中国高铁核心技术突破的典范

——通号集团承担中国列控系统研发创造世界一流C3技术追踪
文章来源：铁流网  更新时间：2010-4-19 15:19:12
相关标签：高铁核心技术,通号集团
1月27日，美国总统奥巴马发表《国情咨文》时讲过这样一段话：“美国一直在建设基础设施，与其它国家展开竞争。没有任何理由让欧洲、中国拥有全球速度最快的高速铁路……我无法接受美国成为二等国家。”
中国的一个产业出现在美国总统的《国情咨文》里，是前所未有的事情，它表明我们的铁路产业获得了强大对手的尊重，更给中国以巨大的启示：中国的产业升级不一定要照搬西方技术，而是完全可以根据本国国情和世界发展的新局面，以我为主进行突破。
中国的高速铁路从一个不起眼的追赶者变成了世人关注的领跑者的过程，是以我为主进行突破的过程。其关键核心技术之一--列车控制系统，则是中国高铁突破的典范。
C3列控技术--“陆地飞行”保护神，中国特色一大创举
高速铁路轨道安全控制是世界性高端应用技术，在中国掌握这一核心技术之前，世界上只有法国、日本和德国等少数几个国家拥有这一技术。建立中国铁路自己的列控核心技术和关键装备体系，是中国高速铁路建设的关键，也是把“以安全适用的轨道交通控制系统技术服务于国内外用户”作为使命的通号集团矢志不渝的追求。
在铁道部的领导和组织下，通号集团的列控技术开发经历了四个阶段：第一阶段是上世纪八、九十年代，欧洲高铁技术开始发展的时候，通号集团就派人到外国学习观摩，并参与京沪高铁建设的技术准备、论证。第二个阶段是2007年铁路第六次大提速期间，通号集团运用自主研发的CTCS-2级列控系统，满足了六大干线时速250公里动车组列车的控车需求；第三个阶段是2008年，京津城际铁路建设后期，通号集团以系统集成方式，推出了CTCS-3D列控技术，满足了时速350公里动车组列车的控车需求；第四个阶段是武广高铁建设后期，通号集团出色完成了研发世界一流的具有完全自主知识产权的CTCS-3级列控系统的任务。
“C3系统在武广高铁的成功运用，关键在于我们实现了两大创新：一个是系统集成创新，一个是引进消化吸收再创新。我们参照了一些国外的相关标准，但整个C3系统，包括标准规范体系，系统机构的研发，系统结果的测试，系统产品的制造，施工安装联调联试等，都是完全由中国人自己完成的。”通号集团C3攻关实施组组长、研究设计院总工程师、集团副总工程师张苑如实阐述“中国创造”四个字。
C3的核心技术在于应用无线传输方式控制列车运行。其中有两个关键设备，一个在地面，一个在车上。地面的叫RBC系统，中文名字叫无线闭塞中心系统。RBC的功能就是让列车“该走的时候走，该停的时候停”；车上的叫ATP系统，中文名字叫列车超速防护系统，功能就是连续不间断地对列车实行速度监督，实现超速防护。
时速350公里高速动车列车如果瞬间刹车制动，需要减速滑行6500米。通过C3系统的控制，武广高铁全线运营的高速列车在武汉调度中心的RBC系统监控下，通过RBC系统的控制指令和车载ATP的控制，能确保每辆列车自身不超速并使前后两个列车之间保持安全行车距离。
因C3攻关被评为全国劳模的张苑说，C3级列控系统技术创主要有四大点：首次通过无线通信的方式实现了对长大距离范围内时速350公里列车的安全可靠运行控制；完成了列控系统C2/C3控车模式集成；创建了全速、全景综合设计集成平台和一整套测试验证方法；构建了完整的技术标准体系。
铁道部党组书记、部长刘志军2009年国庆期间检查武广高铁时指出：武广高铁科技含量最高的技术是C3列控系统。在1068公里的里程内开行时速350公里的动车组列车，这在世界上尚属首次。C3攻关人员是了不起的，他们创造了世界铁路史上的奇迹。
铁道部副部长胡亚东到通号集团研究设计院检查指导C3工作时强调：在铁道部的领导下，通号集团在很短的时间内取得了C3科研攻关和实施的重大突破，这是中国特色的一大创举。
生命线工程--举全集团之力，誓把旗帜插向高地
