资源描述
|2024 07 28 推荐（维持）下 游需 求出 现拐 点，有望 迎来 替换 需求 高峰 TMT 及 中小盘/通信 轨交投资迎来拐点景 气度 提升，同时轨交设备更新 换代生命周期催生更 换需 求，新 增 与替 换需 求驱 动 轨交设 备 市场 空间 增长。轨交信 号 系统 为机 电设 备 的重要组 成，产 品附 加值 高，铁路 信 息化 推动 信号 系 统增长，其中 主要 包括 列 控系统及 安 防监 测系 统等，具备资 质 技术 双重 壁垒，市场集 中 度高 竞争 格局 稳 定，相关公司有望受益于铁 路信 息化及设备更新换代 需求。轨交投资迎来拐点景 气度 提升，更新换代 生命周期 驱动更换需求。2023 年 我国铁路 固定 资产 累计 投资 额实现 自 2020 年 来首 次 正增长，城 市轨 道交 通完 成投资额 实现 自 2021 年 来 首次正 增长，铁路 与轨 交 投资迎 来拐 点，行 业景 气 度上升。动车组与城轨车 辆 迎来密集维修期，2011-2016 年动车组 保有量五 年增长 200%，根 据动 车组 维 修周 期 10 年计 算，2020 年左右 陆续 进入 替换 高峰期，由于 疫情 影响 替换 推迟，2023 年进 入维 修爆 发期，城 轨车 辆 在 2023-2030年进入 维修 周期。列控 系 统生命 周期 短于 列车，使 用寿命 为 810 年，在 列车全生命 周期 中替 换 2-3 次，上一 轮替 换周 期为 2013-2015，本 轮受 特殊 情况推迟 替 换，预 计 2024-2025 替换 需求 有望 持续 提升。铁 路 信 息化 推动 信 号系 统增 长，资质 技术 双 壁垒 竞争 格 局 稳定。轨交信号系统 为 机电 设 备重 要组 成，产 品 附加 值 高，其中 列控系 统 及安 防 监测 系统 为信号系统 重要 组成 部分。我 国铁路 列控 系统 按等 级可 分类 为 CTCS-0、1、2、3、4，其 中 CTCS-4 处 于研 发 阶段；按设 备可 分类 为 LKJ 和 ATP 系 统，其中 LKJ系统主 要应 用于 普速 铁路，ATP 系 统主 要应 用于 高 速铁路。我 国城 轨列 控系统主要 为 CBTC 系统。铁 路行车 监测 系统 主要 包括 机车车 载安 全防 护系 统（简称 6A 系 统）、机车 远程 监 测与诊 断系 统（简称 CMD 系 统）、列 车运 行状 态监测系 统 等。受益 于 5G、物联网 等技 术进 步及 政策 大力支 持，我 国铁 路信 息化投资 高速 增长。新 一代 移动通 信系 统 5G-R 技 术 批复，AI 赋 能有 望带 来铁路 信 息化 升 级。列控 系统市 场 准入 门 槛与 技术 壁垒高，竞 争 格 局稳 定，相关公司有 望充 分受 益铁 路信 息化及 设备 更新 换代 需求。投资建议：轨交 行 业需 求有 望 出现 拐点，在 信息 化升 级 改造 和大 修替 换的 带动下产 业链 有望 从中 受益，我们 建议 关注：中 国通号：公 司的 高速 铁路 控 制系 统核 心产 品及 服务 所 覆盖 的总 中标 里程 继续位居世界第 一，自主研发的中国高铁 列控系统（CTCS-3、CTCS-2）、中国 高 铁 自 动 驾 驶 列 控 系 统（CTCS-3+ATO）、城 际 铁 路 自 动 驾 驶 列 控 系 统（CTCS-2+ATO）、城市轨道交通列控系统（CBTC）打破国外核心技术垄断，各 年中 标份 额 约 50%。思维列控：公 司主 营业 务涉 及 普速 铁路 和高 速铁 路两 大 领域，主 要包 括列 车运 行 控制、铁路 安全 防 护、高 速铁 路 运行 监测 与 信息 管 理三 大 业务，市 占率均保持 行业 领先，为 LKJ 列控系 统龙 头。佳讯飞鸿：公 司自 主研 发了 大 数据 平台“飞 鸿数”平 台，智 能视 觉平 台“飞鸿 安 视”平 台、私有 云 平台“飞鸿 云”平 台、物 联网 平 台“飞 鸿物 联”平台等 多 个基 础 平台 及应 用 平台，形成 了 具有 智能 感 知、智 能传 输、智 慧决 策、智慧分 析能 力的“智 慧指 挥调度 全产 业链”系 统产 品和解 决方 案。