新建高鐵信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試典型問題分析及對策

史柏生 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司科研所

李 強(qiáng) 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司科信部

李 礫 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京電務(wù)段

王先帥 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司電務(wù)部

高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的基本要求、測試內(nèi)容、測試方法和測試流程，嚴(yán)格執(zhí)行鐵路總公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)QCR472-2015《高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》，并根據(jù)工程項(xiàng)目信號(hào)系統(tǒng)的具體情況編制。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)新建高鐵信號(hào)聯(lián)鎖和列控設(shè)備質(zhì)量以及與既有車載設(shè)備的兼容性，確保新建高鐵工程安全優(yōu)質(zhì)開通運(yùn)行，信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試在測試內(nèi)容、方法和流程等方面都沒有彈性，每個(gè)聯(lián)調(diào)聯(lián)試項(xiàng)目中用于信號(hào)系統(tǒng)測試的時(shí)間及工作量，一般都在總試驗(yàn)時(shí)間和工作量的三分之二以上，如果是復(fù)雜樞紐地區(qū)，其占比則更大。

近年來，上海局集團(tuán)公司管內(nèi)先后開展了衢九、淮蕭聯(lián)絡(luò)線、杭州南站剩余工程、徐州東動(dòng)車所、連鹽鐵路、杭黃高鐵等新建高鐵工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。匯總其中信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)現(xiàn)的典型問題，主要有應(yīng)答器編碼制式與車載不兼容及應(yīng)答器位置安裝錯(cuò)誤、軌道電路電容失效、車載ATP接收軌道電路碼序延遲、列控?cái)?shù)據(jù)誤差等，相關(guān)問題均已在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段完成整改，也通過了試驗(yàn)復(fù)測。本文旨在深入分析產(chǎn)生這些問題的根源，提出需要重點(diǎn)把握的關(guān)鍵及可以進(jìn)一步采取的措施，優(yōu)化聯(lián)調(diào)聯(lián)試的相關(guān)管理制度，供新建高鐵動(dòng)態(tài)驗(yàn)收期間更加安全、高效、有序地開展信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試借鑒。

1 信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)現(xiàn)問題的基本情況

信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的任務(wù)，是檢驗(yàn)軌旁信號(hào)設(shè)備狀態(tài)是否正常，信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)功能和與信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)的接口關(guān)系是否準(zhǔn)確及兼容，從而驗(yàn)證高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的功能性、安全性、可用性。其主要內(nèi)容包括：軌旁信號(hào)設(shè)備狀態(tài)測試（應(yīng)答器、軌道電路、補(bǔ)償電容等）、列控系統(tǒng)功能測試（CTCS-2級(jí)、CTCS-3級(jí)）、新線列控系統(tǒng)與既有系統(tǒng)互聯(lián)互通測試、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口測試、CTC接口測試、車載設(shè)備的兼容性測試等。

信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試貫穿整個(gè)新建高鐵動(dòng)態(tài)驗(yàn)收階段，自檢測列車上線開始，信號(hào)專業(yè)的動(dòng)態(tài)測試工作就正式展開，直至動(dòng)態(tài)驗(yàn)收評(píng)審后完成。其中：問題暴露最為突出的階段，是在集成商開始ITC測試至車載設(shè)備的兼容性測試階段；發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的問題，主要有應(yīng)答器安裝位置有誤、軌道電路電容位置不準(zhǔn)確、車載ATP接收軌道電路碼序延遲（即分路不良）、列控?cái)?shù)據(jù)不準(zhǔn)確等幾方面。近年來上海局集團(tuán)公司管內(nèi)開通的衢九線等6條高鐵，從檢測列車上線到信號(hào)聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束，發(fā)現(xiàn)的各類問題數(shù)量及其分布情況如圖1。

圖1 聯(lián)調(diào)聯(lián)試信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測問題統(tǒng)計(jì)

