城市軌道交通工程信號(hào)系統(tǒng)集成及監(jiān)理項(xiàng)目簡(jiǎn)析

王 黎

（鐵科院（北京）工程咨詢有限公司，北京100081）

城市軌道交通工程信號(hào)系統(tǒng)集成及監(jiān)理項(xiàng)目簡(jiǎn)析

王 黎

（鐵科院（北京）工程咨詢有限公司，北京100081）

闡述城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)集成及監(jiān)理工作要點(diǎn)，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況分析信號(hào)系統(tǒng)工程實(shí)施的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為今后城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)集成及監(jiān)理工作開(kāi)展提供參考。

城市軌道交通；信號(hào)系統(tǒng)；集成；監(jiān)理

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是保證列車(chē)運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮和列車(chē)運(yùn)行現(xiàn)代化，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備。信號(hào)系統(tǒng)工程的順利實(shí)施，直接影響整個(gè)城市軌道交通工程的順利開(kāi)通和安全高效運(yùn)營(yíng)。集成及監(jiān)理服務(wù)單位作為信號(hào)系統(tǒng)工程的重要參建方，在工程的實(shí)施工程中起著舉足輕重的作用，同時(shí)因?yàn)樾盘?hào)系統(tǒng)高可靠、高安全、高自動(dòng)化的特點(diǎn)，也對(duì)集成及監(jiān)理服務(wù)單位在技術(shù)層面提出了更高的要求。本文對(duì)無(wú)錫軌道交通2號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)集成及監(jiān)理項(xiàng)目信號(hào)系統(tǒng)工程執(zhí)行過(guò)程中的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1 項(xiàng)目概況及信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 項(xiàng)目概況

無(wú)錫軌道交通2號(hào)線為東西向交通骨干線，西起濱湖區(qū)青龍山南側(cè)錫宜公路的梅園，東至安鎮(zhèn)西站，線路全長(zhǎng)26.60 km，其中高架全長(zhǎng)6.55 km，全線設(shè)車(chē)站22座，其中高架站4座，地下站18座。線路連接中心城和東西部的城市重要地區(qū)，貫穿城市最重要的交通和商業(yè)發(fā)展軸，溝通了高鐵無(wú)錫東站、安鎮(zhèn)汽車(chē)西站與中心城區(qū)的聯(lián)系。

在該線的建設(shè)中，信號(hào)系統(tǒng)集成管理工作包括以下內(nèi)容：系統(tǒng)技術(shù)支持、設(shè)備招標(biāo)、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、生產(chǎn)監(jiān)造、工廠試驗(yàn)（樣機(jī)試驗(yàn)、內(nèi)/外部接口試驗(yàn)、測(cè)試、驗(yàn)收）、供貨管理、安裝管理、完工測(cè)試（單機(jī)測(cè)試、系統(tǒng)調(diào)試、144 h 系統(tǒng)連續(xù)試驗(yàn)）、綜合聯(lián)調(diào)、試運(yùn)行、預(yù)驗(yàn)收、系統(tǒng)移交（竣工圖、移交清單）、運(yùn)行臨管、試運(yùn)營(yíng)、竣工驗(yàn)收、質(zhì)保管理、圖紙和文件管理及合同管理等弱電系統(tǒng)設(shè)備集成服務(wù)和管理工作。信號(hào)系統(tǒng)安裝監(jiān)理范圍包括信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的安裝、調(diào)試、綜合聯(lián)調(diào)、竣工驗(yàn)收、試運(yùn)行、質(zhì)保期等階段的監(jiān)理服務(wù)。

1.2 信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)一般由列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)和車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)信號(hào)控制系統(tǒng)兩大部分組成。

無(wú)錫2號(hào)線列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)采用卡斯柯信號(hào)公司的Urbalis888系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于通信的列車(chē)控制（CBTC）系統(tǒng)，采用移動(dòng)閉塞原理，由列車(chē)超速防護(hù)/列車(chē)自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)（ATP/ATO）、聯(lián)鎖子系統(tǒng)（CI）、列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（DCS）和集中監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（MSS）等構(gòu)成，并具有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)降級(jí)的后備功能。各子系統(tǒng)均采用模塊化設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)接口之間實(shí)現(xiàn)匹配，使系統(tǒng)在可靠性、安全性、可用性、可維護(hù)性、行車(chē)間隔、停車(chē)精度以及可擴(kuò)展性能等方面都達(dá)到具體工程所要求的性能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其中包括中央 ATS（CATS）、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）、車(chē)站 ATS（LAST）、區(qū)域控制器（ZC）、計(jì)軸（AC）、車(chē)載控制器（CC）、發(fā)車(chē)指示器（TDT）、診斷和維護(hù)子系統(tǒng)（SDM）、綜合后備盤(pán)（IBP）、軌旁電子單元（LEU）、ATS 現(xiàn)地工作站（ATS_WS）、線路控制器（LC）、線路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元（DSU）、無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)（AP）、屏蔽門(mén)（PSD）、重定位信標(biāo)（RB）和轉(zhuǎn)轍機(jī)（PM）。

