CBTC指的是基于通信的列車控制系統(tǒng),也稱為信號系統(tǒng)。信號系統(tǒng)是軌道交通列車運行的控制中樞,用于指揮列車行駛、并保證列車行駛安全,實現(xiàn)軌道交通高效運營。CBTC的特點是用通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)列車和地面設(shè)備的雙向通信,用實時匯報的列車位置和計算移動授權(quán)的移動閉塞來代替固定的軌道區(qū)段閉塞實現(xiàn)列車運行控制。
CBTC可以實現(xiàn)車地之間的雙向通信,并且傳輸信息量大,傳輸速度快,很容易實現(xiàn)移動自動閉塞系統(tǒng),大量減少區(qū)間敷設(shè)電纜,減少一次性投資,減少日常維護(hù)工作,大幅度提高區(qū)間通過能力,靈活組織雙向運行和單向連續(xù)發(fā)車,容易適應(yīng)不同車速、不同運量、不同類型牽引的列車運行控制。
一、CBTC行業(yè)主要功能
城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)的車輛來往更為密集,車輛??颗c啟動更為頻繁,這就對控制信號系統(tǒng)的可靠性,安全性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。我國廣泛使用CBTC作為城市軌道交通信號系統(tǒng)對列車運行實施控制。CBTC信號系統(tǒng)解決方案由以ATP/ATO為最核心的七個主要子系統(tǒng)組成,包括:車載控制器VOBC、區(qū)域控制器ZC、數(shù)據(jù)存儲單元DSU、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS、列車自動監(jiān)控系統(tǒng)ATS、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)CI、維護(hù)支持系統(tǒng)MSS。
CBTC各子系統(tǒng)主要功能和作用
子系統(tǒng)名稱 | 主要功能和作用 |
VOBC車載控制器 | VOBC是CBTC的車載信號系統(tǒng)部分,主要功能包括列車自動防護(hù)、列車自動駕駛、人機交互等,包括列車自動防護(hù)系統(tǒng)ATP、列車自動駕駛系統(tǒng)ATO、人機交互界面MMI、車輛接口等。 |
ZC區(qū)域控制器 | ZC屬于CBTC的地面設(shè)備部分,主要負(fù)責(zé)根據(jù)通信列車所匯報的位置信息及聯(lián)鎖排列的進(jìn)路和軌旁設(shè)備提供的軌道占用和空閑信息,為其控制范圍內(nèi)的通信列車計算移動授權(quán),也即列車的限制速度值。ZC和DSU共同實現(xiàn)ATP和ATO的地面功能,車載ATP會實時比較列車實際速度和移動授權(quán),自動實現(xiàn)緊急制動,保證列車安全停靠。 |
DSU數(shù)據(jù)存儲單元 | ZC屬于CBTC的地面設(shè)備部分,主要負(fù)責(zé)根據(jù)通信列車所匯報的位置信息及聯(lián)鎖排列的進(jìn)路和軌旁設(shè)備提供的軌道占用和空閑信息,為其控制范圍內(nèi)的通信列車計算移動授權(quán),也即列車的限制速度值。ZC和DSU共同實現(xiàn)ATP和ATO的地面功能,車載ATP會實時比較列車實際速度和移動授權(quán),自動實現(xiàn)緊急制動,保證列車安全???。 |
DCS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) | 實現(xiàn)地面設(shè)備、地車設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)CBTC各個子系統(tǒng)的直接通信。 |
ATS列車自動監(jiān)控系統(tǒng) | 主要負(fù)責(zé)列車監(jiān)督和運營控制,為列車運行自動設(shè)定進(jìn)路,并按圖對列車運行秩序進(jìn)行自動調(diào)整,實現(xiàn)列車的按圖運行。ATS借助CI、VOBC、ZC等提供的列車位置信息監(jiān)視和顯示列車的實際運行,系統(tǒng)運用多種方式自動調(diào)控列車運行和??繒r間。 |
CI計算機聯(lián)鎖系統(tǒng) | 確保信號、道岔、進(jìn)路間相關(guān)關(guān)系正確,基本聯(lián)鎖功能包括進(jìn)路建立、進(jìn)路鎖閉、進(jìn)路解鎖、信號機控制、道岔控制等。 |
MSS維護(hù)支持系統(tǒng) | 是信號系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和維護(hù)的輔助工具,主要功能包括設(shè)備身份識別、運行狀態(tài)監(jiān)測、故障排查及處理、預(yù)防性維護(hù)、設(shè)備運行質(zhì)量考評、維修計劃自動生成、維護(hù)工作跟蹤考核、遠(yuǎn)程訪問等。 |
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