交控科技：公 司以 具有 自 主知识 产权 的 CBTC 技术 为核心，主 要产 品有 基础 行 业规 模 占比%股票家数（只）193 3.8 总市值（十亿元）2577.5 3.6 流通市值（十亿元）1926.3 3.0 行 业指 数%1m 6m 12m 绝对表现-6.0-13.5-23.8 相对表现-1.4-16.6-12.5 资料来源：公司数据、招商证券 相 关报 告 1、AI 算力架构系列 2：腾讯发布星脉网络 2.0，可支撑超 10 万卡集群2024-07-04 2、运营商行业系列报告 5：掘金自 由 现 金 流，算 力 与 新 质 生 产 力 共振2024-05-29 3、卫星互联网系列研究报告 3：“天 地 一 体”手 机 直 连 卫 星 加 速 演进2024-05-08 梁程加 S1090522060001 胡小禹 S1090522050002 刘浩天 S1090523070005-50-40-30-20-10010Jul/23 Oct/23 Feb/24 Jun/24(%)通信 沪深300轨道交 通行业系列报告一：轨交信息化 2 CBTC 系统、I-CBTC 系统、FAO 系 统、PB-TACS 系统等，并 在信 号系 统 的基础上，将 业务 范围 延伸 至城轨 云系 统、智能 运维 系统等。交大思诺：公 司 是行 业领 先的列 控系 统关 键设 备供 应商，专 注于 应答 器系 统、机车信 号车 载设 备和 轨道 电路读 取器（TCR）等 列控 系统关 键设 备的 自主 研发，研制产 品实 现业 界安 全完 整性等 级中 最高 的安 全等 级SIL4 级。哈铁科技：公 司主 要产 品包 括 轨交 安全 监测 检测 类产 品、铁 路专 业信 息化 产品及智 能装 备产 品，并形 成了与 产品 相配 套的 一系 列轨道 交通 专业 技术 服务，包括运 维服 务、先进 技术 研发与 设备 试验 服务、综 合解决 方案 服务。辉煌科技：公 司是 国内 领先 的 轨道 交通 运维 设备 供应 商 及运 营维 护集 成化 解决 方 案提 供 商，主要 客 户是 国 铁集 团 下属 各铁 路 局集 团 公司、各地 城市 轨道交 通 及大 型 企业 自备 铁 路的 建 设方。产品 主要 分 为监 控 产品 线、运 营管 理产品线、信号 基础 设备 产品 线、综 合运 维信 息化 及运 维装备 产品 线四 大系 列。众 合 科技：公司制定“1+2+N”发展 战略，“1”代表 数智化业 务，“2”是公司智 慧交 通和 半导 体两 个基石 主业，“N”是 数智 化赋能 的产 业场 景。交 通领域公 司主 要提 供轨 交信 号系统 和自 动售 检票 及清 分系统 两大 产品。世纪瑞尔：公 司在 铁路 行业 多 次承 担开 创性 的项 目建 设。在 城市 轨道 交通 行业中，在地 面通 信 PA 领 域全国 市占 率较 高，在传 统通 信 PIS 领 域，公司 是唯 一获得 全部中 车所有 主机 厂及庞 巴迪、阿尔斯 通等 合资厂 合格供 方的 PIS供应商，连 续多 年获 得中 车优秀 供应 商称 号。风 险 提示：铁 路 固定 资产投 资 不及 预期，铁路 信号系 统 招标 节奏 放 缓，铁 路设备更新换代节奏放 缓。重点公司主要财务指 标 公 司简称 公 司代码 市值 23EPS 24EPS 24PE PB 投 资评级 中国通号 688009.SH 57.2 0.33 0.36 16.2 1.5-思维列控 603508.SH 7.6 1.08 1.33 15.0 1.7-佳讯飞鸿 300213.SZ 3.2 0.11 0.18 30.2 1.5 强烈推荐 交控科技 688015.SH 3.3 0.47 0.62 28.6 1.4-哈铁科技 688459.SH 3.9 0.24 0.26 31.4 1.2-辉煌科技 002296.SZ 3.3 0.42 0.55 15.2 1.6-资 料来源：公司数据、招商证券（备注：市值单位 为十亿元，中国通号、思维列 控、交控科技、哈铁科技、辉煌科技盈利预测为 iFind 一致预期）YWEVvMsPtQmNrPmPtOsNqRaQaO7NnPnNnPnRkPnNrOeRsQuN6MqRmQwMqRrPMYrRuM|2024 07 28 正文目录.5.9 1.9 2.10 3.24.27 1.27 2.28 3.29 4.31 5.32 6.34 7.35 8.36 9.38.40 图表目录 图 1：铁路 固定 资产 投资 额（亿 元）.5 图 2：城市 轨道 交通 投资 额（亿 元）.5 图 3：高铁 营运 里程 及占 铁路比 例（万公 里）.5 图 4：国铁 动车 组 采 购量 自 2022 