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信号奔命:软件存致命错误早晚必然要出事

2011-08-30 17:27作者:王胜关键词:电力信号通号集团软件收藏点赞

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趋势属必然,只是中国走得太快了。

当时,铁道部运输局官员、通号院、和利时、铁科院、北方交大等专家组成C2攻关组。一位业内专家告诉财新《新世纪》记者,“地面部分(包括列控中心、联锁、CTC等)全部是我们自己搞的,没有合资”。攻关组先确定了基本框架,然后各家分头设计。当时有五家机构参与设计——通号集团、和利时、卡斯柯、北京交大微联、铁科院通号所。

据介绍,上述CTCS技术规范是参照欧洲标准ETCS(即欧洲列车控制系统)制订的。 ETCS分为E0、E1、E2、E3四个级别。C3的功能与E2基本一致,而C2则是自主搭建起来的体系,比E1的等级要高。

一位信号系统资深人士说,C2技术挑战不算太大,主要是缺乏经验。“中国当时已经铺完了统一制式轨道电路,传输行车许可是连续的,所以条件比E1要好,我们加上应答器、列控中心、车载设备就可以了,搭建比较简单,技术难点不多。”

但实际操作起来,问题仍然很多,因为以前没有做过列控中心,并无经验,连需要出台哪些技术规范都不清楚。

与地面列控系统自主研发不同,在当时紧急推进的状况下,列控车载设备(ATP,列车超速保护)是通过合资的方式引进。

2005年6月,通过国际招标,铁道部分别与和利时/日立、铁科院/株洲所/CSEE(法国电气与信号设备公司)两个联合体签署了ATP采购和技术转让合同,从国外引进列控车载设备和技术,合作期限15年,最终全部在中国生产。同年10月,铁道部又通过国际招标的形式,分别与通号院/阿尔斯通、和利时/CSEE、西安西门子三家联合体签订应答器设备采购和技术转让合同。

两次国际招标采购,实行设备采购与技术转让相结合的方式,外方技术转让的知识产权归铁道部所有;铁道部要求竞标人必须有国外合作伙伴,其自身应具备消化、吸收受让技术和设备制造的能力,同时竞标人的外方合作伙伴应具备系统集成、设备研发和制造能力,提供技术支持和服务,对系统设备负安全责任。

2005年11月,铁道部建立了C2的技术标准体系。但2006年初,铁道部在试验时即发现列控系统软件设计不合理,车载设备异常输出紧急制动,车载通信设备出现故障。当年7月在胶济线进行的列控中心综合试验中,又发现列控车载设备ATP软件存在漏洞,轨道电路信息传递不稳定。对上述问题整改后,铁道部在当年8月进行了补充实验,并组织专家成立试验报告评审会,认定C2列控系统“基本满足”规定的技术规格要求。当年9月29日铁道部召开“第六次大面积提速胶济线现场会”,开始全面部署第六次大提速。

铁道部最初引进的列控车载设备控车的最高速度,为时速200公里。但在第六次大提速现场会后,2006年11月又决定对既有提速线路的部分区段进行进一步改造,将动车组的最高运行速度提高到时速250公里,又完成了一个跨越!

随后,铁道部组织了和外方的第二次技术谈判,以解决列控车载设备对动车进一步提速的限制问题,最终于2006年12月底签订补充合同,对列控车载设备和动车组进行升级,经过模拟运行试验,完成了ATP设备应对250公里时速的升级改造。

C2的研发必须跟上提速的进程。试验中出现的所有问题,铁道部都要求专家们必须在极短的时间内解决。2006年底,在铁道部进行的动车组拉通检查和牵引试验中,应答器报文变差引起了列车紧急制动26次,常规制动25次。2007年4月18日铁路第六次大提速开始后,列控车载设备又暴露出设备软件和应答器信息接收单元不稳定等多种问题。