2008年，正当通号集团承担的京津城际铁路通信信号系统集成任务进入最后冲刺阶段时，中国高速铁路列控系统引进消化吸收再创新、列控产品国产化和武广高铁通信信号系统集成的重任，历史地落在了通号集团肩上。
铁道部对C3攻关高度重视，成立了以铁道部科技司司长季学胜和运输局基础部副主任刘朝英为组长、副组长的C3攻关组，通号集团成立了C3攻关实施组。在引进消化吸收再创新过程中，在实现标准统一、安全认证评估和加快国产化等大政方针上，铁道部攻关组领导始终全程主导，把关定向，强调C3一定要兼容C2的功能，所有技术必须满足中国的国情。
“C3研发和武广集成是决定集团前途命运的生命线工程，我们必须举全集团之力，坚持高标准高起点，充分发挥后发优势，创造世界先进的列控系统，确保武广按期开通。励精图治，产业报国，坚决完成好部党组交给我们的神圣使命！”2008年4月中旬，在集团企业负责人会议上，通号集团总经理马骋向全集团职工发出了C3进军令。
集团迅速调配资源，从研究设计院、北京信号厂、上海通信厂和沈阳信号厂挑选100余人组成C3软硬件攻关团队。下设系统及接口组、车载组、RBC组、实验室组、GSM-R接口组、国产化制造组等，各技术组下面配齐开发、集成、数据、测试调试和制造等专业技术人员。
同时，集团投入大量资金建立了C3攻关实验室、配套产品研发和生产基地，为C3攻关实施奠定了坚实的物质基础。研究设计院的列控所、研发中心、通信所、信号所、车站所和系统部等部门的主要技术力量都投入到攻关工作；北京信号厂集中技术力量进行生产线技术改造和工艺流程再造，并加速操作人员培训，全力投入C3硬件国产化工作。
C3软硬件攻关实施组成员平均年龄只有27岁，他们大部分是各个专业的技术尖子，人人一口流利的英语，其中数十名是“海归”和清华大学等名校毕业的博士、硕士。他们以铁道部和通号集团为强大后盾，以舍我其谁、志在必得的豪迈气概，披肝沥胆，昼夜攻关，誓将梦想变成现实，誓将通号大旗插向世界高铁最高点。
攻坚克难--激情穿越梦幻时空
标准先行，有“法”可依。在铁道部的组织下，通号集团C3攻关实施组总工程师、研究设计院副总工程师罗松运用C2系统经验与技术人员一起讨论交流，为C3系统的搭建做了大量基础性工作，并通过不断优化和修正，形成了C3技术标准体系初步方案。铁道部C3攻关组多次组织专家对技术方案进行审核，并公开发布。这个技术标准体系囊括了C3研发、制造、安装、维护等各个环节，成为指导中国高铁列控系统技术实施的准则。
2008年7月，RBC组攻关人员开始开发RBC接口适配软件。按照C3运营场景，应用武广的工程数据，最终生成了可在武广高铁运行的RBC应用软件。通过艰辛摸索，攻关人员开发了所有的接口适配软件。这些软件完全符合C3系统标准规范，完全符合C3运营场景的特殊需求。
高速列车的运行安全需要一套复杂的理论和精密的算法做保障，比如如何测定列车的速度、位置等，这是控制的依据。C3攻关人员在高速运行条件下，经过反复试验，完成了重新修改其控制模型的创新。
原有系统中，列车发生故障只能制动停车。但频繁制动会导致铁路运输效率的下降。技术人员通过潜心钻研，成功实现了C3对C2的兼容，这是整个C3系统集成创新的一大亮点。武广高铁运行中，如果C3出现问题，可以自动切换到C2控车降级运行。由于是无缝切换，不影响运营效率和乘客的舒适度。这一创新也使这两个等级线路上的列车可以轻松跨线运行，实现全路一张网统一规划的目标。
原有系统自身的监测系统不是很完善，技术人员开发了新的系统，用来监测各个设备间的通信状态和监控控制信息，据此分析各个设备的故障。C3车载组攻关人员在车载技术专家刘岭的带领下攻克了一个个难关。2008年年底在京津城际铁路上试验成功。2009年4月1日，C2车载系统正式在胶济铁路客运专线投入载客运营。这是一个里程碑式的跨越。
实现GSM-R无线控车是一大难题。 GSM-R组组长邸士萍带领攻关人员反复摸索、研究、试验，终于使GSM-R无线车-地信息传输的功能逐步稳定下来。