年增 加（组）.5 图 5：城轨 新增 运营 线路 长度（公里）.6 图 6：全国 城轨 配属 列车 数（列）.6 图 7：动车 组保 有量（组）.7 图 8：动车 组高 级修 数量.7 图 9：“四 电”系统 框架.9 图 10：铁 路四 电集 成系 统.9 图 11：轨 道交 通产 业链 结 构图.9 4 图 12：通 信系 统构 成.10 图 13：信 号系 统架 构图.10 图 14：列 控系 统运 行原 理.11 图 15：我 国列 控系 统发 展 历程.12 16 CTCS.13 1.6 2.7 3.7 4.11 5.12 6 CTCS GOA.12 7 CTCS-2.14 8 CTCS-3.15 9 CTCS.16 10.16 11 LKJ.17 12 LKJ-15 CRCC.19 13 2023 GOA-3 4.21 14.23 15.24 16.28 17.31 18.35 19.37 20.38+yqw6hgXiH4/5F0kgvTF9knPyPSCGvG90wyKf2tEx5uHq0k5fOJXIEGxErqscYrw 5 铁路与城轨投资迎来 拐点，有望驱动轨交设备 新增 与更换市场增长。2023 年我国铁路 固定 资产 投资 累计 达 7645 亿元，同 比增 长 7.54%，这是 2020 年 以来 年度铁路 固定资 产累 计投 资 额首次 实现 正增长，铁 路 投资迎 来增 长拐点。2024 年1-5 月 铁路 固定 资产 投资 额累计 达 2285 亿 元，同 比增 长 10.85%。2023 年 我国城市轨 道交 通完 成投 资额 5214 亿元，同 比增 长 19.6%，2021 年至 今首 次实 现正增长，轨交 投资 回暖。铁路与 轨交 投资 迎来 拐点，行 业景 气度 上升，有望 带来动车组 及城 市轨 道交 通招 标放量，进而 驱动 轨交 设备 新 增及 更新 换代 市场 增长。图 1：铁路固定资产投资 额（亿元）图 2：城市轨道交通投资 额（亿元）资料来源：iFind、国家铁路局、招商证券 资料来源：Wind、招商证券 高铁新建里程稳定增 长，国铁动车组单次采购 量回 暖。2023 年，全 国铁 路营 业里程达 15.9 万 公里，其 中高 铁 4.5 万公 里。2023 年，全 国铁 路投 产新 线 3637公里，同比 减少 11.29%，其中高 铁 2776 公 里，同 比 增加 33.33%，高铁 新建 里程稳定 增长，占 铁路 比例 持续增 长。国铁 集 团 2024 年 计划 投产 新 线 1000 公里以上。按 照十 四五 规划，预 计 2025 年底 全国 铁路 营 业里程 将 达 16.5 万公 里左 右,其中高 速铁 路 5 万公 里左 右。铁 路投 资积 极性 增加 推 动动车 组招 标回 暖，2024 年5 月，国铁 发 布 2024 年第 一次动 车组 招标 公告，各 编 组合计 采 购 165 组动 车组，超过 2023 年 全年 采购 量 164 组。图 3：高铁营运里程及占 铁路比例（万公里）图 4：国铁动车组采购量 自 2022 年增加（组）资料来源：交通运输部、招商证券 资料来源：iFind、国铁采购网、招商证券-10%-5%0%5%10%15%20%25%6,4006,6006,8007,0007,2007,4007,6007,8008,0008,2008,4002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023全国铁路固定资产投资yoy-30%-20%-10%0%10%20%30%40%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023轨道交通投资额 yoy0%5%10%15%20%25%30%0246810121416182013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023全国铁路营业里程 中国高铁运营里程 高铁占比050100150200250300350400450500 6 城轨新建线路规模保 持稳 定，25 年末有望达到 13000 公里。2023 年 底，中 国 内地共 有 59 个城 市开 通城 轨 交通运 营线 路 338 条，总 长度 达 11224.54 公里。