C2攻关的核心力量,正是通号集团下属的通号院。其研制的列控中心、CTC和车站联锁等C2子系统,均通过了铁道部组织的可行性审查和技术鉴定。公开资料显示,2008年1月21日,经测试组仿真测试及铁道部评审委员会审查,通号集团研究设计院研制开发的LKD2-T1型列控中心“基本满足”铁道部规定的技术规范要求,顺利通过铁道部审查,并获得2008年度中国铁道学会科学技术奖一等奖。

2008年7月底,全新的客专C2系统在合宁线上第一次应用,此后在其他高铁线路上被广泛采用。铁道部一位退休官员认为,C2系统“当时技术并不成熟,但为了赶工期,没有充分考核就急急忙忙地上了,问题一直没有暴露,没想到一个雷给爆了出来”。

在甬台温线上使用的,正是C2系统。

C3难跟

通号集团在信号系统技术升级路线上打拼,也只是勉强跟上了铁道部提速的步骤,最终以边运营边解决问题的方式仓促上马

C2之后紧接着是C3攻关,服务于300公里时速以上的高速铁道。

中国高铁的跨越式发展,给专家们提供了一个又一个冲刺世界顶尖速度的机会。无怪乎今年4月宣布京沪高铁从350公里降至300公里时,一些铁路专家因此感叹“失去了千载难逢的机会,本来是准备在跑出时速486.1公里之后要冲刺500公里的”。

在这条信号系统技术升级路线上,通号集团上下无数人为此付出日日夜夜,但勉力打拼的结果也只是勉强跟上了铁道部提速的步骤,各种问题从研发到试验阶段就一一暴露,最终只能以边运营边解决的方式仓促上马。

2007年12月底,铁道部成立了C3系统攻关组。相对于C2,C3增加了RBC(无线闭塞中心)和GSM-R通信基站,采用无线通信进行信息传输。2008年3月6日,铁道部科技司、运输局在北京组织召开《客运专线CTCS3级列控系统总体技术方案》专家评审会,认为方案符合C3技术规范中提出的系统设计、产品实现、测试验证及验收确认等四个阶段的系统评估,是科学合理的。随后铁道部建立了仿真测试实验室,要在车载设备和RBC等关键设备国产化的基础上,创建具有自主知识产权的C3列控标准体系和技术平台。

中国高铁的过快推进,令国外同业感到担心。国内高铁信号系统招标一般和通信、电力供电、牵引供电系统招标同时进行,合称四电系统集成招标。2007年,中铁建电气化局在承接郑西客运专线四电系统集成时,曾邀请西门子提供技术支持,但被其拒绝,理由之一即是郑西高铁四电系统部件供货商分散在世界各地,“用的是不同国家不同企业的东西,这样的集成我们做不了”。

除了部件繁杂,工期的限制也成为国内四电系统集成面临的一个主要障碍。以郑西高铁为例,西门子的技术人员认为,“在如此短的时间内,要完成这样的系统集成是根本不可能的。”和利时轨道事业部经理徐悦在接受媒体采访时也曾表示,为了赶工期,国内高铁信号施工项目经常是“边定需求,边开发产品,边工程施工”,因此被称为“三边工程”。

作为C3研发的主力,通号院遇到了很多挑战。列控技术主要包含两方面,一是地面技术,一是车载技术。通号院做联锁起家,一直以来地面技术比较强,突出以全路统一制式的ZPW-2000A轨道电路技术为代表;其车载技术不强。随着列控技术的演进,车载技术越来越成为主体,即信号控制技术逐步由地面控制为主转到以车载系统控制为主。为此,通号院成立了列车自动控制研究所,陈锋华担任所长。

根据通号集团网站上的信息,陈锋华把C3的复杂性归纳为“三多”。第一是子系统多。C3系统由地面RBC无线闭塞中心、车载ATP等十余个子系统组成,每个子系统又由众多模块组成,总计多达上百个。第二是控制对象多。京沪高铁全线不含移动体在内,仅地面固定控制点就达到上万个。第三是接口多。C3系统各子系统并不是简单的堆积就可以实现系统功能,每个子系统间通过多维度、多层次的网络接口有机连接,才能形成一个完整的控制系统。这样一个巨型系统,需要同步数万个控制对象,使之协同工作。

