鐵路“四電”系統(tǒng)集成模式在甕馬鐵路建設(shè)中的應(yīng)用探索

吳選強(qiáng)

（中鐵二十局集團(tuán)電氣化工程有限公司，陜西 西安 710119）

1 應(yīng)用“四電”集成模式的必要性分析

甕馬鐵路一期工程位于貴州省黔南州福泉市和甕安縣境內(nèi)，西鄰川黔鐵路、南鄰滬昆鐵路。接軌位置位于福泉市馬場(chǎng)坪鎮(zhèn)的姜家坪車(chē)站。二期工程由甕馬鐵路一期兩端分別向南北兩個(gè)方向延伸，北延伸線(xiàn)由甕安站引出至遵義端，接入既有川黔鐵路閣老壩站；南延伸線(xiàn)由姜場(chǎng)坪站向南引出，進(jìn)入黔南州都勻市，與黔桂線(xiàn)新都勻站接軌。甕馬鐵路建成后，正線(xiàn)全長(zhǎng)202.87km。

甕馬鐵路被貴州省列為重點(diǎn)工程，全線(xiàn)建成對(duì)完善貴州省鐵路網(wǎng)，增強(qiáng)甕馬鐵路與既有川黔、滬昆、黔桂鐵路的聯(lián)系，促進(jìn)沿線(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)同發(fā)展具有重要意義。

甕馬鐵路是全國(guó)路網(wǎng)首條采用“PPP模式+自建自營(yíng)”的地方資源型鐵路，建設(shè)方的主要關(guān)注的重點(diǎn)是項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)適度超前，工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，建設(shè)周期縮短等因素。因此，為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)方的這一理念，就站后“四電”工程而言，選擇合適的建設(shè)模式至關(guān)重要。

甕馬鐵路“四電”系統(tǒng)工程涉及專(zhuān)業(yè)眾多、技術(shù)復(fù)雜，“四電”專(zhuān)業(yè)相互之間，與站前工程專(zhuān)業(yè)之間接口錯(cuò)綜復(fù)雜。所以更需要通過(guò)“四電”系統(tǒng)集成模式（即“四電”系統(tǒng)施工總承包）負(fù)責(zé)完成甕馬鐵路全線(xiàn)的通信、信號(hào)、電力、牽引供電的施工，材料、設(shè)備采購(gòu)、聯(lián)調(diào)聯(lián)試、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等工作。從而達(dá)到優(yōu)化資源、優(yōu)化功能、優(yōu)化接口和優(yōu)化管理的目的，達(dá)到建設(shè)方目標(biāo)要求。

2 “四電”集成系統(tǒng)模式特點(diǎn)分析

“四電”系統(tǒng)集成是近年來(lái)電氣化鐵路建設(shè)過(guò)程中采用的新的模式，它能保證鐵路項(xiàng)目站后“四電”工程在總體上縱向持續(xù)深化、橫向不斷整合的基礎(chǔ)上，為業(yè)主提供一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匹配、技術(shù)接口完整、技術(shù)裝備合理、工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)的解決方案。

甕馬鐵路采用“四電”系統(tǒng)集成模式，由系統(tǒng)集成商（施工總承包單位）為“四電”系統(tǒng)的建設(shè)提供完整、系統(tǒng)的解決方案和全方位服務(wù)。通過(guò)“四電”集成模式的集成與創(chuàng)新，將通信、信號(hào)、電力、電力牽引4個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備采購(gòu)、聯(lián)調(diào)聯(lián)試、運(yùn)營(yíng)維護(hù)各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)“同平臺(tái)管理”，充分發(fā)揮資源共享，最大限度降低工程造價(jià)，全面推行甕馬鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，打造優(yōu)質(zhì)工程，高標(biāo)準(zhǔn)、高效率完成甕馬鐵路工程的建設(shè)任務(wù)。

3 “四電”系統(tǒng)集成的范圍

“四電”系統(tǒng)集成的范圍包括通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和電力供電系統(tǒng)四大部分。甕馬鐵路建設(shè)將運(yùn)用“四電”集成模式，從設(shè)計(jì)、物資采購(gòu)供應(yīng)、安裝、聯(lián)調(diào)聯(lián)試、直到開(kāi)通后運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全過(guò)程。

