中国轨道交通核心设备国产化之路.docx

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中国轨道交通核心设备国产化之路

中国轨道交通核心设备国产化之路

   1.“十二五”我国轨道交通市场将快速发展

   1.1“十二五”我国将优先发展公共交通

   “十二五”时期（2011年至2015年），是加快转变经济发展方式的攻坚时期。

在国家和各地方的“十二五”规划中，对公共交通系统予以了高度关注，要求优先发展。

要求在充分利用既有铁路资源的基础上，结合铁路新线建设和枢纽功能调整，鼓励有条件的大城市发展高效铁路，以解决中心城区与郊区、郊区与郊区、卫星城镇、城市带及城市圈内大运量城市交通需求问题。

根据规划，城市市区人口超过1000万的城市逐步完善轨道交通网络，公共交通占机动化出行比例达到60%以上。

人口超过300万的城市初步形成轨道交通网络主骨架，公共交通占机动化出行比例达到40%以上。

人口超过100万的城市，建设轻轨、现代有轨电车、磁浮等多种形式大容量公共交通。

随着“十二五”规划的落实，到2015年城市轨道交通营运里程3000公里，五年增长率达114.3%。

   1.2我国主要城市均已上报轨交建设规划

   截至目前，我国已有36个城市上报了城市轨道交通建设规划，其中28个城市的轨道交通建设规划获得国务院审批，其他8个城市也已经制定了轨道交通建设计划。

这些城市主要集中在环渤海、长三角、珠三角等经济发达区域，其中，北京、上海、广州、深圳、南京等城市增量相对较大。

   “十二五”时期，我国城市轨道交通重点工程包括：

建设北京、上海、广州、深圳等城市轨道交通网络化系统；建成天津、重庆、成都、西安、南京、武汉、杭州、哈尔滨、沈阳、长春、苏州、宁波、无锡、长沙、郑州、福州、东莞、昆明、南昌、大连、青岛、南宁等城市轨道交通主骨架干线；合肥、贵阳、常州、佛山、兰州、石家庄、太原、厦门、济南、乌鲁木齐等城市规划建设的轨道交通线路。

   2.国家城轨规划及建设规模不断增加

   2.1我国城市轨道交通客运量占比依旧较低

   从城市轨道交通密度和城市轨道交通客运量占整个公共交通客运量比例来看，我国城市城市轨道交通的建设还远远不够。

   2.2我国城市轨道交通建设迎来高速发展期

   在优先发展公共交通的指导思想之下，城市轨道交通发展将成为“十二五”的新贵，我国的城市轨道交通建设将迎来高速发展期，这意味着中国将要进行新一轮的大规模投资，将进一步刺激中国经济增长。

从产业链上看，城市轨道交通建设将拉动通信信号等设备专业的相关需求。

城市轨道交通建设通信信号领域准入门槛较高，对技术、产品质量要求较高，市场竞争格局相对稳定。

因此，随着城市轨道交通步入黄金发展期，相关上市公司将很大程度上受益。

   截至目前，根据统计的36个计划建设城市轨道交通项目城市的规划，2009-2020年，城市轨道交通新增营业里程将达到6560公里，截至2020年，我国城市轨道交通累计营业里程将达到7395公里。

以每公里5亿元造价计算，2009-2020年共将投入3.3万亿元，年均达2700亿元，我国城市轨道交通建设将迎来黄金十年。

按照通信信号业务在城市轨道交通项目中的占比，每年约100亿元的投入。

   从区域分布上看，截至2020年，新增营业里程中，长三角占比25%，环渤海占比24%，珠三角占比16%，三者之和占据新增营业里程的65%。

目前，已有28个城市的轨道交通建设规划获得国务院审批，另外有8个城市已经制定了轨道交通建设计划，从未来10年的增量上来看，北京、上海、广州、深圳、南京等城市位居前列。

   我国城市轨道交通处于快速发展时期，“十二五”期间将有80余个轨道交通项目处于建设期，截止2020年，全国还将有超过100条新线建设。

其次，随着时间的发展，目前部分城市较早时期建设的地铁，设备系统已到设备寿命周期，进入设备更新时代，例如北京地铁1号线。

另外由于较早时期建设的地铁信号系统设计运行间隔一般较大，但随着目前客流的迅猛增长，部分城市地铁线路需要提前进行更新改造，以缩短运行间隔，提高运营能力，例如北京地铁八通线。