第一个应用C3的武广高铁是通号院的代表作。在武广高铁建设中,通号院完成了全线通信信号系统集成工作,编制了C3运用的标准体系,成为行业标准制定者。陈锋华回忆这个过程时感慨万端。

那段时间,他剃了光头。“我们原本期望在2009年8月C3高级功能试验完成以后,有关系统开发的问题就要全部解决,10月开始转入工程阶段,主要精力来解决工程问题。可10月初的时候,咱们的高级功能试验大毛病没有小毛病太多。每次领导来添乘,咱们从咸宁跑试验段一小段儿,都跑得胆战心惊的。就怕中间有一些ATPCU故障不可控,压力非常大。由于没有按预期完全彻底地解决系统开发的问题,把这些问题带到工程阶段以后,就把科研开发和工程阶段两股道的问题纠缠在一起,这也是武广项目比较难的一个比较大的原因。”陈锋华透露,试验过程中有时一天发现26个问题,晚上分析到2点以后。

陈锋华还想在脑门上写几个字:“把系统搞稳定了”。

陈锋华很早就认识到,信号系统不稳定,问题有硬件方面的,也有软件方面的,但“主要还是软件方面的原因”。“我们虽然走了引进路线,但其实对老外来说武广也是挑战。第一他们也没有C3系统,第二,他们也没有这么长的路线跑这么高速度的动车组。好多东西我们都需要根据新的需求和新的要求,做好多修改……因为我们整个时间比较紧”。

就在这样与时间赛跑的过程中,C3上路了。不过,还有很多问题需要边运营边解决。通号集团因此规定“分析问题不过夜、整治问题不过夜”。武广线刚一开通,二型车和三型车加在一起近40辆,每趟车回来发现故障都要当天解决,工作任务非常繁重。

C3遇到的困难比C2要大得多。在“7·23”事故中出现的现象其实早已出现过。通号集团旗下的北京信号厂是通信信号产品的生产厂,在距离京沪高铁上海段试车不到30个小时的时候,现场技术人员陈强、魏小飞接到通知,赶往蚌埠南站更换列控程序。当他们在交换机上搜索时,发现安全数据网的右网不通,为了保障在动车试验前解决故障,两人连夜赶到定远站通宵排查。最后确定是由于TSR测试人员在徐州做TSR初始化时,安装的临时交换机没有拆下来,其交换机地址和中继53站的地址重合,而中继53站恰好是安全数据网右网的第一个站,因此在安全数据网连通之后把中继53站屏蔽了,造成整个安全数据网的右网无法工作。

局外人很难想象,京沪高铁试车时还存在如此多的故障。可以说,C3几乎是跌跌撞撞走到了现在。下一个隐患在哪里,会不会酿成重大安全事故?在“7·23”之后,已经无人敢打保票。

一位专业人士评价说,“通号院的设计人员疲于奔命,他们自己都没有消化和整改的时间。”

甬台温事故以及京沪高铁故障频发,最终使高层下了降速的决心。从9月开始,除了京沪、京津和沪杭三条高铁按照时速300公里运行,其他高铁客专将全部降回设计时速,连既有线改造的也要降回原来的160公里,甚至有些线路已经停开,可以说一下回到了第六次大提速的原点。

旧模式

通号集团受益于铁道部“肥水不流外人田”的研发和设备供货模式

从C2到C3,通号集团尽管压力巨大,但回报丰厚。在“7·23”之前,高铁的创造者们更多地是在忙碌中分享这一令人目眩的盛宴——业内人士估算,通号集团至少占据了地面信号控制设备70%的市场,是最大的受益者。

