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步調(diào)*保平安

西門子掀起了地鐵管理的變革。基于無線局域網(wǎng)的全新列車控制系統(tǒng)能夠讓列車發(fā)車頻率提高一倍。交通、環(huán)境、公共財(cái)政和安全，無不受益。

北京地鐵的日客流量達(dá)到760萬人次。
如今，西門子推出的一款全新系統(tǒng)， 可增加運(yùn)行列車的數(shù)量。

地鐵載客量大，占用空間小，能夠緩解道路擁堵，減輕城市對(duì)環(huán)境的影響，因而備受城市規(guī)劃者的青睞。但地鐵建造成本高昂且耗時(shí)漫長。此外，那些最亟需現(xiàn)代化交通解決方案的地方，如亞洲和南美州快速發(fā)展的特大城市，卻往往面臨時(shí)間倉促和資金不足的問題。因此，地鐵和輕軌系統(tǒng)的建設(shè)通常會(huì)演變?yōu)槌鞘薪煌ㄏ到y(tǒng)的瓶頸。

然而，新建地鐵線路已不再是增加地鐵運(yùn)力的途徑。西門子研制的基于無線局域網(wǎng)（WLAN）無線傳輸信道的全新列車控制系統(tǒng)將現(xiàn)有線路的運(yùn)行列車數(shù)量翻番，從而可以在相同時(shí)段內(nèi)運(yùn)載兩倍以上的乘客。設(shè)在北京的西門子中國研究院的Mattias Lampe表示，“采用傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，地鐵列車的發(fā)車間隔約為3分鐘，而我們的技術(shù)則將該時(shí)間縮短為80秒。”北京是正在參與“采用WLAN通信信道的移動(dòng)閉塞式列車控制系統(tǒng)”項(xiàng)目研究的城市之一。

什么樣的城市能受益于這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)？北京堪稱**。近年來，北京地鐵的日客運(yùn)量一路飆升，現(xiàn)已達(dá)到760萬人次。北京地鐵能夠成功運(yùn)載數(shù)量激增的乘客，西門子提供的創(chuàng)新列車控制系統(tǒng)可謂功不可沒。

Lampe說：“要想了解我們是如何做到這一點(diǎn)的，先得知道軌道交通系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方法。”傳統(tǒng)方法是將列車線路劃分為名為“區(qū)間”的路段。軌道傳感器將記錄列車進(jìn)入線路的某一路段的時(shí)間，并封鎖該路段直至該列車駛離。Lampe表示，“這一準(zhǔn)則幾乎同鐵路本身一樣古老。”這種可靠的控制系統(tǒng)讓列車成為了世界上較安全的交通模式。但它有一個(gè)重大弊端：因?yàn)榱熊噭x車距離遠(yuǎn)，軌道傳感器價(jià)格不菲，僅供一輛列車行駛的軌道路段很長——地鐵路段通常為1,000米。Lampe指出，“這就好比紅綠燈要等到路上一輛車也沒有時(shí)，才變?yōu)榫G燈，放行后面的車輛。”汽車也有“安全區(qū)間”，即每一輛車在行駛中保持與前車的距離。Lampe說：“可以說汽車自備安全區(qū)間。”

列車也能自備安全區(qū)間嗎？顯然，列車司機(jī)不能憑目測來駕駛，因?yàn)榱熊囍g的距離太遠(yuǎn)，而隧道的光線又太暗。因此，要為列車提供“移動(dòng)閉塞式”安全區(qū)間，控制系統(tǒng)必須能夠每時(shí)每刻精確定位每輛列車的位置，并且控制中心必須與列車保持實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)。但當(dāng)列車在隧道中或高速運(yùn)行時(shí)，很難保證無線網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，而配備這種無線連接的成本也非常之高。

然而現(xiàn)在，Trainguard MT和WLAN無線通信技術(shù)正在軌道交通領(lǐng)域引發(fā)一場革命。為了應(yīng)用全新控制技術(shù)，西門子工程師在軌道和隧道沿線安裝了無線電發(fā)射機(jī)。有了這些“接入點(diǎn)”，每一班列車都能穩(wěn)定而可靠地連接至中央控制系統(tǒng)，并不斷向其發(fā)送當(dāng)前位置信息。Lampe表示，“這樣一來，控制中心就能計(jì)算出列車在軌道圖上的位置，并精確到厘米。”通過將這些位置數(shù)據(jù)與其他列車的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可始終在列車之間維持必要的最短間距。Lampe補(bǔ)充道，“這與道路交通相似。如果前面的列車剎車，那么，在必要情況下，跟隨其后的列車也將自動(dòng)剎車。”

2008年，北京和廣州地鐵*部署這一新系統(tǒng)，自此以后，該技術(shù)的需求日益旺盛。重慶、南京和蘇州的列車現(xiàn)已在使用“移動(dòng)閉塞式”安全技術(shù)。青島和西安也正在為安裝這一系統(tǒng)做準(zhǔn)備。伊斯坦布爾、哥本哈根、赫爾辛基、倫敦和香港的地鐵系統(tǒng)也完成了升級(jí)。

發(fā)射機(jī)經(jīng)受了嚴(yán)峻考驗(yàn)。“在中國，這一技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)發(fā)展成為一款成熟產(chǎn)品。”西門子軌道交通自動(dòng)化業(yè)務(wù)部駐北京項(xiàng)目經(jīng)理徐中亮如是說。盡管如此，走到這一步并不容易。徐中亮說：“最關(guān)鍵的要求是系統(tǒng)的可靠性。”他補(bǔ)充道，為了排除風(fēng)險(xiǎn)，該系統(tǒng)納入了余量。WLAN系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還能保證系統(tǒng)不受乘客所帶電腦和手機(jī)信號(hào)的干擾，因此數(shù)據(jù)并非通過一個(gè)單一的數(shù)據(jù)流發(fā)送，而是在不同的無線信道上通過不同的數(shù)據(jù)包發(fā)送。

系統(tǒng)在實(shí)地試驗(yàn)中遇到了一些日常挑戰(zhàn)。例如，WLAN發(fā)射機(jī)必須承受極端環(huán)境條件，特別是塵土、降雨、炎熱和寒冷等自然現(xiàn)象。此外，在確定各個(gè)接入點(diǎn)之間的恰當(dāng)距離時(shí)，不可能依賴以往的經(jīng)驗(yàn)。最終，通過與西門子中國研究院的研究人員合作，確定了間隔距離。目前各接入點(diǎn)之間的間距約為250米，通過光纜相互連接并連接至控制系統(tǒng)。

徐中亮說：“目前，系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性非常高。”在軌道路基中安裝傳感器的傳統(tǒng)的固定閉塞式控制系統(tǒng)仍被用做備用系統(tǒng)，維修列車也靠它運(yùn)行。

這個(gè)新系統(tǒng)不僅是翻新現(xiàn)有地鐵線路的理想解決方案，也是頗具成本效益的提高運(yùn)力、緩解擁堵和盡可能降低不利環(huán)境影響的解決方案。理論上講，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)列車的全面自動(dòng)化運(yùn)行，但大部分地鐵運(yùn)營商依然倚重列車司機(jī)。然而，司機(jī)通常只負(fù)責(zé)監(jiān)督列車運(yùn)行，只在發(fā)生緊急事件時(shí)介入。