2023年运营 线路 长度 增 加 866.65 公里，在 建线 路总 长 5671.65 公 里，全年 共完 成 建设投 资 5214.03 亿元，同 比下 降 4.22%，全年 完成 车辆购 置投 资共 计 283.72 亿元，同 比增 加 12.96%。城轨交 通建 设进 入平 稳发 展期，预计 未来 两年 新投 运线路与 2023 年 基本 持平，十四五 末城 轨交 通投 运线 路总规 模趋 近 13000 公里。图 5：城轨新增运营线路 长度（公里）图 6：全国城轨配属列车 数（列）资料来源：中国城市轨道交通协会、招商证券 资料来源：中国城市轨道交通协会、招商证券 动车组与城轨车辆迎 来密 集维修期，推动轨交 设备 更新换代需求。24 年 1 月，国铁集 团发 布动 车组 高级 修首次 招标 公告，共 招标 361 组，其中 五级 修 207 组，占比高 达 57%，相 较 2023 年高级 修招 标 290 组，其 中五级 修 108 组占 比 37%，高级修 数量 及五 级修 占比 增加。2024 年 3 月 4 日，中国中 车发 布 2023 年 12 月至 2024 年 3 月期 间签 订 合同，其 中包 括 147.8 亿 元动车 组高 级维 修合 同。根据国家铁 路局，2011 年-2016 年动 车组 保有 量五 年增 长 200%，根据 动车 组五 级 修周期 为 12 年或 480 万 公 里计算，2020 年 左右 陆续 进入替 换高 峰期，由 于疫 情影响，替换 推迟，2023 年 左右五 级修 进入 爆发 期。2013-2021 年 我国 城轨 车辆规模稳 步增 长，从 1.44 万 辆增长 至 5.73 万辆 CAGR 为 18.84%，2023-2030 年将成为 存量 车辆 的维 修周 期。动 车组 与 城 轨车 辆密 集维修 需求 将推 动轨 交设 备更新换代 需求。1 产品 检修标准 动 车组 依 据中国 铁路总 公司 铁 路动 车组运 用维修 规程，动车组 按照运 行里程 周期为 主、时 间周期 为辅(先到 为准)进行检 修。动 车组修 程共 分 5 级，其中 一、二 级为日 常运用检 修，三、四、五级为 高级修。动车 组运 行 120 万 公里或 3 年进行 三级修，运 行 240 万 公里或 6 年进 行四级 修，运行 480 公里或 12 年进 行五 级修。城 市轨道 车辆 依 据 中华 人民共 和国国 家标 准(GB50157-2013):地 铁设计 规范 确 定的车 辆检修 修程 和检修 周期，分 为大修、架修 和定修。大 修为 120 万 公里 或 10 年;架修为 60 万 公里或 5 年;定 修为 15 万公里或 1.25 年 资料来源：中国中车 2018 年度报告、招商证券 02004006008001000120014002016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 20230200040006000800010000120002018 2019 2020 2021 2022 2023 7 图 7：动车组保有量（组）图 8：动车组高级修数量 资料来源：国家铁路局、招商证券 资料来源：国铁采购网、招标网、招商证券 列控系统生命周期短 于列 车生命周期，2024 年开始将全面替换。高 铁轨 道交 通控制系统的生命周 期一般在 10-15 年左右，列控系统作为软件，其使 用寿命为810 年，更新 周期 短于 部分硬 件更 新周 期和 列车 全生命 周期，在 列车 全生 命周期内一 般需 要替 换 2-3 次，较 列车 具备 更可 观的 存 量替换 市场。上一 轮替 换 周期为 2013-2015，本轮 替换 周期为 2020-2025，2020 年受疫 情影 响替 换推 迟，预计 2024-2025 将全 面替 换。2 产 品系统分 类 产 品名称 铁 路动车维 修替换 周期 地 铁车辆维 修替换 周期 车身系统 门系统 每 6-8 年更新 30%-40%每 5-8 年更新 30%-40%空调 每 5 年维修 1 次 每 3-5 年维修 1 次 电气系统 电缆 20 年以上 20 年以上 连接器 每 6-8 年更换 1 次 每 8-10 年更换 1 次 牵引系统 牵引系统 每 6 年更换 40%每 6 年更换 40%控 制系统 列 车控制系 统 每 8-10 年 更新升 级 每 15 年 更新 升级 转向系统 车轮 每 2-3 年更换 1 次 每 4 年更换 1 次 齿轮箱 每 5-7 年维修 1 次 每 5-7 年维修 1 次 资料来源：智研咨询、招商证券 政策加码，推动 轨道交通 设备更新换代。