從未來發(fā)展趨勢看,隨著信號系統(tǒng)的功能越來越強大,其系統(tǒng)架構(gòu)也越來越復(fù)雜,眾多的設(shè)備使得系統(tǒng)的使用和維護(hù)日漸困難,因此國際上的主要廠商均開始研究新一代采用車車通信的城市軌道交通信號系統(tǒng)(VBTC,Vehicle-vehicleBasedTrainControlSystem)。VBTC本質(zhì)上是以列車為中心的新型列車控制系統(tǒng),大量精簡了軌旁設(shè)備,降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性;同時簡化了系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的復(fù)雜度,縮短了通信的時間延遲,可以進(jìn)一步縮短運行時間間隔。
行業(yè)應(yīng)用層面向I-CBTC與FAO發(fā)展,技術(shù)層面向VBTC發(fā)展
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
二、CBTC行業(yè)市場空間預(yù)測
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國城市軌道交通信號系統(tǒng)行業(yè)市場競爭力分析及投資前景趨勢報告》數(shù)據(jù)顯示:2019年,我國城市軌道交通累計客運量達(dá)233.1億人次,同比增長12.4%,城市軌道交通客運量占城市客運總量的比重達(dá)34.6%。2019年,城市公共汽電車客運量達(dá)339.9億人次,同比降低2.0%;城市出租汽車客運量達(dá)99.4億人次,同比降低0.1%。城市軌道交通客運量增速遠(yuǎn)超其他公共交通方式;準(zhǔn)時性、便捷性、安全性等也成為人們選擇乘坐城市軌道交通的主要原因。
各類公共交通累計客運量及增速(億人,%)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
截至2019年末,中國內(nèi)地已開通城市軌道交通包括地鐵、輕軌、單軌、市域快軌、現(xiàn)代有軌電車、磁浮交通、APM七種制式。其中,地鐵占比77.07%,具有絕對的主導(dǎo)地位,其次是市域快軌(占比10.63%)和現(xiàn)代有軌電車(占比6.03%)等其他城軌制式。
2019年中國城軌運營線路制式結(jié)構(gòu)情況
數(shù)據(jù)來源:中國城市軌道交通協(xié)會、智研咨詢整理
2010-2019年我國城軌運營里程逐年提升
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
城市軌道交通運營線路長度從2010年的1455公里增加到2019年的6730.3公里。新增運營線路長度基本呈現(xiàn)逐年上漲態(tài)勢,截至2019年底,全國(不含港澳臺)累計有40個城市開通城軌交通運營線路,2019年新增溫州、濟(jì)南、常州、徐州、呼和浩特5個城軌交通運營城市;另有27個城市有新增線路(段)投運,新增運營線路26條,新開延伸線或后通段24段,新增運營線路里程共計968.8公里,再創(chuàng)歷史新高。
城市軌道交通運營線路長度(公里)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
城市軌道交通新增運營線路長度(公里)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
城市軌道交通CBTC系統(tǒng)每公里造價約為800-1200萬元(按照均價1000萬的價格計算市場規(guī)模)。據(jù)不完全統(tǒng)計,未來三年(2020-2022)年城軌新增里程數(shù)大約為5405公里(地鐵4623公里,有軌電車183公里,磁懸浮\輕軌及市域快軌599公里),則對應(yīng)2020-2022年城軌信號市場規(guī)模約541億元,年均市場規(guī)模為180億元。
預(yù)計未來三年城軌CBTC系統(tǒng)年均市場規(guī)模(新建)為180億元
年份 | 地鐵新增里程(km) | 有軌電車新增里程(km) | 磁懸浮、輕軌及市域快軌新增里程(km) | 總新增里程(km) | 總規(guī)模(億) |
2019 | 833 | 76.94 | 59.11 | 969 | 97 |
2020E | 1422 | 49.42 | 318.05 | 1789 | 179 |
2021E | 1751 | 57.71 | 61.6 | 1870 | 187 |
2022E | 1451 | 75.69 | 219.4 | 1746 | 175 |
2023E | 1079 | 0 | 226.5 | 1306 | 131 |
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
三、CBTC行業(yè)企業(yè)格局
早期國內(nèi)城市軌道交通信號系統(tǒng)的技術(shù)水平與國外有著顯著差距,CBTC的核心技術(shù)主要由西門子、阿爾斯通、泰雷茲等國外廠商所壟斷。市場長期以來處于國外廠商提供技術(shù),國內(nèi)廠商提供市場的格局,利潤大部分為國外廠商攫取。