   3.轨道交通装备国产化是迫切之需

   3.1城轨装备的国产化率是制约城轨建设的重要因素

   城轨装备的国产化率是制约城轨建设的重要因素。

1999年开始，为降低城市轨道交通建设投资，提高设备技术水平，促进轨道交通产业发展，国家先后发布了一系列有关城市轨道交通设备国产化文件，提出城市轨道交通设备国产化的目标、方针、政策以及组织和管理办法。

   1999年和2001年，国务院办公厅转发国家计划委员会《关于城市轨道交通设备国产化实施意见》〔国办发（1999）20号〕和《关于城市轨道交通设备国产化实施方案》〔计产业（1999）428号和计产业（2001）564号〕，提出要确保城市轨道交通车辆和机电设备平均国产化率不低于70%。

   然而截至目前，在城轨交通车辆与机电设备十大系统中，信号系统国产化率只有50%-60%，自动售检票系统的国产化率为60%-70%。

深圳地铁1号线信号系统国产化率为53.91%，通信系统国产化率为54.6%，屏蔽门为54.4%，防灾报警系统（FAS）为66%，车辆段设备为72.9%。

广州地铁2号线车辆国产化率为61.83%，自动售检票为62.5%，屏蔽门为77.2%。

由于这些设备系统国产化率偏低，直接影响设备综合国产化率只能徘徊在70%左右。

这在很大程度上增加了国内城市轨道交通建设的投入成本，虽然已经实施装备国产化计划多年，但是由于装备平均国产化率仍然偏低，所以城轨装备成本始终降不下来。

所以，加快关键装备国产化是降低城轨建设成本的一个重要因素，加快装备国产化的关键在于核心技术的研发。

   3.2核心技术市场巨大，国产化足以对抗垄断和地方保护主义

   核心技术市场巨大，国产化足以对抗垄断和地方保护主义。

在城市轨道交通装备制造行业，包括车辆装备、通信信号系统、电力及电气化厂商3类。

由于装备制造具有很强的技术壁垒和一定的资金壁垒，信号系统与机车是轨道交通各项招标中仅有的需要发改委审批的两个系统，进入壁垒很高，所以市场中的竞争并不是非常充分。

   不过由于轨道交通建设的周期较长，且前期一般都是搞土建工程，对装备制造业的需要一般较为滞后，从短期内，装备制造业不会看到实质利好。

但长期来看，对相关装备制造业的发展会产生有利影响，最直接的受益行业是信号系统机车车辆等设备制造业。

其中，具有自主知识产权的城市轨道交通运行与控制系统获益尤多。

   另外，由于在各城市轨道交通建设招标过程中，各省市政府将会优先考虑本省市企业，所以在我国大规模城市轨道工程建设当中，只有拥有行业技术壁垒和知识产权的企业才能在全国轨道建设中破除地方保护主义，拿到更多订单。

   4.城市轨道交通信号系统国产化之解

   4.1我国城市轨道交通信号系统国产化率较低

   我国城市轨道交通处于蓬勃发展阶段,但是国内有关信号厂商对城市轨道交通信号系统的研究、开发起步较晚,市场投入有限,信号技术与国际先进的信号公司具有较大的差距。

目前国内尚不具备提供整套ATC系统的能力,尤其是不具备提供基于通信的ATC系统的能力。

为了满足轨道交通系统的建设要求,绝大多数轨道交通线路的信号系统,尤其是采用基于无线通信的移动闭塞信号系统,其核心子系统均采用进口设备,其核心技术由外国公司掌控,其他子系统和辅助设备采用国产设备。