2024 年 6 月 13 日，中国城 市轨道 交通协 会 发 布 中 国 城 市 轨 道 交 通 既 有 线 改 造 指 导 意 见 提 出 要 更 换 到 期（限）设 备。2024 年 6 月 7 日交 通运 输部等 十三 部门 联合 出台 交通 运输 大规 模设 备更 新行动方案 提 出加 快老 旧机 车淘汰，支 持老 旧机 车淘 汰报废。国 务院 3 月 出台 推动大规 模设 备更 新和 消费 品以旧 换新 行动 方案 提 出到 2027 年交 通领 域设 备投资规模 较 2023 年 增长 25%以上，支持 交通 运输 设 备更新。政 策的 支持 有望 加速轨交设 备更 新换 代。3 政策名称 时间 发布机构 核 心 内 容总 结 中国城 市轨道 交通既 有线改造 指导意 见 2024 年 6 月 13 日 中 国城市 轨道交 通协会 更 换 到 期（限）设 备：在 消 除 隐 患、确 保安全 基础上，对 车辆与大 型设备，开 展 全 生 命 周 期 可 靠 性 评 估 与 延 寿 关键 技 术 研 究，评 估 关 键 设 备 寿 命，确定 服 役 寿 命 延 长 实 施 方 案 及 技 术 措施。0%10%20%30%40%50%60%70%0500100015002000250030003500400045005000动车组保有量 yoy0501001502002503003504002018 2020 20222024 第一次国铁集团三级修招标量 国铁集团四级修招标量国铁集团五级修招标量 8 政策名称 时间 发布机构 核 心 内 容总 结 交通运 输大规 模设备 更新行动 方案 2024 年 6 月 7 日 交 通运输 部等十 三部门 加 快 老 旧 机 车 淘 汰，支 持 老 旧 机 车 淘汰 报 废。鼓 励 新 能 源 机 车 更 新，依 托复 兴 型 等 系 列 机 车 产 品 研 发，采 用 大功 率 动 力 电 池、新 一 代 柴 油 机、内 电双 源、氢动力 系统、低碳/零碳 燃料发动 机 等 技 术，推 动 老 旧 内 燃 机 车 更 新升 级。推动大 规模设 备更新 和消费品 以旧换 新行动 方案 2024 年 3 月 7 日 国 务院 到 2027 年，工 业、农 业、建 筑、交通、教 育、文 旅、医 疗 等 领 域 设 备 投资 规模较 2023 年 增长 25%以 上。支持 交 通 运 输 设 备 和 老 旧 农 业 机 械 更新，加 强 电 动、氢 能 等 绿 色 航 空 装 备产 业化能 力建设。老旧型 铁路内 燃机车 淘汰更新 管理办 法（征 求意见 稿）2023 年 12 月 5 日 国 家铁路 局 加 快 淘 汰 高 污 染、高 能 耗 的 老 旧 内 燃机 车，推 广 应 用 新 能 源 机 车，推 动 铁路 绿色低 碳发展 和技术 升级。力争 2027 年实 现老旧 内燃机车 基本淘 汰 2024 年 2 月 28 日 央 视新闻 在 2024 年 2 月 28 日 的 国务院 新闻发布 会上，国家 铁路局 局长费东 斌强调，铁 路 作 为 低 碳 交 通 的 骨 干，将 通 过 优化 运 输 结 构、推 广 新 能 源 装 备、绿 色建 造 和 智 慧 运 维，实 现 碳 达 峰 碳 中 和目 标，进 一步推 动铁路 高质量 发展。资料来源：各部门官网、招商证券 9 1 高速铁路 四电 系统是指 高速铁路的通信、信号、电力、电气化 4 个子系统。其中 通 信 系 统指 的 是 高铁 运输 生 产 和 建设 中,利 用 各 种通 信 方 式 进行 各 种 信息 传送和处理 的技 术与 设备。信 号系统 在整 个系 统中 发挥 着信息 传输 以及 运行 监督 的作用，列车 所有 信息 的接 收和 调度都 由此 系统 完成。电力 系统指 的是 集生 产、输 送、分配消 费电 能的 发电 机、变压器、电力 线路、各 种 用电设 备联 系在 一起 组成 的统一体，主 要包 括高 压输 电 线路、变 电所 和配 电所 等。电 气化 系统 也叫 牵引 供 电系统，拖 动车辆运输所 需电能的供 电方式，主要 由牵引变电 所、馈电线、接触网、轨道和 回流 线组 成。