圖1 無(wú)錫2號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）ATP/ATO 子系統(tǒng)是1套綜合的系統(tǒng)，ATP 系統(tǒng)達(dá)到SIL4安全標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，主要實(shí)現(xiàn)如下功能：獲得最佳行車(chē)間隔，確保乘坐舒適度，精確停車(chē)，連續(xù)地列車(chē)監(jiān)控，軌道占用檢測(cè)，列車(chē)定位，牽引制動(dòng)控制，開(kāi)關(guān)門(mén)授權(quán)，自動(dòng)駕駛等。

（2）CI 子系統(tǒng)是基于通常冗余結(jié)構(gòu)（2乘2取2）的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，增加了獨(dú)立的“故障-安全”檢查的 CPU。它采用數(shù)字集成安全保證邏輯（NISAL）專(zhuān)利技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)冗余和并行控制。

（3）ATS 子系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它實(shí)時(shí)采集和處理來(lái)自軌旁、車(chē)站和車(chē)載設(shè)備的信息。ATS 系統(tǒng)由控制中心、車(chē)站、車(chē)場(chǎng)以及車(chē)載設(shè)備組成，ATS 系統(tǒng)在ATP 系統(tǒng)的支持下完成對(duì)列車(chē)運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控。

（4）集中監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)用于對(duì)信號(hào)設(shè)備運(yùn)行的工作狀態(tài)和主要電氣性能進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。當(dāng)設(shè)備的工作狀態(tài)異常或電氣性能偏離預(yù)定界限時(shí)及時(shí)報(bào)警。控制中心、車(chē)站的監(jiān)測(cè)功能由控制中心、車(chē)站設(shè)備完成，車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)另設(shè)1套微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備，完成車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備的監(jiān)測(cè)功能。

（5）數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)用來(lái)傳輸大流量信號(hào)數(shù)據(jù)和其他外部信息，分為地-地通信和車(chē)-地?zé)o線通信，為整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的信息傳輸提供通道。

車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)聯(lián)鎖系統(tǒng)是保證車(chē)輛段內(nèi)接發(fā)列車(chē)作業(yè)安全，提高接發(fā)列車(chē)效率的信號(hào)設(shè)備，無(wú)錫2號(hào)線車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用卡斯柯信號(hào)有限公司提供的ILOCK 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2 集成管理模式及重難點(diǎn)工作

2.1 集成管理模式

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況及各參建單位的相關(guān)組織關(guān)系，制訂了如圖3的管理模式。

2.2 集成管理重難點(diǎn)

2.2.1 設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)及接口談判

設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)是系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)規(guī)格和項(xiàng)目管理文件最終成稿的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為最終形成施工設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┝嗣鞔_的技術(shù)資料。設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)的組織單位主要工作包括：前期的計(jì)劃制定；會(huì)前會(huì)后文件的收集；會(huì)議的主持，記錄并整理會(huì)議紀(jì)要；會(huì)后跟蹤設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)中相關(guān)開(kāi)口問(wèn)題的落實(shí)；設(shè)計(jì)資料的保存等。

在無(wú)錫2號(hào)線項(xiàng)目中，共召開(kāi)了4次信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，總計(jì)閉口問(wèn)題45項(xiàng)，形成的技術(shù)文件及資料包括：項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃1份、系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)22份、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)17份、最終閉口問(wèn)題45項(xiàng)。

信號(hào)系統(tǒng)與諸多系統(tǒng)都存在接口關(guān)系，所以，需要進(jìn)行談判的單位也比較多，如：與車(chē)輛、與無(wú)線通信、與屏蔽門(mén)、與 IBP 盤(pán)、與防淹門(mén)、與綜合監(jiān)控都存在接口。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，共簽署接口文件11份。其中信號(hào)系統(tǒng)與車(chē)輛的接口，是諸多接口關(guān)系中重要的接口，是影響系統(tǒng)聯(lián)調(diào)進(jìn)度的關(guān)鍵因素，更是影響列車(chē)自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)以及保證列車(chē)安全、可靠、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適運(yùn)營(yíng)的決定性因素。所以，信號(hào)系統(tǒng)與車(chē)輛的接口總共進(jìn)行了4次談判，最終形成接口文件。

