北京地铁亦庄线、昌平线日前开通运营，这标志着我国具有完全自主知识产权的“基于通信的列车自动控制系统（简称CBTC系统）”工程取得成功，我国成为继德国、法国、加拿大后第四个成功掌握该项核心技术、应用于实际工程并顺利开通运营的国家。
我国轨道交通信号研发团队在几十年积累的基础上，历经10年的努力，实现了CBTC系统的自主创新，并探索出一条联合自主创新的路径。
我国加快轨道交通建设，但信号控制系统一直依靠引进
CBTC项目首席专家、北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室主任唐涛说，近年来北京市乃至全国下大力气加快进行轨道交通路网建设，到2015年北京总长561公里的轨道交通网络将正式形成，2020年将达到1000公里的建设规模。而2009年底北京运营的里程仅为198公里，十年内还有近800公里的线路需要建设；全国每年以400公里的建设速度增长，近十年将有近6000公里的建设，而其中作为保证行车安全、提高运输效率的信号控制系统一直依靠引进，核心技术掌握在外国人手里，给我们建设的成本、按期开通、运营管理与维护带来了巨大影响。
2004年开始，北京市积极响应国家自主创新战略，立项首次开展“基于通信的城轨CBTC系统研究”。到目前为止，自主创新CBTC系统历经核心技术攻关、自主研发、室内测试、中试、示范工程等阶段。2010年12月30日，历经十几年的核心技术研发、中试，特别是近三年的示范工程，在绝对保证安全的基础上，北京地铁亦庄线全功能开通CBTC，解决了一直困扰国内长期引进这项技术与装备的瓶颈问题，实现了几代“信号人”的梦想，使中国的轨道交通系统用上了自己的“大脑与神经系统”，完全听从自己的“指挥官”安全而高效的运营。该项目的成功实施与应用，为国家带来了巨大的经济与社会效益，初步计算国家投入研究经费不到3亿元，通过该项目的研究与应用，使得引进系统的价格降低20%以上，按照每年600公里建设投资60亿元计算，每年节约了12亿元的外汇。同时该项目在亦庄线和昌平线应用也将比引进系统节约10%以上的资金，以后国内6000公里的市场将会带来近300亿元的市场份额，且是可持续发展的市场与产业。
首套列车自动控制系统达到国际先进水平
北京交大轨道交通运行控制系统国家工程研究中心主任郜春海说，随着城市轨道交通高速度、高密度的发展，如何保障线路上所有列车的安全、可靠、高效、准点、节能、舒适、精确停车运行，还要满足轨道交通客流不断增长的发展需求，是一个涉及轨道交通所有专业的问题与难题，而列车自动控制系统正是解决这个难题的系统，它是轨道交通的“大脑和神经系统”，是有效解决并平衡安全、可靠、高效、节能、舒适、准确等综合指标的复杂协同控制系统。
北京地铁亦庄线成为中国第一条采用完全自主知识产权列车自动控制系统的地铁线路，实现了“自动驾驶”、“无人折返”和“安全运营”三项目标，成为城市轨道交通国产信号控制系统的里程碑。
在安全、可靠、高效方面，系统为线路上每个列车配备上了“千里眼、顺风耳和安全卫士”，“千里眼、顺风耳”（地车双向的、实时的、冗余的、大容量传输系统）可以让每个列车实时知道前面列车、线路和车站的准确信息，“安全卫士”（专业称ATP系统）即保证线路上尽量多的列车追踪运行，不管在任何情况下不能超速、撞车，绝对“全天候”的保证行车安全，遇到情况，自动降速或停车，两个高速追踪运行的列车停车后的间隔距离可以做到30米左右，完全可以实现90秒的行车间隔。
准点、舒适、节能、精确停车。在具备安全卫士的基础上，系统为每个列车还配备了“最优秀的调度员和司机”（列车自动驾驶系统，专业称ATO系统），“最优秀的调度员”可以根据运行时刻表及时调整列车的运行速度和时间，同时要求根据线路上的上下坡度灵活、节能地控制列车“油门和刹车”（对应专业术语“牵引与制动”），最终还要保证列车准点运行，误差要求在5秒以内；“最优秀的司机”根据调度员的时刻表和节能要求，不同地点、不同时间、不同车况给出对应的“油门和刹车”指令，实现列车的自动启动、自动巡航、自动定点停车，保证旅客的最大舒适度。一般情况下，旅客在车内可不用抓扶手。同时还能使几百吨的庞然大物每次在车站停车时精度误差不超过30厘米，并可实现与站台屏蔽门的同开同关。
探索“政、产、学、研、用”自主创新模式
唐涛说，亦庄线完全自主创新的CBTC工程历经了近十年的艰苦攻关，采用了“政、产、学、研、用”的模式。北京市从2004年开始就响应国家自主创新战略，紧盯国际上刚刚发展的CBTC系统技术，集中了全国行业单位与专家的优势力量，连续三期支持该项目的滚动，每期不同主体单位牵头，经历了基础理论研究、核心技术攻关、实验室仿真演算、非运营线路试验、运营线路测试、大规模的中试，各项性能指标均达到国际领先水平，以及通过国际独立第三方最高安全等级SIL4的产品安全认证，才终于在亦庄线上示范应用。
亦庄线信号系统示范工程完成了既定目标：突破了CBTC核心技术瓶颈、具有完全自主知识产权、达到国际领先水平，实现了移动闭塞，满足客流不断增长的需要；提升了我国包括建设、运营、设计、监理、供应商、施工、安全认证等方面的专业技术与管理能力；探索了一条进行核心技术研发、中试、示范工程与产业化的途径；形成了“中国创造”的自主创新产业，为国内轨道交通提供完全自主、性能先进、安全可靠的列车自动控制系统技术与装备。
打通了“首台套”政策与国家招标法结合的通道。北京市轨道交通建设管理有限公司作为示范工程重大专项的承担单位，又是受北京市政府委托的轨道交通工程建设管理单位，一方面要按照国家招投标法进行所有工程机电设备的国际采购，另一方面又要将这个没有任何应用业绩、受首台套政策支持的核心技术嫁接在实际工程中。目前国家在如何实施首台套政策还没有成熟的办法，本项目是北京市轨道交通第一个享受该政策的。在这样的情况下，亦庄线CBTC示范工程创造性采取一系列方式与方法，打通了法律与政策互相融合的通道。
搭建最小系统平台减少现场调试时间。针对列车运行控制系统是一个复杂协同的事件驱动系统，需要基于列控系统分布式仿真的时间管理、事件调度、数据交换机制等关键技术，以及基于中间件技术实现真实子系统与仿真模型的互联，构建了“硬件最小化、功能最大化”的最小系统，实现灵活的虚实互换和虚实互控，完成设计、研发、工程实施、系统升级等不同阶段的系统特定功能及全功能验证，大大降低了每个阶段的风险，对于一个工程项目来说，大大减少了在现场调试与测试的时间。
建立首席专家与实施专家的全程咨询与决策机制。亦庄线CBTC系统示范工程是一个典型的“政、产、学、研、用”结合的典型案例。为保证示范工程的顺利实施，成立了专门的核心技术与示范工程实施课题组，老中青结合，主要成员均主持或参加过相关领域课题的研究，对国内外信号系统核心技术与标准的现状和发展趋势全面了解，具有丰富的科研、设计、建设、运营和实践经验和扎实的理论基础和丰富的现场知识。在项目主持单位北京市交通委的组织协调下，建立了固定的联络与例会制度，设立项目技术首席专家和示范工程首席专家制度。