图 9：四电 系统框架 图 10：铁路四电集成系统 资料来源：高速铁路 四电 系统原理与概述孔繁军、招商证券 资料来源：铁路信号技术交流、招商证券 轨交信号系统是机电 设备 的重要组成，产品附加值 高。从 轨道 交通 装备 产业 链看，上游包 括装 备设 计及 原材 料供应 商，中游 包括 机械 零配件、机 电设 备及 系统 及整车制造 厂商，下游 为列 车 运营及 安全 检测 维护 厂商。根 据立 鼎产 业研 究院，城轨产业链 的成 本 中 30%至 35%为 装备制 造，其中 信号 系统成 本占 比排 第三 位，占装备制 造环 节总 成本 的 9%，即 在产 业链 成本 占比 约 3%。根 据对 铁路 总公 司对高铁总 投资 的各 项构 成预 算，通信、信 号及 信息 工 程、电力 及电 力牵 引供 电 等占比为 25%到 40%。图 11：轨道交通产业链结 构图 资料来源：产业信息网、招商证券 10 2 通信系统为信息传输 的关 键系统，包括传输、支撑 与业务三个子系统。通 信 系统是城市 轨道 交通 传输 语音、数 据、图像 等信 息，为 运输生 产和 运营 管理 提供 通信业务的 关键 系统，主要 包 括传输 子系 统、支 撑子 系 统和业 务子 系统。传输 子 系统是 通 信 系 统的 核 心 系统，为 各 类 业 务信 息 提 供传 输通 道,包 括 有 线 传输 和 无 线传输；支 撑子 系统 是维 持通 信系统 及其 他相 关业 务系 统稳定 可靠 运行 的保 障，包括时钟、电 源、集 中录 音、集中告 警等 子系 统；业 务 子系统 是为 用户 提供 语音、数据、图像 等通 信服 务的 系 统,包括 有线 调度 通信、无 线调度 通信、乘客 信息 广 播、视频监 视、公务 电话 等子 系统。图 12：通信系统构成 资料来源：城市轨道交通通信系统运营技术规范（试行）、招商证券 信号系 统为高速铁路 的 大脑和神 经中枢，主要 包括列控系 统与车站联锁 系统。轨道交 通信 号系 统是 指挥 列车运 行、控制 列车 运行 速度和 追踪 方式、传 递列 车相关控制 信息、监 督列 车运 行及各 种相 关作 业情 况的 总称。由车 载和 地面 两大 系统组成,进一步 又可 以分 为 列车控 制系 统、车站 联锁 系统、区间 闭塞 系统、调 度指挥 系 统、微 机监 测系 统以及 其 他安 全 技术 系统 等。信 号 系统 作 为高 速铁 路的 大脑和神 经中 枢 是确保 高 速铁路 安全、高 效运 营的 关键设 备。高速 铁路 信号 系统及其复杂,这导致信号系统运维难度巨大，一旦某一设备出现故障,如果不及 时进行运行维护,极有可能导致其他设备发生连锁故障,甚至会造成社会和经济 重大损失。因此,信 号系 统的 安全运 营极 其重 要。图 13：信号系统架构图 资料来源：高速铁路信号系统运维分层架构模型研究林鹏等、招商证券 11 1、列控系统 列控系统为信号系统 重要 组成部分，需要调度中心、列控中心及车站联锁 配合 工作。列 车控 制系 统是 信号 系统的 重要 部分，其根 据 列车在 铁路 线路 上运 行的 客观条件和 实际 情况，对 列车 运行速 度及 制动 方式 等状 态进行 监督、控 制和 调整 的技术装备。工 作原 理为：调 度中 心 CTC 下达 运行 图至 车站 CTC 分 机，CTC 分机实时向 车站 联锁 下发 进路 命令，向列 控中 心下 达临 时限速 信息。车 站联 锁采 集轨道电路 的列 车占 用信 息、道岔位 置并 进行 处理，计 算机联 锁按 照 CTC 下达 进路的命令，空置 道岔、信号 机，排 列进 路。计 算机 联锁 将 进路信 息发 送给 列控 中心，列控中 心根 据进 路信 息和 临时限 速信 息：生成 轨道 电路编 码和 临时 限速 报文，轨道电路 编码 发送 给轨 道电 路，临 时限 速报 文发 送给 应答器。车 载设 备接 受到 轨道电路码 序和 应答 器报 文信 息后，计算 生成 控制 模式 曲线，监控 列车 安全 运行。图 14：列控系统运行原理 资料来源：CSDN、招商证券 各国开发了具有本国 特色 的列控系统，我国主要是 LKJ 列控系统。自 19 世纪 铁路诞生 以来，如 何保 障铁 路运输 安全 就一 直是 铁路 运输业 面临 的主 要课 题。1841年，英国 人提 出闭 塞电 报 机专利，而后 逐渐 发展 为 电话、路 牌、路 签构 成闭 塞系统。19 世纪末，随 着采用 钢轨作为导体来传递电信 号的轨道电路的出现，铁 路区间行 车控 制进 入了 基于 轨道电 路的 列车 运行 控制 时代。