圖1 的數(shù)據(jù)反映了不同類型問題所占的比重。其中：應(yīng)答器類問題為22.83%，電容類問題為45.96%，列控?cái)?shù)據(jù)誤差問題為4.92%，軌道電路類問題為15.88%。上述四類問題占整個(gè)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段信號(hào)專業(yè)問題總數(shù)的83.22%。

上海局集團(tuán)公司在新建高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試的動(dòng)車組逐級(jí)提速試驗(yàn)階段，就通過加強(qiáng)檢測列車的電務(wù)檢測車數(shù)據(jù)，以及綜合檢測列車尾部休眠模式下車載數(shù)據(jù)的分析，提前發(fā)現(xiàn)并處置諸如應(yīng)答器安裝、軌道電路等方面的問題，使得信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測階段發(fā)現(xiàn)的問題數(shù)量大幅減少。衢九線等6條高鐵在鐵科院開始信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測后發(fā)現(xiàn)問題的數(shù)量及其分布情況見圖2。

圖2的數(shù)據(jù)說明，由鐵科院在動(dòng)態(tài)檢測中發(fā)現(xiàn)并列入問題庫的問題數(shù)量，與信號(hào)專業(yè)在整個(gè)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段的問題總數(shù)相比，下降了77.1%。其中：電容類問題降幅100%，應(yīng)答器類問題降幅59.1%，列控?cái)?shù)據(jù)誤差問題降幅42.86%，軌道電路類問題降幅65.91%。提前發(fā)現(xiàn)并整改問題，可有效減少鐵科院信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測發(fā)現(xiàn)問題后安排列控軟件修改、測試及動(dòng)態(tài)復(fù)測的工作量，大幅降低對聯(lián)調(diào)聯(lián)試整體工作進(jìn)度的影響。

圖2 鐵科院信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測問題統(tǒng)計(jì)

2 信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)現(xiàn)問題的深度分析

2.1 對列控?cái)?shù)據(jù)的提報(bào)復(fù)核把關(guān)不嚴(yán)

列控?cái)?shù)據(jù)是列控系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，是保障列車運(yùn)行安全的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，主要由列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、列控工程數(shù)據(jù)表、列控配置數(shù)據(jù)（含報(bào)文）等組成。囊括了工務(wù)、電務(wù)、供電等相關(guān)專業(yè)。

在實(shí)際工程施工及聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，發(fā)現(xiàn)列控?cái)?shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題相對比較多。如2017年淮蕭聯(lián)絡(luò)線聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，發(fā)現(xiàn)集團(tuán)公司公布的LKJ數(shù)據(jù)與工程驗(yàn)收的列控?cái)?shù)據(jù)不一致，以及分相區(qū)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。發(fā)生該問題的原因，是施工單位提報(bào)的LKJ數(shù)據(jù)與列控?cái)?shù)據(jù)不一致，建設(shè)單位未按列控?cái)?shù)據(jù)管理流程組織審核，設(shè)備管理單位復(fù)核把關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致廠家以錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)編制了軟件。

2.2 對涉及信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系的數(shù)據(jù)配置試驗(yàn)不足

在信號(hào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測階段，通過車載驗(yàn)證信號(hào)車地間全系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)系的準(zhǔn)確性是一項(xiàng)重要的工作，其目的一是確保車載顯示的行車許可與地面實(shí)際信號(hào)顯示相一致；二是確保地面各信號(hào)子系統(tǒng)間聯(lián)鎖關(guān)系準(zhǔn)確無誤。這也是聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作中最重要的一環(huán)。

但是在實(shí)際工作中，現(xiàn)有的聯(lián)鎖試驗(yàn)方法對數(shù)據(jù)配置的驗(yàn)證，深度認(rèn)知還存在不足。如金華南9.13車載MA與地面信號(hào)顯示不一致的問題；淮蕭聯(lián)絡(luò)線岱河站列控中心軟件問題導(dǎo)致有源應(yīng)答器未能正常發(fā)送限速信息，導(dǎo)致列車限速45 km/h運(yùn)行問題等，都表現(xiàn)出在聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)對復(fù)雜場景的預(yù)判還不夠深入。