铁道部对通信设备制造行业实行准入制度,许可证由铁道部颁发。地面控制系统是中国自己开发的,不要求合资,内资即可参与。在时速低于200公里的路线进行既有线改造时(即C0系统),2005年国内获得许可证的有通号集团、和利时、交大微联、铁科院通信所和卡斯柯五家;而此后获得C2许可证的只有通号集团、和利时和铁科院三家;到了C3就只剩下通号集团和和利时两家——和利时还只做列控中心与RBC,不做联锁、CTC等。

ATP即车载系统则要求合资或合作,2005年6月,通过国际招标,铁道部分别与和利时/日立、铁科院/株洲所/CSEE两个联合体签署了ATP采购和技术转让合同,这是当时C2的ATP供应商。

但在C3系统中ATP合作方又发生了变化,在铁道部指定下,变成了通号集团与和利时的天下,通号集团与庞巴迪合作,和利时与日立和安萨尔多合作。

是技术尖端其他国内企业做不了,还是铁道部“肥水不流外人田”的垄断模式,妨碍了路外企业参与竞争?

华为即是一名来自路外的挑战者。在看到和利时中标广深港、郑西两条C3项目后,华为曾以更高的代价从和利时挖人。2010年9月,华为在德国柏林国际轨道交通技术展览会上展示了HRC端到端解决方案,以及最新的基于LTE技术的高速铁路宽带通信解决方案。但华为至今还未能获得许可证。

即使路内企业,境遇也颇不相同。铁科院通号所的一位人士称:“通号集团可以做集成商,自己有设计院、生产公司和工程公司,而且设计院里还有专门做工程设计的。我们只有设计,生产也得委托通号集团的北京信号厂。和利时有生产但工程业务很小,只有通号集团能做集成。”

通号集团自称是国家高铁通信信号系统技术引进消化吸收与再创新主体承担单位,联合完成了中国第一条350公里时速的京津城际铁路四电系统集成;此后又完成了合武客专、武广、广珠、郑西、广深港、沪宁、海南东环等客运专线项目。

国内高铁信号系统招标一般和通信、电力供电、牵引供电统招标同时进行,合称四电系统集成招标。通号集团经常和老牌的中铁电气化局组成联合体,他们是第一军团;而中铁建电气化局担任集成商后,将列控中心分包给和利时的比较多。

国内一家铁路信号设备供应商称:“2010年之前,四电系统集成商虽然负责项目招标,但还要上报铁道部,将参与竞标的三家公司及报价上报铁道部,原则上集成商自身也没决定权,只是推荐,最终由铁道部运输局确定。”2010之后情况有所好转,需要在二级市场即交易所挂出招标公告,铁道部将权限下放给甲方,透明度提高,但是C3项目仍然没有在二级市场上招标。

1998年与铁道部政企分开时,通号集团利润只有1459万元。2007之后出现爆炸性增长。2007年-2009年间,总资产从48.5亿元增至102.2亿元,净资产从18.6亿元增至33.8亿元,主营收入从42亿元增至79.4亿元,年均增长率都超过20%;而归属于母公司所有者的净利润则从2.12亿元增至6.42亿元,年均增长44.7%。2009年净资产收益率已达22.45%。到2010年,通号集团收入已增至120.5亿元、利润12.6亿元。

2010年通号集团启动整体改制,成立通号集团股份有限公司,准备在国内上市,并引入了其他投资者——在45亿元的股本中,通号集团以净资产入股占96.82%,中国机械工业集团有限公司、中国诚通控股集团有限公司、中国国新控股有限责任公司分别出资4190万元占0.93%,中国国际金融公司旗下的直投机构——中金佳成投资管理有限公司出资1676万元占0.37%。

作为通号集团旗下的核心企业,通号院2007年的税后利润也翻番,达到6306万元,2008年、2009年则分别达到1.44亿元、2.54亿元。今年1月,以13亿元的净资产改制为有限公司。

在铁道部的规划和安排之下,高铁信号系统已经形成了自有的一套垄断格局,路外企业无缘进入,C2还略有竞争,C3则几乎是通号集团与和利时独步天下。

在这种情况下,虽然招标规则明确铁道部对招标目录中的企业进行动态管理,有过不良记录的企业在招标中要受影响,但“7·23”事故会对通号集团未来的命运发生什么样的影响?这个市场真能出现有实力的竞争者吗?