一流的C3实验室同样体现了创新的亮点。“我们自己建的这个C3实验室规模大、功能强、技术含量高，仿真测试环境非常好，整体技术已经超过了欧洲的水平。现在通过C3实验室对C3系统进行设备级、系统级和线路工程级测试后，节省了现场调试的时间，降低了现场测试工作的风险，大大提高了攻关效率，缩短了‘四电’系统集成的工期。”通号集团研究设计院副总工程师、实验室组组长周暐自豪地向国内外参观者介绍。
C3攻关人员不仅在核心软件开发上潜心攻关，而且在工作方式方法上大胆创新，用科技之箭与时间赛跑，大大提高集成效率。
RBC组人员一开始就发现，在把武广全线的线路数据配置到RBC系统时，原有的数据配置工具需要人工输入线路数据，这个速度太慢，仅综合试验段62公里就花费两个星期。按照这个进度，根本不可能按期完成武广高铁1068公里的数据配置任务。对此，RBC组在清华大学毕业的江明博士组织下，结合以往独立自主研发RBC系统的经验，自主开发出一个数据转换软件，工作效率大大提高。
武广高铁一共9个RBC，每天跑车生成的数据达几万条，如果靠人工逐条检查哪条数据发生错误，工作量太大，而且还容易出现遗漏。对此，RBC组人员开发了一个数据分析软件--“RBC记录分析器”。起初在C3实验室做线路数据测试，9个RBC线路数据的测试花费3个月时间，采用这个记录分析软件后，同样的工作只需要一个星期就搞定。
车载组人员也开发了司法记录器JRU分析软件。它可以把有关车载设备运行的所有信息都“记录在案”，从而为设备故障的分析和维护提供依据。现在，武广高铁列车运行控制的任何信息都可以通过这个司法记录器分析软件进行查询，还可以“实时回放”。
软件攻关长驱直入，硬件国产化快速推进。
C3硬件组主要承担C3列控系统中ATP和RBC设备的国产化工作。在组长宗明的率领下，24名来自集团4家信号系统制造企业的专业技术人员，在短短一个月内编写了全套国产化工艺文件。通过一年多的努力，工厂建立了符合国际标准的电子产品组装、调试、测试和检验生产线。
为攻克计算机主板双面回流焊接工艺难关，C3硬件组成立QC攻关小组，经过反复试验，最终通过降低回流炉底部加热温度、改变传送带链速与风机频率等方法，解决了双面回流存在的各种问题，成功完成了计算机主板双面回流焊接的试验和批量生产。
在车载ATP硬件国产化中，一线生产人员大胆创新。
机柜生产厂家对不同型号的端子采用的是手工方式进行压接。但在批量生产中发现，工人在手工操作中需要消耗较大的体力，而且稍有松懈就有可能造成失误。为此，硬件组工艺部技术人员及时采纳生产人员的建议，采用机械方式压接，不仅降低了劳动强度，大大提高了工效，而且设备加工的一致性非常好，端子的压接质量更加稳定。
攻关过程中，广大科技人员深刻领悟铁道部和集团领导强调的“后发优势”的内涵：我们建设高铁虽然在欧洲和日本之后，但我们可以站在前人的肩膀上，把人类最先进的技术集成起来，创造出更先进、更可靠的技术，用最小的代价、最短的时间，实现中国高铁之梦。
报效祖国--千钧压力矢志不渝，痴情高铁忠诚无悔
在武广高铁C3系统测试期间，每天天刚蒙蒙亮，一列列装载着C3车载设备的动车组就迎着晨曦出发，开始一天几千公里的往返里程。每列动车组列车上，都有C3现场攻关人员跟车观察记录值守。晚上，各列动车组的添乘人员聚在一起，汇报当天动车组运行发现的问题，然后故障分析和技术支持组人员根据大家描述的现象，当场进行问题的分析和研讨。当看法不一致或争论异常激烈时，大家都会不约而同地把目光聚焦在一个人身上，这个人就是C3攻关实施组常务副组长陈锋华。
陈锋华是研究设计院副总工程师、列车控制研究所所长，主要负责C3技术攻关和管理，包括沟通协调和合同执行等问题。他敏感睿智，判断准确，决策果断，善于解决C3实施中的一些硬骨头问题。团队人员都有这样一种感觉：在武广现场，一看到有陈所长在，就会觉得一切都在掌控之中。
陈锋华不仅以技术服众，更以苦干实干的拼命精神感动着大家。他每天和团队“趴”在一起，同吃同住同奋战。白天上动车组测试，晚上分析测试问题常常干到凌晨二、三时，最紧张的时候，一周内平均每天只睡3个小时。