随着 公众 对铁 路安 全重要性关 注度 的不 断提 升、列车运 行速 度的 持续 提高，各国 都开 发了 具有 本国 特色的列车 运行 控制 系统。在 技术上 具有 代表 性并 已推 广应用 的列 控系 统主 要包 括法国 U/T 系 统、德国 的 LZB 系 统、日本 新干 线的 ATC 系 统以 及我 国的 LKJ 系列列控系 统。4 系统 列 控系统技 术特点 铁 路运输组 织特点 法国 U/T 系统 U/T 系 统通过地面无绝缘轨道电路，向车载信号设备传递信息，采用分级连续式控制模式 高速列车与普通列车分道运行 德国 LZB 系统 LZB 系统是基于轨道电缆传输车地信息的列控系统，它利用轨道电缆作为车地间双向信息传输的通道，使用轨道电路来检查列车占用，轨旁设备间多并以地面控制中心为主计算制动曲线 白天不同时速客运列车混行，夜晚 120-160km/h 的货物列车混行，并以短途运输为主 日本 ATC 系统 ATC 系 统采用目标距离一次制动模式曲线方式，减少了制动距离，从而缩短列车追踪间隙 发车密度高、行驶速度快、运输距离短 我国 LKJ 系统 LKJ 系统是立足于我国基本国情和铁路运输管理特点而不断发展成熟的，通过机车信号信息、车载线路数 据 以 及 输 入 的 列 车 运 行 参 数 实 时 计 算 出 制 动 模 式曲线，实现车列运行控制 既 有 铁 路 采 用 客 货 混 跑 的 模 式，不 同 速 度 等 级 列 车共线运行、24 小时不间断高密度运营、长距离运输为主 资料来源：思维列控招股说明书、招商证券 12 我国列控技术历经起 步、发展、成熟阶段，目前已 经进入规范发展阶段。起 步阶段时，自 动停 车装 置不 能 适应我 国铁 路运 输发 展的 需要。初 步发 展阶 段时，具有中国特 色 的 LKJ 系 列列 车 运行控 制系 统应 运而 生，JK-2H 装置 在各 种列 控装 置 中使用数 量最 多，成 为我 国 第一 代 LKJ 系 列列 控设 备。随 后研 制的 LKJ-93 装置 在安全性、技术 规范、系统 可 扩性、控 制功 能、控 制精 度 等方面 均有 本质 性的 升级，实现了 普及 安装，铁 路行 车事故 发生 率显 著下 降。而后研 制的 LKJ2000 装 置控制精度 高、对 铁路 运输 效 率干扰 少、产 品适 用线 路 条件广、扩展 完善 能力 强、技术成熟 稳定、产品 性价 比 高，2004 年开 始大规 模 推广应 用，覆盖全 路所 有 机车及时 速 200 公里 速度 级别 动车组。2003 年我 国制 定 了 中 国列 车控 制系 统（CTCS）技术规 范总 则（暂行），CTCS 划分 为 5 个等 级 满足不 同线 路运 输需 求。图 15：我国列控系统发展 历程 资料来源：思维列控 2023 年报，招商证券 目前我国主要有用于 铁路 的 CTCS 系统及用于城轨 的 CBTC 系统两种列控系 统，CTCS-4 处于研发阶段。CBTC 多用 于城 市轨 道交 通，由欧 洲连 续式 列控 系统 发展而来；CTCS 多用 于铁 路，是由 我国 自主 研发 的 新型列 控系 统，主 要产 品 包括CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3。其中,高铁主 要 采用 CTCS-2 和 CTCS-3，在时 速 300 350km/h 的 高铁客 运专 线上 必须 采 用 CTCS-3 级列 控系 统，其数 据的传输 都是 通过 铁路 通信 光缆 和 GSM-R 无线 网络 实现的。在 配 备 C3 的 系统 中,必须配 有 C2 系统 作为 备 用系统,当 C3 故障 时降 级 到 C2 模 式运 行。目前,我 国正在研 制 CTCS-4 级 列控 系 统,该系 统是 完全 基于 无线 传输信 息的 列车 运行 控制 系统。地 面 可取 消 轨 道电 路,由 无 线 闭 塞中 心 和 列控 车载 设 备 共 同完 成 列 车定 位和完 整 性 检 查,实 现 虚 拟 闭 塞 或 移 动 闭 塞。同 条 线 路 上 可 以 实 现 多 种 应 用 级 别，CTCS-2、CTCS-3、CTCS-4 可 向下 兼容。