圖2 無(wú)錫2號(hào)線車(chē)輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 項(xiàng)目管理模式圖

信號(hào)與車(chē)輛的主要技術(shù)接口如下。

（1）功能接口。在自動(dòng)駕駛（ATO）模式或者超速防護(hù)（ATP）防護(hù)下的人工駕駛模式，列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備控制列車(chē)運(yùn)行或完成折返作業(yè)以及車(chē)門(mén)安全開(kāi)閉功能。

（2）機(jī)械接口。信號(hào)車(chē)載設(shè)備安裝位置、安裝條件的確認(rèn)。

（3）電氣接口。電源及信號(hào)設(shè)備功耗、控制邏輯輸出、電氣連接、設(shè)備接地、車(chē)-地信息載頻、牽引/制動(dòng)特性、列車(chē)參數(shù)、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、列車(chē)管理系統(tǒng)通信協(xié)議的確認(rèn)。

（4）電磁兼容。電磁干擾指標(biāo)的確認(rèn)及驗(yàn)證。

2.2.2 工廠驗(yàn)收

按照設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)確定的廠驗(yàn)大綱及計(jì)劃，組織相關(guān)參建單位對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的 ATS 機(jī)柜、CI 機(jī)柜、MSS 機(jī)柜、SDH 通信機(jī)柜、轉(zhuǎn)轍機(jī)（S700K、ZDJ9）、電源系統(tǒng)、計(jì)軸系統(tǒng)、LED 信號(hào)機(jī)等進(jìn)行了工廠驗(yàn)收，并形成廠驗(yàn)報(bào)告10份。對(duì)通用機(jī)柜、波導(dǎo)管、信標(biāo)、交換機(jī)、國(guó)外部分設(shè)備等進(jìn)行了文檔檢查，形成檢查報(bào)告7份。對(duì)進(jìn)口電池，采取了平行檢驗(yàn)的方式，形成評(píng)估報(bào)告1份。在這個(gè)過(guò)程中，建立了質(zhì)量管控臺(tái)帳。

3 安裝監(jiān)理重難點(diǎn)

安裝監(jiān)理一般分為安裝準(zhǔn)備、安裝調(diào)試、驗(yàn)收、聯(lián)調(diào)4個(gè)階段。主要的監(jiān)理工作有：組織承包商、業(yè)主進(jìn)行施工圖紙會(huì)審；參加設(shè)計(jì)方向承包商進(jìn)行設(shè)計(jì)交底；審查承包商的施工組織設(shè)計(jì)方案；審核承包商的采購(gòu)清單，審查進(jìn)場(chǎng)材料與設(shè)備，審查進(jìn)場(chǎng)機(jī)具、施工設(shè)備、儀器儀表；審核土建施工和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，使承包商具備進(jìn)場(chǎng)條件；參加設(shè)備到貨開(kāi)箱驗(yàn)收，監(jiān)控設(shè)備的二次搬運(yùn)；進(jìn)行各安裝工序的檢查驗(yàn)收，檢查施工日志、安裝施工技術(shù)記錄，開(kāi)箱檢查記錄；審查工程變更，嚴(yán)格控制工程費(fèi)用的變化；負(fù)責(zé)隱蔽工程的檢查驗(yàn)收，工程變更，處理安全與質(zhì)量事故；組織單項(xiàng)設(shè)備和子系統(tǒng)的調(diào)試、竣工初步驗(yàn)收，參加竣工驗(yàn)收。

監(jiān)理在安裝調(diào)試階段的重點(diǎn)工作如下。

（1）由于無(wú)錫2號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)采用基于無(wú)線通信的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)，雖然軌旁無(wú)線通信設(shè)備與鋼軌沒(méi)有直接關(guān)系，為確保施工進(jìn)度按期完成，信號(hào)與軌道專(zhuān)業(yè)、供電專(zhuān)業(yè)可能展開(kāi)交叉施工，所以，需要合理安排各專(zhuān)業(yè)施工，保證信號(hào)及其他專(zhuān)業(yè)利用軌道運(yùn)輸線纜及敷設(shè)的要求，同時(shí)對(duì)各專(zhuān)業(yè)的成品保護(hù)要嚴(yán)格管理，防止軌旁信號(hào)設(shè)備安裝后被其他專(zhuān)業(yè)施工時(shí)損壞，造成業(yè)主經(jīng)濟(jì)上的損失。