武广高铁工程和C3攻关让陈锋华感到从未有过的压力。他认为，最难的不是技术，而是攻关时间太紧带来的巨大压力。因为中国高速铁路建设的大局，整个通号集团未来发展大局一旦失败，前景是不堪设想的。
陈锋华最大的感悟是：高压之下，领导的支持起到了关键作用。在C3攻关实施期间，铁道部领导多次到通号集团给予大力支持和指导。铁道部副总工程师、运输局局长张曙光及时为C3攻关排忧解难。负责具体实施的刘朝英副主任，深入武广高铁测试现场和C3实验室不下30次，带着攻关人员天天讨论技术方案。铁道部运输局基础部覃燕、马芳、袁湘鄂、莫志松等技术主管人员为C3攻关做了大量技术工作。
“集团公司和设计院领导也倾注了大量的心血，尤其在攻关最困难的时候，集团主要领导和院主要领导随时都跟我们联系，及时解决困难，并深入现场加油鼓劲。看着团队的同志们那么没日没夜拼命地干活，我自己都被他们的激情和赤诚所感动！”陈锋华感慨地说。
C3攻关团队的卓越表现也让全集团职工骄傲和自豪。两年时间，700多个日日夜夜，年轻的攻关队员们废寝忘食 ，牺牲所有休息时间，连大年三十都在攻关。他们有的推迟婚期，有的带病工作，有的累倒在试验室和测试现场。RBC组的江明、吴永、代萌、耿宏亮、李启翮、侯锡立；ATP组的刘岭、崔俊峰、徐笑然、何祖涛、刘佳欣、马麟、高志辉、杨四辈等，都是攻关勇士和功臣。有人说他们像钢铁，沉默而坚强；有人说他们像黄牛，苦干而执着；有人说他们像腊梅，敢于挑战苦寒；有人说他们像蕙兰，幽幽中独吐馨香。他们集这些品质于一身，用忠诚和激情，用心血汗水和智慧，书写出崭新的C3攻关精神--科学求实，兼容并蓄，自主创新，赶超一流，忠诚祖国，拼搏奉献。
2009年12月26日，武广高铁正式开通运营。经过几个月的实践考验，C3系统技术已经远远超过了欧洲的水平。
高铁技术被称为“大国技术”。对于中国高铁这一举世瞩目的成就，西方国家给予了高度评价。日本专家团在中国考察时非常惊讶地感叹：“中国的高速铁路技术已经超过了日本，真是做梦也没想到！”GE集团中国总裁兼首席执行官史威德说：“铁道部领导下的中国公司所掌握的时速350公里以上的高速铁路建设技术是目前世界上最成熟、最完善的。”美国商务部长骆家辉表示：“中国高速铁路发展近年来取得了举世瞩目的成就，美国在这一领域落后于中国。美方希望借鉴中方的先进技术来建设美国的高速铁路。”
战略挺进--风物长宜放眼量，海外天地任驰骋
作为带科研任务的建设项目，武广高铁工程为通号集团积累了丰富的实战经验，使通号集团在高铁建设方面的技术研发、系统集成、设备制造、施工安装和联调联试的技术水平管理能力实现了飞跃。
在武广高铁开通庆功会上，刘朝英感慨地说：武广高铁C3系统的成功固然可喜可贺，但更为重要的是，通号集团通过C3攻坚战，锻炼出了一支高技术、高品质的人才队伍，一大批年轻人经受住了严峻考验后迅速成长，并走在了高铁列控技术的最前沿，这是中国高速铁路建设的一笔宝贵财富。
2010年，通号集团又参与了京沪、哈大、沪宁、沪杭、广珠、广深港、海南东环等高速铁路建设。目前，通号集团正在总结武广高铁经验，完善提升系统集成和C3系统技术标准体系及技术装备体系，构建高铁建设项目运行保障团队和售后服务支持团队，积极推进C3系统、C2系统装备标准化、模块化、整机化和工厂化工作。
同时，集团正在组建三支C3系统集成团队和两支C2系统集成团队，组建职业化的C3系统仿真测试团队，组建国际工程项目工作小组，专门研究国际工程的建设规则、装备标准问题和相关法律问题。为进军海外高铁厉兵秣马。
“现在我们正在做的就有一个美国的高速铁路项目。美国要全面引进我们的列控技术，来改造他们的高速铁路。近几年我们高速铁路技术发展非常快，无论是从地面还是车载信号技术等方面，我们都已经进入了世界的前列。所以说，对外出口高速铁路技术一点也不稀奇。”罗松说。
潮平两岸阔，风正一帆悬。创造C3和武广辉煌的通号集团，正朝着既定的战略目标，乘风破浪，扬帆奋进。（杨光和  武海宝）