早高峰时段乘坐地铁通勤时，上班族最不想遇到的情况，大概就是因故障导致的晚点。作为“地铁大脑”的信号系统，掌管着地铁运行的安全与效率。如何在其发生故障时不影响乘客出行？

近日，上海轨道交通2号线信号控制系统改造实现了关键性突破，未来该线路将升级为全球首条拥有“双套信号系统”的地铁线路。这意味着，即使主用信号系统遇到故障，切换另一套系统后仍能实现两分钟的列车运营间隔，保障高峰期间的正常运行。

独创“第三种方案”

作为贯穿城市中心、连接沪上两大机场的重要线路，2号线日均客流量居上海全路网之首，达到150万人次左右，高峰日可至200万人次。这样高密度的大客流对2号线的稳定性和安全性都提出了极高的要求。

早在2014年，上海地铁便开始研究2号线的信号更新改造方案。当时，摆在技术人员面前的有两种选择：第一种是沿用原有的信号制式，第二种是采用全新的系统进行替代。

然而，这两种却都不适用。原因在于，第一种方案的原有信号制式已无法满足2号线不断增长的客流需要。“作为全路网客流最大的线路，它难以承受主用系统故障后，运营效率大幅下降的情况。”申通地铁维保公司通号分公司总工程师施聪打了个比方，“传统的备用系统就像是我们在车上准备的备胎，考虑到经济因素，它的运营效率和可靠度水平与主用系统差距较大，只是发挥暂时性作用。”

第二种全新替代方案需要全线所有设备和列车在一个晚上一次性完成新系统的同步割接。对于线路长、列车多的2号线来说，工作量巨大，潜在风险高，几乎不可能完成。另外，2号线是分为四个阶段分区段开通运营，每个区段的设备寿命周期均不统一。为了更新最旧的少部分设备，将大部分未到期的设备一同更新，也是一种浪费。

改造方案的选择一度受制。经过反复探究和推导，上海地铁突破性地提出了针对运营压力大、分段开通、设备量多的第三种改造方案——“双套信号系统”，即保留原有的信号制式和关键设备，再叠加一套不同制式、更为先进的信号系统。“类似于手机的‘双卡双待’，在主用信号系统故障或信号降级情况下，切换另一套系统后仍能满足两分钟的运营间隔，大大降低因信号故障对运营的影响。”

列车无缝到站成为可能

创新理念从提出到落地，过程并不容易。2015年以来，上海地铁联合卡斯柯信号有限公司等企业，围绕“新老互备、不同制式、双套系统”技术展开一系列可行性验证。

在系统改造过程中，最大的难度就是实现两种不同年代、不同制式、不同厂家、不同设计的信号系统之间的无缝融合，保证列车在不同系统间可实现自适应混合运营。这就相当于每列车都要掌握两门“语言”，实现“双语沟通无障碍”。尤其是2号线还是分四个阶段开通运营，每个部分应用的系统产品、寿命周期和维护基础都不相同。

改造只能在夜间停运时间段内完成。2号线的夜间检修时间为全路网最短，延时运营情况下夜间改造时间仅有两个多小时。在持续几年的前期改造阶段，每一个晚上都可谓是一场限时挑战赛。

2019年9月，2号线部分新购列车装载了全新兼容系统顺利投入运营，成功保障了第二届进博会期间2号线在高客流压力下的平稳运行，完成了“双套系统”在全球范围内首次成功应用。

目前，2号线31列新购列车的安装调试和上线运营已完成，69列既有信号制式列车的改造调试正式启动，车站新增设备也已陆续进场安装。未来将有共计100列具备双套系统兼容性的2号线列车整装待发，为新系统的投用提供运能支撑。

根据系统设计显示，2号线系统投运后相关性能均实现了指数级提升。例如，运行效率大幅提升，设计运行间隔为90秒，可保证每小时30辆列车对开，达到2分钟快速折返；列车的追踪间隔将从原先的150秒缩短至120秒，这30秒的提升意味着列车无缝到站成为了可能。