4 “四電”集成系統(tǒng)的構(gòu)成

4.1 通信系統(tǒng)集成

通信系統(tǒng)包括傳輸接入系統(tǒng)、GSM-R專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)、調(diào)度語(yǔ)音系統(tǒng)、電視電話(huà)會(huì)議系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)采用GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信制式，滿(mǎn)足列車(chē)移動(dòng)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼Ｊ褂谩?/p>

傳輸和接入系統(tǒng)采用SDH制式，包括各個(gè)車(chē)站、運(yùn)營(yíng)公司、機(jī)務(wù)車(chē)間、調(diào)度中心、基站。

4.2 信號(hào)系統(tǒng)集成

信號(hào)系統(tǒng)由CTC系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、信號(hào)集中監(jiān)控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)組成。

包含以下主要設(shè)備：

（1）鐵科院全電子微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備。

（2）軌道空閑檢測(cè)設(shè)備ZPW-2000A軌道電路設(shè)備。

（3）軌道空閑檢測(cè)設(shè)備25HZ軌道電路設(shè)備。

（4）CTC協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)。

（5）信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。

（6）信號(hào)電源子系統(tǒng)。

（7）計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞系統(tǒng)。

信號(hào)系統(tǒng)是為了確保列車(chē)運(yùn)行安全而設(shè)置，聯(lián)鎖裝置用來(lái)確保列車(chē)有序運(yùn)行，CTC系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)使之與調(diào)度中心和各站的車(chē)站控制終端進(jìn)行連接，共享圖表數(shù)據(jù)。

4.3 牽引供電系統(tǒng)集成

牽引供電系統(tǒng)集成包括牽引供電子系統(tǒng)、牽引變電子系統(tǒng)、接觸網(wǎng)子系統(tǒng)、SCADA子系統(tǒng)。

牽引變電子系統(tǒng)的作用是將來(lái)自外網(wǎng)的110kV高壓電通過(guò)牽引變電所，轉(zhuǎn)變成符合電力牽引機(jī)車(chē)所需要的27.5kV電壓，通過(guò)供電線(xiàn)路輸送到接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)；再通過(guò)牽引機(jī)車(chē)車(chē)輛受電弓受電，使?fàn)恳龣C(jī)車(chē)車(chē)輛安全、可靠、不間斷地運(yùn)行。

4.4 電力供電系統(tǒng)集成

電力供電系統(tǒng)集成主要由沿線(xiàn)變配電所、電力線(xiàn)路及相應(yīng)的供配電設(shè)施、電力遠(yuǎn)動(dòng)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)組成。包括電力線(xiàn)路、電源設(shè)備、室外照明、動(dòng)力配線(xiàn)、電氣設(shè)備防雷接地（含湘江特大橋防雷接地、橋梁航空障礙燈供電）、橋梁及隧道供電等工程。電力供電系統(tǒng)從地方電網(wǎng)接引貫通、自閉兩路10kV電源，通過(guò)變配電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成低壓向鐵路沿線(xiàn)的路內(nèi)生產(chǎn)生活建筑、通信、信號(hào)設(shè)備、站場(chǎng)動(dòng)力照明等設(shè)施供電。

從工作流程上劃分，由一個(gè)集成商用系統(tǒng)集成的模式完成以上4個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)備供貨、施工安裝、調(diào)試、集成試驗(yàn)、運(yùn)行試驗(yàn)、驗(yàn)收、技術(shù)服務(wù)、維護(hù)支持等全部工作。

5 “四電”集成系統(tǒng)對(duì)集成商的要求

鐵路工程投資規(guī)模大，“四電”專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)。在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、聯(lián)調(diào)聯(lián)試，來(lái)驗(yàn)證個(gè)專(zhuān)業(yè)間的相互關(guān)聯(lián)、約束，接口功能是否形成完善、協(xié)調(diào)。

（1）集成商將從制度、人員、組織機(jī)構(gòu)方面對(duì)已經(jīng)實(shí)施的各種土建設(shè)施的接口和各種系統(tǒng)間以及系統(tǒng)內(nèi)外部接口進(jìn)行統(tǒng)一管理。