2.3 對特殊試驗(yàn)場景的預(yù)判不足

信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試中可能還會(huì)遇到一些特殊的試驗(yàn)場景，主要集中在動(dòng)車所、高普混合的車站、多站場樞紐車站等地方。比如金溫線的金華南線路所為高普混合車站，由于對特殊試驗(yàn)場景的預(yù)判性不足，發(fā)生了9.13事故；徐州東動(dòng)車所洗車線股道分割信號(hào)機(jī)顯示車載與地面不一致，就是沒有預(yù)判到動(dòng)車組運(yùn)營場景的特殊性，編制的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)大綱對試驗(yàn)特殊場景案例的考慮不夠全面。

2.4 場景試驗(yàn)與工程進(jìn)度不匹配

在編制測試序列時(shí)，由于對工程進(jìn)度的了解程度不足，測試序列的試驗(yàn)場景與工程進(jìn)度不相匹配，從而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。

如淮蕭聯(lián)絡(luò)線CTC與TSRS接口數(shù)據(jù)問題，京滬高一臺(tái)與淮北臺(tái)跨岱河站XP、XPF限速，京滬高一臺(tái)下達(dá)限速成功，站場圖上無限速黃光帶顯示。其原因?yàn)镃TC中心京滬高一臺(tái)CTC與TSRS接口服務(wù)器中配置岱河站數(shù)據(jù)的施工未進(jìn)行，導(dǎo)致京滬高鐵一臺(tái)無法正常顯示岱河站限速黃光帶。經(jīng)修改CTC中心京滬高一臺(tái)CTC與TSRS接口服務(wù)器數(shù)據(jù)，施工完成后復(fù)測正常。

2.5 工程進(jìn)度滯后于試驗(yàn)總體計(jì)劃

在聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作即將進(jìn)入信號(hào)系統(tǒng)試驗(yàn)階段時(shí)，因受各方面因素影響或條件限制，部分車站的列控軟件換裝工作未完成，需安排一定數(shù)量的施工天窗用于現(xiàn)場掛聯(lián)試驗(yàn)，聯(lián)調(diào)聯(lián)試和工程施工的矛盾突出，出現(xiàn)試驗(yàn)停輪等待或不得已安排分段試驗(yàn)的情況。

如連鹽鐵路連云港站，作為高普混合車站在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間其站內(nèi)股道同時(shí)運(yùn)行既有隴海線客貨列車，且既有上下行線的施工天窗不在同一時(shí)段，在列控軟件換裝施工期間還需安排2個(gè)站臺(tái)的雨棚施工、5股道的線路及接觸網(wǎng)掛網(wǎng)施工等作業(yè)內(nèi)容，既有列車運(yùn)行、試驗(yàn)列車開行及工程施工安排的矛盾相當(dāng)突出。涉及既有普速、既有高鐵的車站，聯(lián)鎖、列控方案穩(wěn)定往往比較晚，極易制約信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作的開展。

而連鹽鐵路的贛榆北站，是兩個(gè)鐵路局集團(tuán)公司的分界站，又是四電工程兩個(gè)建設(shè)單位的分界站，由于青連鐵路、連鹽鐵路的建設(shè)工期不同步且前期溝通不夠，其列控軟件及數(shù)據(jù)網(wǎng)等通信工程施工也對本線信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試產(chǎn)生了影響，聯(lián)調(diào)聯(lián)試現(xiàn)場指揮部通過優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)組織方案予以解決。

3 有效開展信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的思考

3.1 加強(qiáng)信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試大綱的編制與審核

信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試屬于典型的黑盒測試，按照黑盒測試?yán)碚摰囊?，?lián)調(diào)聯(lián)試過程中應(yīng)盡量安排詳盡的測試案例，測試案例應(yīng)盡可能覆蓋所有的功能需求、邊界條件、特殊應(yīng)用等。