（2）無(wú)錫2號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)移動(dòng)閉塞無(wú)線通信傳輸媒介使用波導(dǎo)管，其工程施工復(fù)雜，需要沿線鋪設(shè)波導(dǎo)管，同時(shí)需要解決好防水、熱脹冷縮等問(wèn)題。

（3）與土建、車(chē)站風(fēng)水電等專(zhuān)業(yè)接口較多，涉及施工單位多，監(jiān)理必須及早介入。施工前期要做好現(xiàn)場(chǎng)線纜路徑的調(diào)查，檢查土建預(yù)留預(yù)埋的孔洞、溝槽是否滿足線纜敷設(shè)要求。

（4）道岔是信號(hào)的控制對(duì)象，但它是由軌道工程施工的，道岔施工往往在細(xì)節(jié)上不考慮信號(hào)需求，不滿足信號(hào)安裝圖要求，為避免返工，監(jiān)理要及早前期介入，調(diào)查預(yù)留的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑尺寸是否滿足轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝要求，特別是基坑土建的防水質(zhì)量要保證轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝，確保道岔安裝裝置、轉(zhuǎn)轍裝置的預(yù)留尺寸滿足安裝的要求。

（5）協(xié)調(diào)做好設(shè)備與土建及其他設(shè)備專(zhuān)業(yè)間的接口工作，尤其是綜合管線的施工，交叉多，矛盾多，監(jiān)理必須及早介入。盡早協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)部門(mén)做好各專(zhuān)業(yè)線纜橋架、吊架、支架的合理設(shè)置，既要滿足線纜敷設(shè)要求，不發(fā)生線纜敷設(shè)擁擠、槽蓋蓋不上的狀況，又要防止安裝多余的支架造成浪費(fèi)。

（6）做好材料、構(gòu)配件、設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)及開(kāi)箱驗(yàn)收，不符合設(shè)計(jì)和合同要求的材料、構(gòu)配件及設(shè)備嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（7）對(duì)于信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌旁設(shè)備的安裝要滿足限界的要求，特別是應(yīng)答器、計(jì)軸器、AP 接入點(diǎn)設(shè)備安裝定位要準(zhǔn)確，保證無(wú)線車(chē)-地雙向通信傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

（8）做好安裝施工質(zhì)量過(guò)程控制，對(duì)每道關(guān)鍵工序、每個(gè)質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)都應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)理和認(rèn)真檢查，對(duì)于隱蔽工程的檢查也是信號(hào)系統(tǒng)施工的重點(diǎn)，特別是車(chē)輛段的主干電纜、支線電纜、電纜過(guò)軌防護(hù)等，嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，監(jiān)理未檢查前嚴(yán)禁進(jìn)行隱蔽。

（9）列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)備安裝后的功能試驗(yàn)、檢驗(yàn)是很重要的，如室內(nèi)外一致性試驗(yàn)、系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的調(diào)試、各子系統(tǒng)之間接口的調(diào)試、信號(hào)系統(tǒng)與其他各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的接口調(diào)試、系統(tǒng)動(dòng)車(chē)調(diào)試、多列車(chē)動(dòng)車(chē)調(diào)試等。

4 結(jié)論

雖然城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)集成服務(wù)和安裝監(jiān)理是項(xiàng)目執(zhí)行的2個(gè)部分，但是它們密不可分，互為交叉。安裝階段的監(jiān)理工作，離不開(kāi)集成前期階段工作的技術(shù)支持，集成服務(wù)階段的工作更是為安裝順利實(shí)施服務(wù)的，所以，作為集成及監(jiān)理服務(wù)的提供方，其專(zhuān)業(yè)服務(wù)人員不僅要熟悉信號(hào)系統(tǒng)安裝階段的各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、程序，同時(shí)也要加強(qiáng)自身集成服務(wù)的技術(shù)水平，這樣才能更好地為城市軌道交通工程建設(shè)服務(wù)。

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責(zé)任編輯 冒一平

Analysis of Signal System Integration and Supervision Project of Transit

Wang Li

This paper introduces the main points of urban rail transit signal system integration and supervision, makes analysis on the emphasis and difficulties of signal system project implementation through the project, providing reference for urban rail transit signal system integration and supervision work.

urban rail transit, signal system, integration, supervision

U231.7

2016-04-06

王黎（1983—），男，工程師