如何评价重庆地铁「列车可跨线运行，乘客不用下车换乘」的互联互通技术？

一站直达 5号线打造中国首条互联互通地铁

近日，中国铁路通信信号股份有限公司发布消息，随着重庆轨道交通5号线一期信号系统互联互通交叉测试成功，装备中国通号完全自主CBTC信号系统的重庆轨道交通5号线率先具备互联互通条件，标志着由中国通号打造的全球首条互联互通地铁即将孕育而生。
除了轨道交通5号线外，重庆轨道交通第二轮建设规划中的4号线、10号线和环线工程也都将装备互联互通信号系统。
轨道交通实现互联互通后，乘客可以不用换乘，一站直达目的地。同时，互联互通也将减少客流换乘压力，降低地铁建设成本，大幅度提高车辆利用率和运营效率。

同意 @HikariX 的分析及结论，乘客需要从郊区能减少换乘就到达市区，但是如果仍然是站站停而且不提速，那么这样的跨线毫无意义。我拿北京的例子来说明吧。
比如说，一个延庆人要去北京站坐火车，那么他从延庆站到北京站需要乘坐S2线到黄土店站，再步行至霍营地铁站乘坐13号线，到东直门换乘2号线。不算黄土店站到霍营地铁站之间步行，以及东直门那又臭又长换乘所需的时间，总共是两个小时，距离是92公里。
而另一个人从经海路去北京站，那么他需要乘坐亦庄线到宋家庄换乘5号线，再到崇文门换乘2号线，总共是40分钟，距离是26公里。
从延庆站到北京站，比从经海路到北京站，距离翻了将近四倍，但前者时间仅仅是后者的三倍，究其原因是S2线最高时速可达120公里每小时（虽然跟919快和高铁比不占优势，而且只能到黄土店），而地铁最高时速只有80公里每小时；并且S2线从延庆到黄土店只停四站，而北京地铁几乎只有各站停，所以S2线跑完全程的时间被大大缩短。
在北京，呼声很高的是5号线与亦庄线贯通，因为5号线坐到宋家庄才下车的十有八九是要去坐亦庄线的。然而我想说，如果运营方式仍维持现状，即使你打通了5号线与亦庄线，也是毫无意义的。我在宋家庄实际换乘过亦庄线，那段距离有个两分钟就能走完，跟你坐亦庄线和5号线进城所用的时间比起来简直就是杯水车薪。亦庄线又绕设站又密，5号线也是站站停，这样的两条线如果贯通了还这样，那么贯通将毫无意义。
与其这样毫无意义地贯通，不如新修一条线，这条线能从郊区直达市区，无需换乘一次，而且大站距、高旅速，这就是17号线。不得不说，比起贯通5号线和亦庄线，17号线无疑是更好的选择。
然而，重庆的那个， @HikariX 在回答中也说了，何止是跨线，跨线的同时还开了大站快车，这样大大提高了效率，这背后是有大智慧的。
所以，如果跨线了但仍然站站停，这样的跨线没什么意义，还不如新修大站快线；但如果跨线的同时还能提高旅速、开大站快车，这样才有意义。五亦贯通和17号线的修建，就是个很好的例子。

关于重庆地铁的互联互通，其为乘客带来减少换乘、促进信号标准统一设计等积极一面已有众多答主给出详细回答。我则希望立足实际出行需求，从另一个角度谈谈这一话题。
互联互通，本质上是为某两地所设计的线路通过其上某站接入他线，从而允许列车在不属于自己的线路上完成行驶运营。简单来说，中国的国铁网络就是一种互联互通的范例。通过相同或可兼容的信号系统，列车能够在不同线路间运行。比如京沪高铁正线设计为北京南-上海虹桥，但可在京沪铁路黄渡站附近的黄渡线路所由联络线接入为沪宁城际（南京-上海）设计的轨道正线之中，从而利用这一线路进入上海站。在这一例子中，由北京方向来的商务客便可更快捷地进入上海市中心，无需再行利用地铁等方式换乘。而某些线路由于长度限制，被分为多个不同区段，这也是一种互联互通。例如目前的沪汉蓉高速通道，就是借用京沪高铁南京南-上海虹桥段和沪宁城际南京-上海段完成的。某种意义上，乘客不过是乘坐了距离更长、速度更快的列车，经过某些枢纽车站时通过线路联络，无需下车换乘，即可改换线路目的地，完成方便快捷的旅行。