这导致了在设备价格方面处于被动局面,备品备件难以到位,维修周期长,运营成本高。

按照以上的系统建设方案,国产化率一般能够达到50%~60%。

   4.2城市轨交信号系统的发展阶段—CBTC渐为主流

   城市轨道交通信号系统技术发展趋势信号系统是保障行车安全、提高运输能力的关键技术装备。

城市轨道交通信号系统随着微电子技术、计算机技术、通信技术的发展而不断发展。

信号系统中,地面与车载设备的安全信息传输方式,大致经历了模拟轨道电路、数字轨道电路和无线通信3个阶段。

   4.2.1基于模拟轨道电路的ATC系统

   轨道电路是将区间线路划分为若干固定的区段,进行列车占用检查和向车载ATC设备传送信息的载体。

列车定位是以固定的轨道电路区段为单位,采用模拟轨道电路方式由地面向车载设备传送10~20种信息,列车采用阶梯式速度控制,称之为固定闭塞。

如图1所示。

模拟轨道电路在我国应用的代表产品有:

从英国西屋引进的FS-2500无绝缘轨道电路（北京地铁1号线、13号线）;从美国GRS公司引进的无绝缘数字调幅轨道电路（上海地铁1号线）;大连轻轨采用国产WG-21A轨道电路。

   从系统整体角度来看,基于模拟轨道电路的ATC系统中各子系统处于分立状态,技术水平明显落后,维修工作量大,制约了列车运行速度和密度的进一步提高,将逐步退出历史舞台。

   4.2.2基于数字轨道电路的ATC系统

   数字轨道电路采用数字编码方式,地面向车载设备传送数十位数字编码信息,列车可实现一次模式曲线式安全防护,缩短了列车运行间隔,提高了舒适度。

数字轨道电路列车速度控制曲线。

   采用数字轨道电路的ATC系统，列车可实现一次模式曲线式安全防护,因此称之为准移动闭塞。

数字轨道电路在我国应用的代表产品有美国USSI公司的AF-904无绝缘数字轨道电路（上海地铁2号线、津滨轻轨等）；德国西门子公司的FTGS无绝缘数字轨道电路（广州地铁1、2号线,南京地铁1号线等）。

数字轨道电路的ATC系统采用微电子技术、计算机技术和数字通信技术,延续了轨道电路故障-安全的特点，目前在我国和世界范围内开通运用较多，系统的可靠性和稳定性得到了充分的验证。

但数字轨道电路存在以下缺点。

   ⑴.必须具备很强的抗干扰能力。

轨道电路中ATC信息电流一般在几十毫安至几百毫安,而列车牵引回流最大可达4000A。

   ⑵.受轨道电路特性限制，只能实现地面向列车的单项信息传输,信息量也只能到数十比特,限制了ATC系统的性能。

   ⑶.与牵引供电专业的设备安装相互影响。

信号设备和牵引供电设备都需要安装在轨道上，2个专业设备的安装必须相互协调，否则会相互影响对方系统的性能。

   ⑷.无法进行列车精确定位。

只能按轨道电路区段对列车进行定位，一般区段长度为30-300m,对缩短列车运行间隔有一定的限制。

   4.2.3基于通信的列车运行控制系统（CBTC）

   CBTC的特点是前、后列车都采用移动定位方式,通过安全数据传输,将前行列车的位置信息安全地传递给后续列车,可实现一次模式曲线式安全防护,并且其防护点能够随前车的移动而实时更新,有利于进一步缩小行车间隔,提高运输效率,称之为移动闭塞。

CBTC系统列车速度控制。

   在我国已经开通使用的武汉轻轨和广州地铁3号线是采用加拿大阿尔卡特公司的SelTracMB系统，用感应环线实现车-地信息双向传输;北京地铁10号线和奥运支线、广州地铁4号线采用德国西门子公司的TrainguardMT，用点式AP实现无线信息传输；北京地铁2号线改造、机场线采用法国阿尔斯通公司的URBALISTM，用波导管和点式AP实现无线信息传输。

现在正在建设的项目（广州地铁5号线、广佛线,上海地铁6、7、8、9号线,北京地铁4号线,沈阳地铁1、2号线,成都地铁1号线等），都选择了基于点式AP无线通信的CBTC系统，它已经成为我国城市轨道交通信号系统选型的主流制式。

   CBTC系统采用当前先进的计算机技术和信息传输技术，不与牵引供电争轨道,有利于牵引供电专业合理布置设备；不需要在轨道上安装设备,易形成疏散通道。

采用CBTC技术，具有多方面优势（提高效率、易于延伸线建设和改造升级）,可以充分利用国内现有的信号产品和资源