因此，在信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試前期，確定測試案例、設(shè)計(jì)測試場景、編制測試序列的過程非常重要，鐵路局集團(tuán)公司專業(yè)部門參與聯(lián)調(diào)聯(lián)試測試人員必須充分掌握各條新建線路信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)資料，熟悉相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、分相位置、線路坡道等，了解前期其他線路的測試和運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，有的放矢地做好動(dòng)態(tài)測試大綱和測試案例的審核。

3.2 有效配合站后信號(hào)工程施工

3.2.1 嚴(yán)格信號(hào)施工的工藝要求

設(shè)備管理單位應(yīng)嚴(yán)格按照信號(hào)施工工藝要求，與施工單位一起研究高鐵信號(hào)設(shè)備安裝標(biāo)準(zhǔn)及施工工序，結(jié)合技規(guī)、維規(guī)、施規(guī)和設(shè)備安裝說明書等技術(shù)資料，共同確定信號(hào)施工工藝，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備安裝、所有施工工藝都有標(biāo)準(zhǔn)可循。確保靜態(tài)驗(yàn)收階段信號(hào)設(shè)備安裝機(jī)械特性符合要求，電氣特性達(dá)標(biāo)，聯(lián)鎖關(guān)系準(zhǔn)確，為有效開展聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間信號(hào)動(dòng)態(tài)測試工作做好充分準(zhǔn)備。

3.2.2 嚴(yán)格發(fā)現(xiàn)問題的閉環(huán)管理

施工配合中的重點(diǎn)工作是問題排查與整治。在配合過程中發(fā)現(xiàn)的所有問題均應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行閉環(huán)管理，所有問題做好記錄，問題克服后及時(shí)進(jìn)行銷號(hào)，疑難問題會(huì)同建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位共同商討解決方案。

3.3 加強(qiáng)列控?cái)?shù)據(jù)的提報(bào)復(fù)核與管理

3.3.1 規(guī)范執(zhí)行LKJ及列控?cái)?shù)據(jù)提報(bào)流程

目前，針對列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及LKJ數(shù)據(jù)管理，鐵路局集團(tuán)公司業(yè)務(wù)主管部門都制定了相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理辦法，規(guī)定了新建線路列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提交、匯總和發(fā)布的流程。建設(shè)單位是新建線路列控?cái)?shù)據(jù)實(shí)施的主體，負(fù)責(zé)組織施工、設(shè)計(jì)等單位進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、核對。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)建設(shè)單位組織施工、設(shè)計(jì)單位共同編制、審核列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及說明，審核后報(bào)設(shè)備管理單位，設(shè)備管理單位審核正確后報(bào)鐵路局集團(tuán)公司各業(yè)務(wù)主管部門審核。各部門在進(jìn)行數(shù)據(jù)提報(bào)及審核時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照流程進(jìn)行，加強(qiáng)審核環(huán)節(jié)的把控，落實(shí)數(shù)據(jù)核對責(zé)任人及審核人，確保列控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

3.3.2 加強(qiáng)列控?cái)?shù)據(jù)的管理核對工作

針對工程線路的列控報(bào)文數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)表的管理，要建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)版本管理制度，確保使用、歸檔數(shù)據(jù)版本的一致性。建立列控工程數(shù)據(jù)表版本號(hào)動(dòng)態(tài)管理臺(tái)賬，確保線上運(yùn)用的數(shù)據(jù)與鐵路局集團(tuán)公司公布的基礎(chǔ)線路數(shù)據(jù)資料相符。接收到設(shè)計(jì)提供的最新數(shù)據(jù)后，要加強(qiáng)對列控?cái)?shù)據(jù)的復(fù)核，重點(diǎn)抓住列控里程體系的電力分相區(qū)、起終點(diǎn)位置、線路允許速度、長短鏈等直接影響安全的數(shù)據(jù)關(guān)鍵項(xiàng)目，組織強(qiáng)有力的技術(shù)力量進(jìn)行專門核對。