5 中 国轨道交 通种类 列 控系统 铁路 高速铁路 300km/h 及以上 CTCS-3 200-300km/h CTCS-2 城际铁路 CTCS-2 普速铁路 CTCS-0/CTCS-1 城市轨道交通 地铁 CBTC 轻轨 CBTC 资料来源：华经产业研究院、招商证券 6 CTCS GOA 分类 列控/信号系 统 总 体描述 适 用路线 国铁列控系统 CTCS-0 LKJ 系统 通用信号机车+运行监控装置组成 时速 CTCS-1 尚未商业化应用 主题机车信号+安全性运行监控装置组成 时速 CTCS-2 ATP 系统 基于轨道传输信息的列车运行控制系统，采用车、地一体化设计 时速 200-250km/h（理论 300km/h）CTCS-3 ATP 系统 基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统 300-350km/h 13 CTCS-4 尚未商业化应用 基于无线传输信息的列车运行控制系统 城轨信号系统 GOA-0 无 ATP 防护 目视下列车运行 GOA-1 ATP 非自动列车运行 GOA-2 ATO（CBTC）半自动列车运行 GOA-3 FAO 有人值守列车运行 GOA-4 FAO 无人值守列车运行 资料来源：思维列控招股书、自主化全自动运行系统研究与应用、招商证券（1）铁路列控系统 1）从等级维度分 类 CTCS 各等级系统 CTCS 系统由车载和地面 两个子系统组成。车 载 子系 统可由 以下 部分 组成：CTCS车载设 备、无 线系 统车 载 模块。地 面子 系统 可由 以 下部分 组成：应答 器、轨 道电路、无线 通信 网络（GSM-R）、列车控 制中 心（TCC）无线 闭塞 中心（RBC）。其中 GSM-R 不 属于 CTCS 设 备，但是 重要 组成 部 分。16 CTCS 资料来源：铁路信号技术交流、招商证券 CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2 级系统：CTCS-0 级 由 通用机 车信 号和 列车 运行 监控装置 组成，为 既有 系统。CTCS-1 级由 主体 机车 信号及 安全 型运 行监 控记 录装置组成，点式信息作为连 续信息的补充，可实现点 连式超速防护功能。CTCS-2级 是 基 于 轨 道 电 路 和 应 答 器 传 输 列 车 行 车 许 可 信 息 并 采 用 目 标 距 离 连 续 速 度控制模式 监控 列车 安全 运行 的列控 系统，其 中轨 道电 路实现 列车 占用 检查、提 供行车许可 及闭 塞分 区数 量，应答器 提供 临时 限速 和进 路信息、线 路允 许速 度和 闭塞分区长 度等，车载 设备 根 据综合 轨道 电路、应答 器 信息和 动车 组参 数，自 动 生成连续速 度控 制模 式曲 线，实时监 控列 车安 全运 行。14 图 17：CTCS-2 级系统结 构 图 18：CTCS-2 级系统工 作原理 资料来源：中国铁路信号系统技术及应用 中国铁路总公司、招商证券 资料来源：CSDN、招商证券 CTCS-2 级 系统结构可 以分为 车载设备与 地面设备。车载设备 包括：车载 ATP 设备，包 括：车载 计算 机、轨 道电 路天 线（STM）及接收 单元、应答 器天 线 及处理单元（BTM）、ATP 人 机交互 设备（DMI）、机车 接口单 元。地面 设备 包括：车站计 算机联 锁，车站列 控中心（TCC），临时 限 速服务 器（TSRS），轨旁 电子单元(LEU)和 有源 应答 器/无源应 答器,TCC 驱动 采 集设备 ZPW2000A 轨道 电路仿真 设备。图 19：CTCS-2 系统结构 资料来源：铁路信号技术交流、招商证券 7 CTCS-2 系统 功能 工作原理 轨 道电路 实 现列车 占用检 查、提 供行车 许可及 闭塞分 区数量 轨 道 电 路 以 码 序 形 式 提 供 空 闲 闭 塞 分 区 数量 应 答器 提 供临时 限速和 进路信 息、线 路允许 速度和 闭塞分 区长度 等 应 答器提 供闭塞 分区长 度和线 路允许 速度 车 载设备 综 合轨道 电路、应答器 信息和 动车组 参数，自动生 成连续 速度 控制模 式曲线，实时 监控列 车安全 运行 车 载设备 综合计 算出目 标距离，生 成速度 曲线 资料来源：CSDN、招商证券 CTCS-3、CTCS-4 级系统：CTCS-3 级系 统是 基于 GSM-R 无线 通信 实现 车-地信息双
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