通号集团的一位投资者仍对公司未来充满信心。“我不担心我们的投资,未来会好的。”他说。

“谁在那个位置都得干”

“谁不愿意搞大跃进,马上被拿下”

“成也高铁,败也高铁”,这句话不仅适用于刘志军。

2004年至今,通号集团在铁道部一个又一个攻关任务重压下走向辉煌的顶点,多名业务骨干获火车头奖、詹天佑奖等,通号集团也得到铁道部无数嘉奖和表彰。短短七年间,作为受益者,通号集团不仅研发了中国C系列列车控制系统的集成平台,其研发成果C2、C3信号系统也已广泛应用于高铁线路,年收入因此翻了2倍-3倍,达到120亿元。

这是成就,亦是包袱。作为高铁的神经中枢,信号系统承担着铁路运行安全的重任。技术研发只是起点,在高铁正式运营之时,考验才真正开始。

这个考验,基层员工感受不深,但作为“信号技术带头人”的通号集团总经理马骋深知背负责任之重,生前曾在内部多次强调信号系统的安全责任,提醒员工“不要做历史罪人”。但最终事与愿违,“7·23”事故之后,午夜梦回,这套中国自主研发的C2、C3信号控制系统,是否还存在其他没有暴露的隐患?这应该是马骋最担心的问题。

马骋是恢复高考后第二届大学生,毕业于北京交通大学自控专业。铁科院的一位人士称他为“最早的一批专业人才”。他从1998年11月至2004年1月担任过通号院院长,后成为通号集团总经理,业内评价他勤勉、实干。

没有心脏病史的马骋,最终在安全检查时心脏病突发辞世,所承受的压力之大可以想见。通号集团广州分公司的一位内部人士透露说,最近一个月通号集团内部都在做安全自查,各地工程分公司做技术的人都下到一线去排查问题。马骋8月19日陪同国务院安全大检查组的人来到深圳,之前刚去了厦门。

根据国务院8月12日下发的《关于开展高速铁路安全大检查的通知》,此次高速铁路安全大检查从发展改革委、科技部等12部委抽调人员,共组织12个检查组,检查范围为时速200公里以上的正在运营的高速铁路和在建项目(包括客运专项),检查对象包括北京、沈阳、郑州、武汉、西安、济南、上海、南昌、广州、成都十个铁路局和中国南车(5.15,-0.11,-2.09%)集团公司、中国北方机车车辆工业集团公司、中国铁路通信信号集团公司等设备生产厂家。

调查将从8月中旬持续到9月中旬,具体行程由各检查组自行确定。9月中旬,也将是“7·23”事故调查报告预计正式公布的时间。

一位业内资深人士闻知马骋的遭遇,颇为感慨:“可怜的信号人!信号在整个高铁中不过九牛一毛,现在因为温州动车的事被推到了前台,他们并不是真正的决策者!谁在那个位置上都得干,不愿意搞大跃进,马上被拿下。刘志军的口头禅是:你能不能干?不能干让能干的人来!所以马骋作为信号的老前辈,还是既务实又拼命的人,现在也不幸了!”

8月23日,通号集团发出讣告。8月24日上午9点,简朴的遗体告别仪式在深圳殡仪馆大礼堂举行。礼堂内摆满花圈。参加告别仪式的有200多人,包括国务院国资委副主任黄淑和、铁道部副部长卢春房,国务院副总理张德江发来唁电并送花圈。一位领导在讲话中称,“他为中国通信事业鞠躬尽瘁、奉献一生……他一直把铁路安全放在首位。”

“马骋也是高铁大跃进之下的牺牲品”,这句话没错,但牺牲品何止马骋一人!“7·23”事故40位遇难者的代价何其沉重,对这场大跃进的反思与纠错,才刚刚开始。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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