沪宁城际与京沪高铁互通示意图，红色箭头与方框分别为京沪高铁与上海虹桥站，绿色箭头与方框分别为沪宁城际与上海站

从这一角度来说，地铁的互联互通实际上只是步国铁后尘。我们在长途出行中早已习惯从某个线路所属车站直接到达另一线路所属车站，只是在地铁中没有这样的体验罢了。由于地铁的信号标准并未统一，因此重庆的互联互通才具有技术上的意义，这点值得表扬。不过，在实际出行中，我们究竟有几种情况真正需要互联互通呢？
1.短短换乘
在线网较为密集的地方会频繁产生由某条线路转乘另一条线路，同时两线乘坐距离均只有五站左右的简单换乘需求。一般来说，这种距离尺度下，列车跨线直通所带来的换乘用时下降占总旅行时间比例是最大的，合计20分钟的路程，可能3分钟的换乘就被省去了。但由于总用时较短，用户的满意度提升有限，因此在这种距离下谈跨线需求的成本是显著大于收益的。



想象一下，依靠人民广场联络线完成1号线与2号线互通

2.短长换乘
一般来说，这种乘坐需求多存在于城市中心办公区与远郊居住组团的往来场景中。由于中国目前的地铁设计多为平图运行，并且在远郊段承担国外的通勤铁路职能，导致乘客习惯于一条线路坐到底。此时，在远郊段花费的乘坐时间较长，导致总旅行时间大幅度增加，直通所带来的耗时下降占比并不大。然而，因为符合乘客心理，这种情形下设计直通具有较为积极的意义与较大的乘坐体验提升。



11号线与市区段线路的换乘关系示意图

3.长长换乘
这类需求更为特别，一般来说是从城市一端前往另一端，或在一端出行中由于线路太长而在郊区分段，导致乘客需要乘坐较长距离后换乘，并再次乘坐较长距离。二者均较常见。对于前者，一般在市区换乘，换乘设计参考普通地铁；而后者所涉及的两条线路一般为互补关系，存在较为方便的换乘设计（2-17虹桥火车站同台、1-5莘庄同站厅）。但由于线路过长，直通跨线所带来的方便性对出行满意度提升有限，乘客对出行服务的提升诉求更多集中于线路速度本身。



2-17号线与1-5号线的换乘示意图

综合以上三种情况可知，虽然直通跨线的优点与需求客观存在，但由于线路过长，导致其只在有限场景下能够提升乘客的满意度。换言之，这种技术改进实际上也是对我上文所述“中国目前的地铁设计多为平图运行，并且在远郊段承担国外的通勤铁路职能”这一问题的补救。也就是说，如果只进行字面意义上的直通跨线，所改善的地方极为有限。然而，重庆的直通跨线并不只有这四个字的内容。以2021年12月27日实行的直快列车运行方案为例：



重庆地铁直通运行方案

运行线路方案中，空心圆圈代表车站。不难看出，直快列车相比于其所络合的4、5、环线，均减少了大量站点。按照苹果地图给出的乘坐+换乘时间，如选用普通换乘方案，需要1小时29分钟，而直快列车所节省的并非几分钟换乘，而是多达33分钟的提速。因此，重庆直通跨线的背后，实际上包含城市轨道交通运营方案多样化、快慢车开行组织方案探索的努力。这也是为什么我费大量笔墨分析直通所适应的出行需求。因为这些需求本质上包含的并非直通那几分钟的便捷，而是对旅行速度提升的渴望。
还是以上海地铁为例。如果一位住在西渡的年轻人需要到人民广场附近上班，他每天需要花费1小时在5号线-1号线之上，此时，由于线路较长，假如换乘站莘庄经过改造允许5号线开上1号线的轨道，那么他所节省的换乘等待时间约3分钟，实是杯水车薪。