國際主流城軌信號系統(tǒng)企業(yè)
企業(yè) | 簡介 |
德國西門子 | 德國西門子成立于1847年,其業(yè)務(wù)遍及全球200多個國家。西門子的產(chǎn)品與服務(wù)在交通行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域包括城市交通、城際交通、綜合交通解決方案、智慧交通以及相關(guān)客戶服務(wù) |
法國阿爾斯通 | 成立于20世紀(jì)50年代,是為全球基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)市場提供部件、系統(tǒng)和服務(wù)的主要供應(yīng)商之一。阿爾斯通為鐵路運營商和基礎(chǔ)設(shè)施管理人員提供控制和信息系統(tǒng)以及車載和在軌設(shè)備 |
法國泰雷茲 | 成立于1879年,根據(jù)官網(wǎng)信息,泰雷茲主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括航天、航空、地面運輸、數(shù)字身份和安全以及國防和安全。泰雷茲可提供軌道交通相關(guān)的系列解決方案。泰雷茲的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括普通鐵路、高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通等主要軌道交通市場。 |
加拿大龐巴迪 | 成立于1942年,提供全面的鐵路及軌道運輸解決方案,同時在公務(wù)飛機、商用飛機和特種飛機市場領(lǐng)域提供航空產(chǎn)品及服務(wù)。根據(jù)官網(wǎng)信息,龐巴迪業(yè)務(wù)覆蓋27個國家和地區(qū)。其業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋全面的鐵路解決方案,包括車輛及相關(guān)設(shè)備和子系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、電動交通技術(shù)以及數(shù)據(jù)驅(qū)動等維護(hù)服務(wù)。 |
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
目前國內(nèi)共有十二家企業(yè)具有城市軌道交通信號系統(tǒng)總承包的能力,分別為交控科技、卡斯柯、電氣泰雷茲、通號國鐵、眾合科技、華鐵技術(shù)、恩瑞特、中車時代電氣、富欣智控、和利時、交大微聯(lián)和新譽龐巴迪。國際主流軌交信號系統(tǒng)企業(yè)包括西門子、阿爾斯通、泰雷茲、龐巴迪。第一梯隊企業(yè)包括交控科技、中國通號(包括卡斯柯及通號國鐵)、眾合科技、電氣泰雷茲、南京恩瑞特。
國內(nèi)主流城軌信號系統(tǒng)企業(yè)
編號 | 企業(yè) | 簡介 | 產(chǎn)品類型 | 技術(shù)來源 |
1 | 交控科技 | 成立于2009年12月,是國內(nèi)第一家掌握自主CBTC信號系統(tǒng)核心技術(shù)的高科技公司 | CBTC、I-CBTC、FAO | 自主化 |
2 | 卡斯柯 | 成立于1986年3月5日的中外合資企業(yè),股東為通號股份有限公司和阿爾斯通 | Urbails888-GoA4級全自動運行系統(tǒng)、TRANAVI系統(tǒng) | 阿爾斯通的技術(shù)轉(zhuǎn)讓、自主化 |
3 | 通號國鐵 | 成立于2010年5月6日,為中國通號的全資子公司,是中國通號城市軌道交通信號系統(tǒng)業(yè)務(wù)的實施主體之一 | FZL300型-基于無線通信的CBTC系統(tǒng)具備互聯(lián)互通及無人駕駛功能; | 自主化 |
4 | 上海電氣泰雷茲 | 成立于2011年11月25日的中外合資企業(yè),為上海電氣集團(tuán)股份有限公司的控股子公司 | SelTrac?CBTC信號系統(tǒng)、TSTCBTC?2.0、TSTram?現(xiàn)代有軌電車管理控制系統(tǒng) | 泰雷茲 |
5 | 眾合科技 | 成立于1999年6月7日,第一大股東為浙大網(wǎng)新科技股份有限公司,實際控制人為浙江大學(xué)。 | 自主研發(fā)的信號系統(tǒng)產(chǎn)品為BiTRACON型CBTC產(chǎn)品 | 安薩爾多、自主化 |
6 | 華鐵技術(shù) | 是鐵科院信息所下屬用于開展信號系統(tǒng)總承包業(yè)務(wù)的公司 | 國產(chǎn)MTC-I型CBTC信號系統(tǒng) | 鐵科院自主研發(fā) |
7 | 南京恩瑞特 | 成立于2003年1月8日,國睿科技的全資子公司 | 造全自主化信號系統(tǒng)核心產(chǎn)品CBTC及相關(guān)軌道交通信息系統(tǒng)產(chǎn)品 | 西門子、自主化 |