（2）集成商將對(duì)承包的系統(tǒng)的實(shí)施和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供完全的技術(shù)支持，加強(qiáng)培訓(xùn)維護(hù)技術(shù)確保系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)。

（3）集成商在“四電”系統(tǒng)實(shí)施綜合聯(lián)調(diào)，確保系統(tǒng)功能、系統(tǒng)目標(biāo)的完全實(shí)現(xiàn)達(dá)到最優(yōu)。

6 系統(tǒng)接口的協(xié)調(diào)與管理

鐵路“四電”系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，涉及的學(xué)科包括機(jī)械、材料、電子、通信、信息、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)，又是一個(gè)需要各專(zhuān)業(yè)間相互配合、相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，各專(zhuān)業(yè)間也存在著相互關(guān)聯(lián)、相互約束的關(guān)系。

（1）通過(guò)設(shè)計(jì)，將“四電”的各個(gè)接口的技術(shù)要求體現(xiàn)在施工圖和設(shè)備選型的技術(shù)條件與安裝說(shuō)明中；通過(guò)施工，將各部分的單個(gè)實(shí)體有機(jī)地連成整體；通過(guò)聯(lián)調(diào)聯(lián)試來(lái)檢驗(yàn)各部分的功能是否正常，驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的功能，形成了完善、協(xié)調(diào)的鐵路運(yùn)輸行車(chē)指揮系統(tǒng)的整體功能這一終極目的。

（2）總體性接口。建設(shè)單位甕馬公司要在明確本項(xiàng)目功能定位和運(yùn)輸需求的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目沿線(xiàn)自然條件、工程條件、環(huán)境保護(hù)等外部條件，進(jìn)行建設(shè)方案比選，處理好與國(guó)鐵接軌站之間的銜接，接入成都局鐵路集團(tuán)調(diào)度指揮系統(tǒng)等要求，從而合理確定鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、站點(diǎn)布局等總體方案。

（3）專(zhuān)業(yè)性接口。項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段、建設(shè)過(guò)程、運(yùn)營(yíng)階段都需要明確“四電”工程所有系統(tǒng)和設(shè)備內(nèi)外間的接口，各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和實(shí)施技術(shù)要求，體現(xiàn)在總體實(shí)施方案中，實(shí)現(xiàn)充分利用各種資源，達(dá)到系統(tǒng)之間最經(jīng)濟(jì)、最優(yōu)化配置。

（4）對(duì)“四電”內(nèi)外部接口、各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)及細(xì)部施工工藝、調(diào)試接入技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,以提高項(xiàng)目施工管理水平為抓手,以“四電”集成施工技術(shù)優(yōu)化研究應(yīng)用為手段,堅(jiān)持自主創(chuàng)新與二次開(kāi)發(fā)相結(jié)合,形成“四電”集成系統(tǒng)最優(yōu)方案,合理解決“四電”專(zhuān)業(yè)施工過(guò)程中的各個(gè)專(zhuān)業(yè)間的接口問(wèn)題,保證“四電”各系統(tǒng)接入既有中心調(diào)試一次成功,提高“四電”系統(tǒng)集成工程施工效率、減少施工缺陷、提升“四電”集成整體系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（5）通過(guò)自主創(chuàng)新，對(duì)“四電”集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、接口、施工工藝、系統(tǒng)調(diào)試等全過(guò)程優(yōu)化,提高了“四電”系統(tǒng)集成工程施工效率,減少了施工缺陷,提升了“四電”集成整體系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

7 “四電”系統(tǒng)集成模式的實(shí)施策略

7.1 充分發(fā)揮“四電”系統(tǒng)集成模式集成商的主導(dǎo)作用

“四電”系統(tǒng)集成模式要確立施工總承包單位（集成商）在整個(gè)建設(shè)流程中的主導(dǎo)地位，切實(shí)發(fā)揮統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)的功能和作用。應(yīng)組建規(guī)模適當(dāng)、滿(mǎn)足管理需要的項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)，配齊專(zhuān)職的通信、信號(hào)、電力、電力牽引專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，物資設(shè)備管理人員，計(jì)劃財(cái)稅人員等。構(gòu)建管理結(jié)構(gòu)明晰、職責(zé)分工明確、溝通協(xié)調(diào)機(jī)制暢通無(wú)阻的管理團(tuán)隊(duì)。