5号线-1号线长距离出行

然而，如果这位年轻人住在比奉贤更靠南的金山区（假设就在金山卫站旁边），则可以选择金山铁路的直达市域列车到达上海南站后换乘1号线前往人民广场。此时，对比西渡到人民广场的距离，金山卫出发的路程多了一倍，达到66.4km，然而总耗时并未翻倍到2小时，而是大约只增加了10分钟。



金山铁路-1号线长距离出行

为什么存在如此大的差距？因为金山铁路直达车全程能达到105km/h的旅速（极速160km/h），从金山卫站至上海南站的56km只需要32分钟。而目前的地铁列车在这类远郊线路上最快使用160km/h车型（极少），大多为100-140km/h列车。更别提有些线路用80-100km/h的列车了（上海2、9、11号线，说的就是你们→_→）。同时由于运营方案固化，地铁设站密集、停站频繁，使得旅行时间进一步上升。当然，就算乘坐金山铁路各停列车，也只需要1小时，比西渡出发多40分钟就可到达，在距离翻倍的情况下时间消耗仍未翻倍。
综上，我认为目前的地铁运营方所构想的直通运行方案，更多需要加入列车越行、线路提速等综合设计，而非简单地满足信号互通的需求。毕竟没有一个乘客会觉得减少换乘3分钟，但是仍需忍受慢速地铁而多花15-20分钟是一件值得赞扬的事儿。
此外，直通所涉及的两种出行需求中，均有长线路的身影，这也是目前逐渐火热的市域铁路最为拿手的领域。我作这篇回答实际上是在呼吁，以放射线形式存在的市域铁路网络与城市轨道交通网络应该具有直通的可能性。目前，上海给出的各条线路规划中，市域线路使用的信号标准等与既有地铁列车不同，即在设计初就对这一可能性进行了否定。然而，这一方案更多地是考虑市域铁路与既有国铁网络、各个市域线路的跨线直通。例如南汇支线（两港市域铁路）环评中就提到与同为市域线路的机场联络线贯通运营的方案，以及机场联络线与国铁沪宁城际列车的直通跨线等。



南汇支线（两港市域铁路）环评中近期列车交路图

当然，如果上海愿意基于这些市域线路，拉通更高层级的穿城市域铁路网络骨架，也就无所谓我提到的与既有城区地铁线路不能互通的缺陷了。至于市府有没有决心这么做，我是持乐观态度的。以 @nightfish 根据既有规划和远期预留信息所作的这张市域线路图为例，可以看到上海市对市域线路抵达主城区边缘的联通设计仍然做出了一定的努力。此图中所有线路均兼容相同信号标准，可以开行同类列车，因此是更高级别的直通跨线。



上海市域铁路非官方规划

更进一步，这些线路还能与周边省市的市域铁路、国铁网络进行互通。 @沙耶博士 也对此搜集资料进行了线路总结：



长三角（上海地区）线路非官方规划

最后，我希望其他城市能在这方面多学学重庆与各个上马市域铁路项目的地市，毕竟互联互通后线路为出行带来的体验提升实在是太过明显。我们所期待的不仅是简单的直通，而是这背后蕴含的更丰富的运营方案设计、更高标准的线路与列车运用，以及轨道交通运营方服务广大乘客的这份真诚热情。