8 | 中車時代電氣 | 成立于2005年9月26日,第一大股東為中車株洲電力機車研究所有限公司。 | 軌道交通信號產(chǎn)品的應(yīng)用市場包括城市軌道交通市場和大鐵市場 | 曾與美國西屋公司合作,目前主要與西門子合作承接項目,目前也實現(xiàn)了自主化 |
9 | 富欣智控 | 成立于2012年2月16日,注冊資本2億元人民幣,由上海富欣創(chuàng)業(yè)投資有限公司、上海諾基亞貝爾股份有限公司、上海允升投資有限公司共同出資設(shè)立。 | 城市軌道交通信號系統(tǒng)、有軌電車信號及通信系統(tǒng)、軌道交通通信系統(tǒng)等 | 主要與阿爾卡特(已經(jīng)被泰雷茲收購)、龐巴迪等外資廠商合作,目前也在進(jìn)行自主信號系統(tǒng)的研發(fā) |
10 | 和利時 | 成立于1996年9月25日,主要從事自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、制造和服務(wù),核心業(yè)務(wù)聚焦在工業(yè)自動化、軌道交通自動化和醫(yī)療自動化三大領(lǐng)域。 | 自2012年開始研究CBTC信號系統(tǒng),目前已經(jīng)基本完成研發(fā) | 主要與日本日立公司合作承接項目 |
11 | 交大微聯(lián) | 成立于2000年4月12日,為上市公司神州高鐵的控股子公司,產(chǎn)品包括CI、ATS、列控中心系統(tǒng)、分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)、信號集中監(jiān)測系統(tǒng)等。 | CBTC系統(tǒng)的CI、ATS子系統(tǒng) | CI、ATS子系統(tǒng)均為自主研發(fā)、生產(chǎn),其中標(biāo)線路的信號系統(tǒng)核心設(shè)備ATP和ATO主要為日本日信、日本日立提供。 |
12 | 新譽龐巴迪 | 成立于2015年6月11日,新譽龐巴迪是從事軌道交通信號系統(tǒng)、通信及綜合監(jiān)控系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的合資企業(yè),由新譽集團(tuán)有限公司和瑞典龐巴迪分別出資50%設(shè)立。 | CITYFLO650型CBTC系統(tǒng),具備全自動無人駕駛功能 | 與加拿大龐巴迪開展合作 |
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近年來第一梯隊企業(yè)囊括市場近80%的市場份額。2019年共有36條線路招標(biāo),其中,交控中標(biāo)9條,卡斯柯中標(biāo)5條,通號國鐵中標(biāo)4條,眾合科技中標(biāo)6條,泰雷茲中標(biāo)3條,恩瑞特中標(biāo)1條,合計市占率達(dá)到78%。其中,2019年鐵科院集團(tuán)有限公司與廣州地鐵集團(tuán)有限公司達(dá)成合作,打包廣州城軌項目,在當(dāng)年形成5條新線中標(biāo),在2019年的市場上搶占原先第一梯隊市場份額。
2019年信號系統(tǒng)中標(biāo)市占率(按線路)
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城軌信號系統(tǒng)市場中標(biāo)率匯總
年度 | 2019 | 2018 | 2017 | |
全國招標(biāo)正線線路(條) | 36 | 26 | 29 | |
交控科技 | 中標(biāo)線路(條) | 9 | 8 | 7 |
中標(biāo)率 | 25.00% | 30.77% | 24.13% | |
卡斯柯 | 中標(biāo)線路(條) | 5 | 6 | 10 |
中標(biāo)率 | 13.89% | 23.08% | 34.48% | |
通號國鐵 | 中標(biāo)線路(條) | 4 | 3 | 2 |
中標(biāo)率 | 11.11% | 11.54% | 6.90% | |
恩瑞特 | 中標(biāo)線路(條) | 1 | 3 | 1 |
中標(biāo)率 | 2.78% | 11.54% | 3.45% | |
電氣泰雷茲 | 中標(biāo)線路(條) | 3 | 2 | 2 |
中標(biāo)率 | 8.33% | 7.69% | 6.90% | |
眾合科技 | 中標(biāo)線路(條) | 6 | 1 | 6 |
中標(biāo)率 | 16.67% | 3.85% | 20.69% |
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2024-2030年中國CBTC行業(yè)市場研究分析及前景戰(zhàn)略研判報告
《2024-2030年中國CBTC行業(yè)市場研究分析及前景戰(zhàn)略研判報告》共十四章,包含2024-2030年CBTC行業(yè)投資機會與風(fēng)險,CBTC行業(yè)投資戰(zhàn)略研究,研究結(jié)論及投資建議等內(nèi)容。
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