我国轨道交通控制技术快速发展

近年来经济的飞速发展极大地加快了我国城市化进程，与此同时，交通拥堵日益成为大城市的通病。城市轨道交通因具有运量大、快捷、高效的优点而飞速发展，不仅在北京、上海等形成规模，在其它城市比如南京、西安等，也在迅速发展。由于轨道交通是一个复杂、庞大的系统工程, 对轨道交通控制系统的研究也受到广泛关注。本文中，笔者依托中国专利文摘数据库（CNABS），对截至2017年11月1日公开的国内轨道交通控制系统的专利申请进行分析，希望能对我国轨道交通的发展提供参考。

事实上，早在上世纪70年代，西门子就已经提交了关于轨道交通控制系统的专利申请。通过统计分析发现，轨道交通控制系统在中国起步比较晚，1996年才开始有申请人提交相关专利申请，数量也很少，直到2007年，该领域年专利申请量还是个位数。从2010年开始，相关专利申请量开始稳步提升，在2013年达到小高峰。至2017年，轨道交通控制系统的专利申请总量累计达400多件，这说明国内的相关技术已经发展到了一个比较成熟的阶段。

在这些专利申请中，来自国内的专利申请约占90%，在申请数量上占有绝对优势。从申请人排名来看，交控公司科技有限公司（含交控科技股份有限公司）、中国铁道科学研究院（含其机车车辆研究所和通信信号研究所、电子计算技术研究所）、株洲南车以及北京交通大学位于前列。

从国内专利申请技术领域分布情况看，排名前五位的分类号依次是B61L27/00（运务中心控制系统）、B61L23/00（沿线的或车辆之间的或列车之间的控制，报警或类似的安全装置）、G05B19/418（全面工厂控制）、B61L27/04（自动系统）、B61B1/02（包括乘客保护设备的车站和站台的一般配置）。

参照这些分类号的具体内容，经由对检索到的专利申请进行浏览和分析，笔者发现，国内的轨道交通控制系统涉及的主要技术领域如下：

轨道交通综合监控系统：由计算机、网络设备和软件平台组成，对控制中心、车站、车辆基地等设施进行监控，对各个机电设备系统的信息进行交互，并能够进行远程调度或者协同工作。其涉及通信协议、网络架构等多方面技术，整合了各个机电设备系统进行一体化监控。而轨道交通综合监控系统又包含了电力监控系统、环境与设备监控系统、火灾报警系统、屏蔽门系统等子系统。

针对轨道车辆的控制系统：有很多专利申请涉及针对轨道车辆和轨道车辆组的各个电子以及机电设备，或者通信装置的控制和监控。中国铁道科学研究院以及其下属研究所的相关专利申请就集中在这个领域。例如，CN201510409608.4号专利申请提供了一种用于高速轨道交通车辆的电子控制系统及其控制方法，其能够统一管理各车辆的制动设备，精确分配各车辆的制动力等。株洲南车系公司在轨道交通控制领域的专利申请也主要集中在轨道车辆方面。

轨道交通的自动防护系统：主要对列车驾驶进行防护，对安全有关的设备或系统实行监控，实现超速防护、列车间隔控制等功能。例如，CN201410076528.7号专利申请即公开了一种全局故障安全城市轨道交通车载运行控制方法，对危及行车安全的故障信息，采取扣车、限速或紧急停车安全措施。

轨道交通的自动运行系统：轨道车辆的行驶无需工作人员操作，车辆在行驶前能够自动唤醒，在回库后能够自动休眠，在运行期间发生故障时能主动分析和修复故障，保证行车安全，并且能够远程控制中心通讯，在紧急状态下由控制中心对车辆进行操作和调度。交控公司的不少专利申请就主要涉及该方面，例如，其提交的CN201611195708.2号专利申请就公开了一种轨道交通全自动驾驶精简方法及系统，能够由列车根据运行计划，线路资源状况及自身运行状态自主计算行车许可，保证列车在线路上的自主安全运行控制，使得列车能以允许的最大速度和较小的间隔运行，提高运营效率。

轨道交通的模拟平台：基于测试或培训需要，为了避免使用真实的轨道交通环境带来的不便，对真实的设备进行仿真模拟。CN201610853889.7号专利申请公开了一种轨道交通车辆控制设备的联合测试系统，实现不同车辆控制设备的系统联合测试，使测试更加充分，降低了调试风险，缩短了调试周期。

综上，在全国各地轨道交通建设飞速发展的大背景下，我国在轨道交通控制领域的国内专利申请量日渐增多，涉及的技术领域也较多，与西门子等国外巨头的差距也越来越小。基于节省人力和提高效率的需求，未来，全自动驾驶控制将会是技术研发以及专利申请的重点，建议我国相关企业及高校、科研院所加大对该领域的研发和专利布局。