早高峰時段乘坐地鐵通勤時，上班族最不想遇到的情況，大概就是因故障導致的晚點。作為“地鐵大腦”的信號系統，掌管著地鐵運行的安全與效率。如何在其發生故障時不影響乘客出行？

近日，上海軌道交通2號線信號控制系統改造實現了關鍵性突破，未來該線路將升級為全球首條擁有“雙套信號系統”的地鐵線路。這意味著，即使主用信號系統遇到故障，切換另一套系統后仍能實現兩分鐘的列車運營間隔，保障高峰期間的正常運行。

獨創“第三種方案”

作為貫穿城市中心、連接滬上兩大機場的重要線路，2號線日均客流量居上海全路網之首，達到150萬人次左右，高峰日可至200萬人次。這樣高密度的大客流對2號線的穩定性和安全性都提出了極高的要求。

早在2014年，上海地鐵便開始研究2號線的信號更新改造方案。當時，擺在技術人員面前的有兩種選擇：第一種是沿用原有的信號制式，第二種是采用全新的系統進行替代。

然而，這兩種卻都不適用。原因在于，第一種方案的原有信號制式已無法滿足2號線不斷增長的客流需要。“作為全路網客流最大的線路，它難以承受主用系統故障后，運營效率大幅下降的情況。”申通地鐵維保公司通號分公司總工程師施聰打了個比方，“傳統的備用系統就像是我們在車上準備的備胎，考慮到經濟因素，它的運營效率和可靠度水平與主用系統差距較大，只是發揮暫時性作用。”

第二種全新替代方案需要全線所有設備和列車在一個晚上一次性完成新系統的同步割接。對于線路長、列車多的2號線來說，工作量巨大，潛在風險高，幾乎不可能完成。另外，2號線是分為四個階段分區段開通運營，每個區段的設備壽命周期均不統一。為了更新最舊的少部分設備，將大部分未到期的設備一同更新，也是一種浪費。

改造方案的選擇一度受制。經過反復探究和推導，上海地鐵突破性地提出了針對運營壓力大、分段開通、設備量多的第三種改造方案——“雙套信號系統”，即保留原有的信號制式和關鍵設備，再疊加一套不同制式、更為先進的信號系統。“類似于手機的‘雙卡雙待’，在主用信號系統故障或信號降級情況下，切換另一套系統后仍能滿足兩分鐘的運營間隔，大大降低因信號故障對運營的影響。”

列車無縫到站成為可能

創新理念從提出到落地，過程并不容易。2015年以來，上海地鐵聯合卡斯柯信號有限公司等企業，圍繞“新老互備、不同制式、雙套系統”技術展開一系列可行性驗證。

在系統改造過程中，最大的難度就是實現兩種不同年代、不同制式、不同廠家、不同設計的信號系統之間的無縫融合，保證列車在不同系統間可實現自適應混合運營。這就相當于每列車都要掌握兩門“語言”，實現“雙語溝通無障礙”。尤其是2號線還是分四個階段開通運營，每個部分應用的系統產品、壽命周期和維護基礎都不相同。

改造只能在夜間停運時間段內完成。2號線的夜間檢修時間為全路網最短，延時運營情況下夜間改造時間僅有兩個多小時。在持續幾年的前期改造階段，每一個晚上都可謂是一場限時挑戰賽。

2019年9月，2號線部分新購列車裝載了全新兼容系統順利投入運營，成功保障了第二屆進博會期間2號線在高客流壓力下的平穩運行，完成了“雙套系統”在全球范圍內首次成功應用。

目前，2號線31列新購列車的安裝調試和上線運營已完成，69列既有信號制式列車的改造調試正式啟動，車站新增設備也已陸續進場安裝。未來將有共計100列具備雙套系統兼容性的2號線列車整裝待發，為新系統的投用提供運能支撐。

根據系統設計顯示，2號線系統投運后相關性能均實現了指數級提升。例如，運行效率大幅提升，設計運行間隔為90秒，可保證每小時30輛列車對開，達到2分鐘快速折返；列車的追蹤間隔將從原先的150秒縮短至120秒，這30秒的提升意味著列車無縫到站成為了可能。