6月20日，在于北京举行的2018世界交通运输大会上，中国公路学会主办了中美院士论坛，邀请了中美双方共8位院士和专家介绍他们的新思想、新成果和新技术。中国工程院院士、北京交通大学校长宁滨在论坛上分享了自己关于轨道交通的研究和思考。

近年来，我国综合交通运输体系快速发展，其中，轨道交通扮演着骨干的角色。轨道交通作为一种基础设施，包含了轨道、桥梁、隧道及移动装备。其一大特点就是移动装备在轨道上行驶，没有自主导向性。轨道交通的速度快、运量大，和航空、公路运输相比，单位能耗和对环境的影响都是最小的。

轮轨运行时速上限：约为400公里

宁滨介绍到，轨道交通分为轮轨、磁悬浮、悬挂、跨座及真空管道五种形式，其中真空轨道是一种正在研究的未来交通工具，可以实现超高速运行。五种轨道交通方式从构成来讲，都可以分成基础设施、移动装备和运行控制系统三大块。宁滨此次的报告以运行控制系统为中心，阐述了移动装备在基础设施上，如何在列车运行控制系统的调度和控制下安全高效的运行。

运行控制系统需要感知基础设施和移动装备的状态，控制列车起动加速、减速、停车，防止列车超速、追尾和正面冲突，确保运行平稳，提高运输效率。一般来说，列车运行控制系统分为调度中心、车站控制系统、列车控制系统、线路传感系统以及联系上述部分的网络系统。

“通常来讲，运行控制系统是轨道交通的大脑和神经系统。”宁滨说，轨道交通是需要确保列车运行安全的，因此其运行控制系统本身必须是高度安全可靠的，这也是运行控制系统的显著特点。例如安全性方面必须达到国际最高的SIL4标准，这意味着系统发生危险和故障的概率小到上万年才可能发生一次，在系统的全生命周期内，几乎是不允许发生故障的。

目前，外界对时速350公里高铁的安全性还有很多质疑。宁滨认为，就轮轨式高速铁路来讲，时速350公里已经是比较高的速度了，考虑轮轨接触摩擦及噪音等难以克服的问题，轮轨轨道交通运行时速上限在400公里左右。要追求更高的时速，磁悬浮是一种比较好的方式，能达到600公里左右，再往上就是处于研究中的真空管道模式。 “交通只有安全、更安全，没有绝对安全。”宁滨认为，就安全方面来说，时速350公里的高铁已经非常安全了。

国外运行控制系统发展：基于轨道电路到基于通讯

宁滨以高速铁路为例介绍了轨道交通运行控制系统的现状。

日本是世界最早发展高铁的国家，1964年就有了世界上第一条高铁。日本的高铁列控系统叫DS—ATC，采用数字轨道电路对列车进行控制。目前，传统的轨道交通控制方式还是基于轨道电路的，从技术发展来看，以后将是基于通讯的。

法国的高速列车起初用的是TVM430，最早还用过TVM300，它也是数字轨道电路，是基于数字轨道电路的列车运行控制系统。

德国最早用的是LZB系统，这是最早的高速列车控制运行系统采取的模式，交叉环线和车载通过无线进行信息交换，它的环线交叉还起着列车定位的作用。

对于欧洲国家来讲，欧盟为了使高铁列车在欧盟国家间能够畅通运行，在上个世纪90年代初开始研究ETCS系统，现在欧洲的高铁，包括法国、德国、意大利、西班牙、瑞士等国的高铁新建系统，都开始使用这种ETCS系统，更多的是ETCS-2级系统，从基于轨道电路发展到了基于无线通讯，采用的是GSM—R欧洲标准。

美国近年在研究一种叫做PTC的系统，但是该控制系统的应用并不多，但鉴于美国列车事故率较高，列车被要求下一步普遍安装该系统。

国内轨道交通运行控制系统：有自己的标准CTCS

就中国轨道交通的现状来看，城市轨道交通和高速铁路比较典型。

截至2017年底，中国的城市轨道交通超过5000公里，占全世界城市轨道通车里程的1/3，北京、上海的轨道交通里程超过了600公里，处于世界前列。另一方面，中国的高速铁路发展很快，截至2017年底已达到2.6万公里，占世界已开通高铁的2/3。

中国高速列车运行控制系统有自己的标准，中国约12万公里的干线铁路，包括高速铁路在内，都用的CTCS系统，从C0到C3都有应用。CTCS该标准适用的范围基本上是按照速度来区分的，现在最高等级就是C3即时速350公里的；其次是时速250公里的C2，重载铁路和传统的时速160公里以下的干线铁路运行用的是C0和C1系统。“我们在建立中国的CTCS的过程中，也学习借鉴了欧盟的ETCS的标准。”宁滨说。据他介绍，到了C3以后，中国运行控制系统在通信方面用的GSM-R，这与欧洲标准是一样的。目前， C4还在研发过程中，宁滨表示希望C4完全基于无线的闭路系统。

未来发展：无人驾驶、移动闭塞、调度控制一体化与信息安全

从1862年世界上第一条轨道交通系统在英国出现后，其控制系统一直在不断延续发展。从方法上说，列与列控系统走过了自动防护、自动驾驶、完全无人驾驶三个过程。当前，在中国所有的轨道交通上运行的列车，都装有运行控制、列车超速防护系统，在司机不经意超速的情况下，设备自动会降低车速甚至将车停下。

宁滨对未来轨道交通的技术发展进行了展望。将来，轨道交通将实现灵活性和效率大大提高的移动闭塞，其中车车通信、智能感知、智能驾驶以及调度控制一体化等问题都是下一步研究的重点。此外，调度控制的一体化程度也将进一步结合。系统安全方面，过去在设备故障、设备失效等传统安全上有了较多研究，下一步将重点研究信息安全、防范恶意攻击等非传统安全的保障。

“轨道交通是综合交通运输体系的核心和骨架，在发展过程中扮演着重要的角色，运行控制系统发挥着巨大的作用。”宁滨表示，很愿意跟美方专家一起合作开发，确保轨道交通更加安全高效。