其实这个互联互通技术是为了一条直通路径准备的，从配线上也看得出。
这条直通路径是江津-跳蹬-重庆西站-民安大道-保税港-上湾路-王家庄，历经江津线、5号线、0号线、4号线、9号线、10号线，计6条线路构成的互联互通网络。这样设计的总体理由不明，但0号线直通区间（重庆西站-民安大道）选取的理由是比较明确的，西半环客流高达2.8万人次/h，东半环仅有1.5万人次/h，如果只是开行大小交路，列车在小交路终点站清客对车站也造成一定的压力。
根据仲建华（重庆轨交集团董事长）过去接受的采访，互联互通的初衷就是为了减少乘客在换乘站拖家带口，上上下下，也降低了换乘量过大存在的安全隐患，如踩踏事故。重庆0号线作为城市环线，连接重庆西站、沙坪坝站、重庆北站三座大型对外交通枢纽，而直通区间的设置刚好覆盖了这三座火车站，不存在其他答案提到的外地人犯迷糊的问题。反而使得重庆本地人前往这三座火车站的更加方便，拓展了无需换乘即可到达的覆盖面。此外这个直通区间还连接江北机场T2/T3，携带大件行李在重庆坐轨道交通出行，未来或许还将成为一种享受。
举4号线为例，如果不与其他线路互联互通，从石船、复盛、鱼嘴等地上车的乘客，只能齐刷刷到民安大道换乘0号线，结果就是这个换乘通道里永远都是黑压压一片人。这种事情极为常见，如北京的四惠东站、上海的莘庄站。为了避开这种事情的发生，把4号线的乘客随车不动，运送到0号线上去，需要乘坐别的线路的，自己下车换，不需要的，坐在车上就好了，换乘站的压力就减轻了很多。

这的确是世界普遍现象，因为各种原因全世界地铁信号几乎都是一线一号（知乎用户：地铁信号系统的发展趋势是什么样的？），除了纽约。这个问题的来源其实也挺复杂的
有历史原因（线路是先后建设的，年代差距大）
商业原因（地铁运营商相对供货商并不是技术主导方，也鲜有主持标准制定的）
技术原因（一线一号比较好实现，否则就要增加很多某条线用不到例外逻辑，也更容易通过安全认证，也就是说就算所有线路信号的来自同一个系统，还是有可能发生不兼容的情况）

重庆这个尝试很不错，但是报道上实在太夸张了。直通运转并不是新鲜事，技术上也并没有说的那么大创新。只是重庆尝试了一个纽约地铁采用的思路，以统一信号达到目的，实际上就是把几条线路并成一条大线路来对待，然后运营上再进行划分。但是实际上直通的解决方法并不只有这一种，比如巴黎RER也是直通运转的，法国的做法简单粗暴：线上有存在几种信号制式就在车上安装几种信号装置，事实上也很好用。柏林地铁的1/2线之间也多次存在直通的U1/2线。另外从实际效果来说，上海的3/4号线也一直是直通的。

算了，还是不用评论了，多说两句。


众所周知，「列车可跨线运行，乘客不用下车换乘」是一个很简单的事情——毕竟中国铁路总公司运营着全世界规模最大的跨线列车网络（也许有之一）。
但是，重庆本次部署的新技术并不是简单的「列车可跨线运行，乘客不用下车换乘」。有关企业外宣和媒体重点跑偏，造出来一些（在铁路迷圈子看来）显得很可笑的标题，真正值得关注的技术意义却藏在正文里。
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我们考虑一下开行跨线列车的要求：
如果A线路上的车辆要进入B线路，除了需要有一条从A到B线路的、可载客运行的联络线之外，还需要A线路的车辆能够满足B线路的限界要求，能够兼容B线路的供电制式，（如果有屏蔽门的话车门间距要相同，）最后要能兼容B线路的信号系统。
在中国，城市轨道交通车辆高度标准化，只要车型都是A型或者B型，车辆限界、车门间距等等就是基本相同的，而供电制式在同一个城市也喜欢选相同的制式，这些对于互联互通来说是一个很好的前提条件。
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但是我们还有一个问题就是信号系统。信号系统是保障列车安全运行、支撑高密度开行的电子设备系统，这些电子设备可以实现列车监控、防护乃至运行的自动化。信号系统中有车载设备，又有地面设备，它们之间必须相互兼容才能工作。
和上面这些物质空间上的或者强电设备高度标准化不同，目前城市轨道交通信号设备没有那么高的标准化程度。来自不同厂家的信号设备一般是不兼容的。也就是说，A线路的车辆进入B线路时，使用A线路的车载信号设备与B线路的地面信号设备进行配合，是无法正常工作的。
——因而，一般的跨线运行，存在两种方式：

