CBTC的研发参考了大量的国际标准,用郜春海的话来说,就是严格按照国际通行的规则来办事。“方法是没有知识产权的,但是怎么用通行的方法来造出自己的产品,这就靠各人的智慧了。”郜春海说,“要想在国际上有一席之地,必须要尊重通行的国际规则和标准,在这个标准下完成的系统,自然就能被大家接受。”

郜春海认为,应该在满足国际标准的基础上,形成中国标准。“中国标准应该高于国际标准,一方面让外国的用户有选择的余地,另一方面要让外国用户在选择上更多关注高于国际标准的中国标准,这样才能让产品更有竞争力,也让中国标准更有含金量。”郜春海说。

系统工程的突破需要政策和人才

郜春海表示,目前我国在列车控制系统的关键技术已经达到国际领先水平。但从整体系统的规范、标准、以及管理等方面还存在一定的差距。

轨道交通是一项集成的系统工程,其中包括了系统设计和系统研发。郜春海认为,国内的专业人才并不欠缺,但在系统工程层面还有不足。“轨道交通目前最大的困境就是系统人才的不足,这需要从国家层面做好顶层设计,培养更多的综合型人才。”

郜春海表示,政策层面的支持是交控科技能够发展壮大的关键因素之一。“在CBTC这个项目上,包括北京市科委在内的各级机构给予了大力支持。政府部门之间的协同效应让‘政产学研用’模式真正的有效运转。”

“十三五”国家科技创新规划》中提出,要在轨道交通系统安全保障、综合效能提升、可持续性和互操作等方向,形成以新架构、新材料、新能源和跨国互联互通为特征的核心技术、关键装备、集成应用与标准规范。

目前,在轨道交通信号控制系统方面,以CBTCFAO为代表的具有完全自主知识产权的成果已经涌现。郜春海表示,下一代系统将着眼于降低建设、维护成本,降低系统复杂性、提高智能化程度,进一步加强互联互通,实现列车的智能化。

CMRC研究员点评解析

无人驾驶技术将于2017年底应用在地铁列车上。这项技术的成功研发使得我国轨道交通控制技术能力大大提高,打破了国外长期以来的技术垄断。此次轨道交通先进信号控制系统的研发我们是参考国际通行的标准,并一直注重高于国际标准,这样可以让我们的产品在全球更有竞争力。政府部门的大力支持对于行业的发展是非常重要的,此次技术的突破也是得益于政府部门的多方面鼓励与支持,希望政府能够继续大力培养系统人才,促进我国在轨道交通领域技术等方面有进一步的提升。