7.2 推行管理流程標(biāo)準(zhǔn)化，施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化

以集團(tuán)公司《項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)》為指導(dǎo)，固化項(xiàng)目管理流程，規(guī)范接口部門(mén)之間的管理，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)的配合，不斷提高項(xiàng)目管理效率，控制項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)，提高項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化水平；依托標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)配、標(biāo)準(zhǔn)化安裝、標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量監(jiān)控一系列施工流程標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)施工過(guò)程的每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過(guò)程控制，確保工程質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。

7.3 確保建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)方無(wú)縫對(duì)接，積極參與

“四電”集成建設(shè)單位甕馬公司總體控制項(xiàng)目的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、投資收益、環(huán)水保、技術(shù)創(chuàng)新等各個(gè)方面，要通過(guò)參與項(xiàng)目的相關(guān)方落實(shí)到每項(xiàng)工作中的每個(gè)環(huán)節(jié)中，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。因此，要確保參與方全員、全過(guò)程，全方位參與。設(shè)計(jì)單位確?！八碾姟痹O(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)、施工圖紙、變更等設(shè)計(jì)文件按節(jié)點(diǎn)及時(shí)提供，做好施工現(xiàn)場(chǎng)配合工作。施工單位按照設(shè)計(jì)文件，保證足量的資源投入，規(guī)范作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證按期交付。監(jiān)理單位按照監(jiān)理規(guī)范，加強(qiáng)人員車(chē)輛配備，做好旁站及隱蔽工程的質(zhì)量驗(yàn)收，加強(qiáng)工程質(zhì)量監(jiān)督，督促過(guò)程中工程資料按工藝流程簽證。

7.4 提高集成創(chuàng)新能力

充分發(fā)揮設(shè)計(jì)單位技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從初步設(shè)計(jì)到施工圖階段的細(xì)部設(shè)計(jì)，使各專(zhuān)業(yè)間的接口更趨無(wú)縫化，提高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力；施工單位尋求創(chuàng)新施工方法，熟練應(yīng)用成熟的“四電”施工安裝技術(shù)，解決全電子微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備安裝、調(diào)試技術(shù)；研究各專(zhuān)業(yè)各個(gè)系統(tǒng)間的接口技術(shù)，“四電”全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試流程、方法；探索開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后的維管技術(shù)。

8 采用“四電”集成模式應(yīng)用效果分析

（1）該項(xiàng)目從各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化、接口優(yōu)化、施工工藝優(yōu)化和系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)優(yōu)化各方面進(jìn)行了研究和改進(jìn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)用專(zhuān)利和工法的開(kāi)發(fā)、調(diào)試接入技術(shù)的研究，極大地提高了工作效率，減少了因?qū)I(yè)銜接不到位造成的返工，節(jié)約了材料，降低了調(diào)試工作量，同時(shí)也大大壓縮了管理費(fèi)成本，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好。

（2）該項(xiàng)目從施工前期的各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化、施工中期的施工工藝細(xì)部?jī)?yōu)化，到施工后期的系統(tǒng)接入調(diào)試技術(shù)優(yōu)化對(duì)現(xiàn)有“四電”各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)、施工管理和施工工藝水平進(jìn)行優(yōu)化和提升，并取得了積極的效果。確保了系統(tǒng)接入和調(diào)試的一次性成功。獲得了業(yè)主、設(shè)計(jì),監(jiān)理及國(guó)鐵運(yùn)營(yíng)管理單位的一致好評(píng)。

按照客專(zhuān)“四電”集成模式建成的甕馬鐵路，“四電”集成模式的應(yīng)用效果在實(shí)施過(guò)程中也得到了充分的檢驗(yàn)。在該模式下，從設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)、運(yùn)營(yíng)都節(jié)省了投資，提高建設(shè)效率，積累了以客專(zhuān)“四電”集成技術(shù)指導(dǎo)地方鐵路建設(shè)模式的經(jīng)驗(yàn)，為今后建設(shè)類(lèi)似自建自營(yíng)模式的地方鐵路工程提供了很好的借鑒。