3.3.3 抓住列控?cái)?shù)據(jù)管理的關(guān)鍵項(xiàng)

一是列控系統(tǒng)的聯(lián)鎖關(guān)系必須絕對正確，建立全程全網(wǎng)試驗(yàn)方法，除常規(guī)試驗(yàn)外，對聯(lián)鎖設(shè)備接口試驗(yàn)、左右網(wǎng)冗余、設(shè)備間轉(zhuǎn)換試驗(yàn)、設(shè)備故障所對應(yīng)的報(bào)警重點(diǎn)試驗(yàn)，確保不遺漏隱患。二是列控、LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須精細(xì)準(zhǔn)確，結(jié)合國鐵集團(tuán)批復(fù)里程、工務(wù)里程、供電分相里程、LKJ進(jìn)出站里程，建設(shè)單位應(yīng)督促施工單位一米不漏全線測量，并及時(shí)與設(shè)計(jì)反饋確認(rèn)，確保列控報(bào)文源頭嚴(yán)密無誤。三是功能試驗(yàn)必須全面徹底，設(shè)備管理單位要反復(fù)分析核對報(bào)文，確保頂棚速度與國鐵集團(tuán)批復(fù)速度嚴(yán)格一致，并針對限速服務(wù)器、RBC交界口以及有源應(yīng)答器管轄結(jié)合部，特別是調(diào)度臺(tái)分界口限速范圍等做重點(diǎn)試驗(yàn)。

3.4 及時(shí)有效整改試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題

在試驗(yàn)過程中檢測發(fā)現(xiàn)問題在所難免，關(guān)鍵是問題發(fā)現(xiàn)后要及時(shí)采取解決措施，做到解決有方案、落實(shí)有專人、銷號(hào)有跟蹤、補(bǔ)測有機(jī)制，對試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題做到快速消化，防止影響到聯(lián)調(diào)聯(lián)試整體進(jìn)度。對于一時(shí)不能解決的問題，及時(shí)向聯(lián)試聯(lián)試現(xiàn)場指揮部報(bào)告，適當(dāng)調(diào)整試驗(yàn)方案。同時(shí)邀請?jiān)O(shè)計(jì)部門、施工部門、集成測試部門及設(shè)備管理單位等專家技術(shù)人員，討論試驗(yàn)問題，制定解決方案，做到試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)整改。

3.5 擅于總結(jié)、勇于創(chuàng)新

3.5.1 建立典型案例庫

梳理匯總?cè)犯鳁l新建高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間信號(hào)測試發(fā)現(xiàn)的共性問題，建立典型案例庫，可有效指導(dǎo)信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作。對于一些典型問題或慣性問題，比如不同型號(hào)ATP車載設(shè)備不同邏輯問題等重點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，并做好專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，提高聯(lián)調(diào)聯(lián)試效率。

3.5.2 抓好突破和創(chuàng)新

一是在相關(guān)條件相對成熟的情況下，可研究選用適當(dāng)?shù)男熊嚻脚_(tái)安裝C2、C3級(jí)列控車載ATP設(shè)備，提前介入信號(hào)驗(yàn)收試驗(yàn)，提前發(fā)現(xiàn)問題，減小對聯(lián)調(diào)聯(lián)試的干擾；二是研究聯(lián)調(diào)聯(lián)試開始前的軌道電路分路不良處置方案，采取一些現(xiàn)場能夠?qū)嵤┑姆椒ǎ缧盘?hào)試驗(yàn)前利用確認(rèn)列車或檢測列車進(jìn)行碾壓，減少信號(hào)聯(lián)調(diào)聯(lián)試動(dòng)車組因軌道電路分路不良問題導(dǎo)致非正常制動(dòng)。