• 在A线路车辆上安装B线路的车载信号设备。这时，A线路的车辆在A线路上运行时，使用A线路车载设备；而到了B线路上，改用B线路车载设备，保证在两条线路上均能够正常运行。
  
• 采用同一家厂家同一套信号系统。这使得不同的线路像是同一条线一样运行，比如上海3、4号线，或者北京10号线一期和奥运支线。
  
• 采用相互兼容的信号系统。这一般指采用成体系的标准化信号系统，比如欧洲标准ETCS的订立目的就是让不同的国家之间列车能够互通，这一标准也被中国铁路系统借鉴使用（就是CTCS）。
  

第一种方式最为简单粗暴，但是这意味着车辆要多装一套设备，既占用车内空间，又提高维护成本。而如果采用第二种方式，除非一开始就商量好，否则将拟直通运行的线路信号进行统一更是一笔很大的开销。
而现在重庆做的，就是最后一种方式——构建一套标准，要求来自不同厂家的信号设备都符合这个标准，使得它们能互相兼容。（需要指出的是，这一次实验建立在CBTC技术之上；而大概其他国家没有建立过CBTC互通标准，因而敢号称是世界首次。）
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重庆此次试验互联互通的是4、5、10号线和环线。其中4号线似乎建设时间相对靠后，现在正在调试的是5、10号线和环线三条线路。而此次试验实际上是在确定了一套接口标准的前提下，由不同的厂家生产出符合接口标准的信号系统。[1]

根据招标项目介绍，重庆轨道交通4号线、5号线、10号线和环线的信号系统，是按互联互通统一标准进行招标和实施的，其跨线接口、车地通信接口及车地通信制式等均已统一，在技术层面上能实现以上线路的信号系统互联互通。

其中，
5号线的厂家是中国通号[2]，10号线的厂家是铁科院[3]，环线的厂家是交控科技[4]，4号线的厂家是众合科技[5]。
目前的进度是，环线列车在5号线上进行了测试[2]，因此中国通号首先放出消息。其余测试，包括10号线列车在5号线上的测试，将在未来进行。

除了信号系统之外，重庆的这几条线路都将采用专门设计的As车型（可能说加宽型B车更容易理解）；为避免故障引发全系统瘫痪，专门在互联互通线路中设置了「四线故障车待避站」（看到这里我是惊恐的）[6]，也有开行快慢车的计划[7]。


（重庆5号线配线图，来源：[7]；从图上可推测在重庆西站和环线互联互通。）
虽然目前还没有见到跨线交路计划，但是相信未来重庆轨道交通将在多种不同交路、运行模式的开行上走在全国前列。
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顺带一提，中国首个自主CBTC系统是2010年末在北京亦庄线和昌平线投入使用的，至今不过7年。现在就已经在同一个接口框架下搞出三套不同的CBTC出来……
本来是一个可以算是重大的信号技术进步，结果厂家宣传夸大其词，媒体又没有懂行的。最后宣传出了偏差，又没有人来负责任。

外链及参考文献：
[1] http://www.cqmetro.cn/wwwroot_release/crtweb/xwzx/mtbb/336572.shtml
[2] 重庆轨道5号线打造互联互通地铁 乘客不用换乘
[3] 铁科院CBTC系统成功中标重庆地铁互联互通国家示范工程项目_院内新闻_新闻中心_中国铁道科学研究院
[4] 铿锵有力的中国声音--交控科技参加2017 Asia Pacific rail
[5] 众合科技签署重庆轨道交通4号线一期信号系统工程合同 - 中国轨道交通协会官网
[6] 张乃基, 吕莎, 余馨. 重庆城市轨道交通网络化运行实践[J]. 都市快轨交通, 2015, 5: 009.
[7] 张化难, 梁青槐, 刘川. 重庆轨道交通快慢车运行模式初探[J]. 都市快轨交通, 2015, 5: 011.