中國國家發改委運輸所在《2012-2013 年中國城市軌道交通發展報告》中提到,2012 年度,全國有 35 個城市在建設軌道交通線路,估算完成總投資約 2600 億元。 2013 年,
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已批准的項目將進入規模建設階段,城軌投資規模有望達到 2800 億-2900 億元。國內目 前有 37 個城市的軌道交通近期建設規劃獲得了國家與有關部門的批准,在原批准近期 建設規劃線路的釋放下、以及 2012 年新增被批准建設城市的作用下,預計 2013 年—2014 年將有 30 多個城市新開工軌道交通線路,規模達 40 餘條段、1080 公里。新批的城市將 有 1 條線路開工,有石家莊、廈門、徐州、蘭州、烏魯木齊等城市。預計到 2015 年,
我國城市地鐵新增運營里程達 1000 公里,相當於過去 40 年我國地鐵運營里程總數的一 半,帶動投資 6000-7000 億元。
圖 6:各城市軌道交通規畫情況
(資料來源:中國產業競爭情報網)
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第三節 信號系統介紹
關於信號系統,本研究參考《鐵路信號新技術概論》(林瑜筠、李鵬、李岱峰、湯 百華,2007)、《鐵道通信技術》(王邠,2010)、《中國鐵道百科全書 – 機車車 輛與電汽化》(紐小明等,2006),整理如下:
鐵路信號系統是用來避免列車同時運行於相同的區段,而發生車輛互撞的事故,信 號系統發生作用時,當車輛進入已經存在其他列車的區段時,必須立即停止。信號系統 的演進,最早是透過人力來控制(旗號),因為駕駛員在辨識旗號上會因為天氣與身體狀 況而產生誤判,為了解決這樣的問題,發展出區間閉鎖(Interlock)的方式,透過軌道上的 線路讓列車在進入有其他列車存在的區段時能夠自動強制車輛停駛。
隨著通訊技術的發展,信號系統能夠讓列車在運行時與地面控制中心有更多的資料 互換,CBTC(Communication base Train Control)就是基於通訊技術下發展的車輛控制系統,
CBTC 相比傳統的鐵路信號系統有著諸多特性,比如:
! 不須繁雜的電纜,轉而以無線通信系統代替,減少電纜鋪設及維護成本。
! 可以實現車輛與控制中心的雙向通信,大幅度提高了列車區間通過能力。
! 信息傳輸流量大、效率高、速度快,容易實現移動自動閉塞系統。
! 容易適應各種車型、不同車速、不同運量、不同牽引方式的列車,兼容性強。
! 可以將信息分類傳輸,集中發送和集中處理,提高調度中心工作效率。
圖 7:CBTC 網路架構圖
(資料來源:Moxa Technologies: http://www.moxa.com, 2013)
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第四節 中國鐵道信號系統國產化計畫
根據《城市轨道交通车辆和机电设备国产化发展现状分析》(李照星等,2011)指 出「1999 年,國務院辦公廳轉發國家計劃委員會『關於城市軌道交通設備國產化實施意 見(國辦發(1999)20 號』和『關於城市軌道交通設備國產化實施方案(計產業(1999)428 號、
(2001)564 號)』,提出要求城市軌道交通車輛跟機電設備平均國產化比例不得低於 70%,
重點針對車輛與信號系統,並訂下車輛和信號系統的定點生產企業(王志明,2008)。」
針對信號系統,當時中國國內的信號系統當採用國外的信號系統,包含 USSI(後來被 Ansaldo 併購),Siemens,Astom,Alcatel,西屋等,因為彼此之間的技術不相同,無法相 容,所以也造成當時的國產化計畫不易進行,在加上信號系統中重要的車地通訊系統,
各家國際信號系統廠商的技術都不相同,例如 Alstom 使用 WiFi,Alcatel 使用 Tetra,承 接信號系統國產化計畫的廠商也因此訂下兩個主要的指標:
! 國產化計畫以信號系統控制設備為主,通訊系統因為需要鐵道以外的特殊技術,
以引進與技術合作為主要發展方向。
! 無線通訊的標準應盡量避免使用私有協議,應以國際標準組織訂定的標準協議 為主,初步訂下以 WiFi 為共通的標準與產品發展方向。
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第五節 中國鐵道市場生態鏈
在中國鐵道市場的交易模型中包含四個主要的角色:
1. 業主 (End Customer) :負責鐵道的營運,是在整個交易中需求的發起者,
也是資金的主要供應者,業主會依照營運需求而提出需求規格,一般不會在技 術細節特別要求,但在關鍵的規格上仍具有絕對的影響力。
2. 設計院 (Research Institute) – 負責將業主的需求轉換成技術的規格,並提 供建議的設計架構,這樣的設計架構往往會成為之後標案中的重要需求與限制,
設計院同時負責向業主提供新的技術的提案,目前中國有六大鐵道設計院,分 別是鐵道第一探勘設計院(西安),鐵道第二探勘設計院(成都),鐵道第三探勘設 計院(天津),鐵道第四探勘設計院(武漢),中鐵工程設計諮詢集團有限公司(北 京) ,鐵道第五探勘設計院(北京),除了六大設計院外,針對特殊的系統,中 國也有不同的學校專門負責不同的鐵道子系統,並扮演設計院的功能,例如北 京交大(地鐵信號系統),成都交大(大鐵信號系統),上海同濟大學與上海大學等,
設計院的專家同時也往往參與標案的審標評委。
3. 系統集成商 (System Integrator) – 負責承接業主標案,依照標書規格提出 解決方案,在中國的信號系統集成商通常會提供包含產品,安裝,現場調適,
與保固等服務,傳統的集成商會與國際信號系統的大廠例如 Bombardier,
Siemens,Alstom,Ansaldo,Thales 合作,隨著中國鐵道系統國產化的目標被定 在中國十二五計畫中,被重點培養的集成商例如通號國鐵,上海卡斯科,北京 交控等,都自主開發他們的信號系統控制器,搭配選定的外購通訊產品,提供 完整解決方案(Total Solution),因為信號系統的要求相當嚴苛,所以也需要通訊 系統在規格上必須做非常多的特殊配合,因此對通訊系統產品的客制化與特殊 設計要求也相對比較多。
4. 無線設備供應商 – 提供無線通訊產品,因為鐵道的特殊要求與一般標準的 無線通訊產品標準會有所不同,而且要求的服務與保固時間較長,例如目前的
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鐵道要求持續供貨二十年以上,這也是一般消費行市場通訊產品廠商沒辦法做 到的,除此之外還有數量少,單價高的特性,因此也產生了一些利基(Niche)市 場的廠商。