客运专线施工设计阶段信号与相关专业接口总结分析

李红侠，李 江，王 春

(1.中铁工程设计咨询集团有限公司通号院,北京 100055； 2.沈阳电务段，沈阳 110032； 3.哈大铁路客运专线有限责任公司，沈阳 110002)

1 概述

客运专线工程是高新技术的系统集成,涉及站前工程、供电、通信、信号等多个专业,各专业之间既有硬件接口,又有软件联系,是一项庞大的系统工程。由于客运专线具有高速度、高密度、高可靠性、高服务质量等运营特点,不但要求各系统设备具有高可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS),而且对站前工程、各系统设备间的接口配合也提出了更高的要求。铁路客运专线工程建设中,客观、合理地做好接口预留,对优化设计、减少工程投资具有重大意义。

客运专线工程需要众多专业协同完成,而有的工程施工设计中各专业由多个设计院共同承担,因此设计工作中必须明确专业接口(即专业分工),在明确专业分工的工作界面下,各专业需要首先了解本专业开展工作的前提条件(设计输入),然后分析确定本专业的设计方案,进而提出本专业对相关专业的要求(设计输出)。

2 施工设计中信号专业与相关专业互提资料需求情况分析

信号专业首先要收集行车、站场、线路、轨道、桥梁、隧道等专业的施工设计阶段资料,如果涉及既有线改造时,还需向铁路局有关部门了解既有信号设备情况,包括信号设备房屋情况、系统制式、开通运营时间等。综合考虑该工程的标准、特点,提出信号运营调度指挥、列控、闭塞、联锁、微机监测等系统的设计方案,根据线路等级和设计方案需要提出沟槽管线、房屋、定员、暖通、电力、通信、综合维修等方面的要求,提交相关专业。对相关专业的要求提出后,应该重视其信息反馈,相关专业是否满足本专业的要求反过来会影响本专业设计方案是否可行。

接口设计管理是设计系统集成的重要组成部分,国外公司一般都设有接口工程师,负责接口问题的协调和实施。下面具体到各相关专业来详细分析信号专业输入、输出资料需要涵盖的内容和要点,以及据此信号专业能够开展的设计工作。

3 施工设计中信号专业与相关专业接口分析

3.1 与行车专业接口

信号专业需要行车专业提供全线调度管理模式、行车房屋位置要求、定员及调度区划分,列流图,线路闭塞制式,自动闭塞的区间布点等情况。

信号专业向行车专业提供进、出站(包括进路)信号机的里程、区间布点的特殊要求(如仅开行动车组的客运专线区间不设置地面通过信号机,区间标志牌尽量安装在接触网支柱上,闭塞分区的设置要结合接触网支柱的布置情况等)、轨道电路的极限长度(目的是请行车专业考虑闭塞分区的长度与轨道电路的长度能够协调,以节省工程投资)等,作为行车布点的计算依据。

信号专业根据上述互提资料及反馈情况,确定调度设备的配置方案以及既有调度设备修改方案,根据车站规模、性质确定分机设备的详细配置及车站房屋布置等,根据列流图了解车站组织接发车作业及转线作业的情况作为车站列控应答器布置的设计依据,根据行车提供的区间布点资料进行区间信号平面图和列控应答器布置图的设计。

3.2 与线路专业接口

信号专业需要线路专业提供线路的起止里程、联络线概况、沿线的地质条件、区间线路具体的平纵断面、长短链表、运营里程与设计里程的换算关系(需根据铁道部运营部门对于运营里程的设置意见确定)等。

信号专业根据上述资料计算线路实际里程长度,在各车站间选择合适的地段设置信号中继站,计算进站信号机外方制动距离范围内的线路换算坡度,根据设计里程与运营里程的对应关系换算信号设备的运营里程坐标,根据运营里程和线路平纵断面编制有关的应答器数据表等。

3.3 与站场专业接口

站场专业提供全线线站分界里程、站中心里程、各车站(包括段所)的站场平面图、枢纽内线路平纵断面图及联络线平纵断面图、道岔型号、道岔的限速、车站范围内综合管线图。

信号专业根据站场平面图将站场范围内设置信号电缆槽位置、电缆槽尺寸、手孔大样图及位置、过轨钢管(里程、数量、直径、管材)等要求提交站场专业,由站场专业绘制各专业综合管线图,信号专业还有可能提供对复杂大站、动车段所等的站场布置、股道长度调整建议等。

信号专业据此开展车站、枢纽内信号设备平面布置图(段所内信号布置图还与动车停车方式有关),确定联络线道岔信号设计方案,仔细核对站场综合管线图的电缆槽位置、尺寸、过轨钢管位置、数量是否满足各车站信号电缆敷设的要求并及时反馈。

3.4 与轨道专业接口

轨道专业提供全线轨道类型(有砟、无砟)、特殊道岔的轨道结构图、轨道对胶结绝缘的设置要求、全线线路限速等资料。

信号专业提交有关胶结绝缘设置数量、位置,由轨道专业检查是否满足配轨要求。对于有砟轨道地段,还需将补偿电容及电气绝缘节轨枕的有关资料提交轨道专业。

信号专业根据全线有砟或无砟轨道类型条件,确定路基、桥梁、隧道不同地段轨道电路的最大长度,并以此对闭塞分区进行轨道电路分割；根据转辙机类型及安装尺寸,提出信号设备安装限界,进而对站场布局、桥隧地段防撞墙设置或电缆槽设置提出有关要求；根据轨道对胶结绝缘的设置要求,确定站内各绝缘节类型及设置位置；线路限速表用来编制应答器数据表。

3.5 与路基专业接口

路基专业主要提交区间路基面宽度、槽道设置、综合接地设计有关的资料等。

信号专业将沿线路基地段电缆槽设计要求、区间过轨里程及要求、电缆引上引下里程和要求提交路基专业,信号专业提出路基地段综合接地系统地线、接地端子等的设置要求,由其负责路基地段综合接地系统的实施。

3.6 与桥梁专业接口

桥梁专业提供全线桥梁表、全桥布置图、梁部断面及槽道设置、综合接地设计有关的资料、沿线气象资料等。

信号专业将沿线桥梁地段(包括联络线桥梁地段)电缆槽设置要求、电缆上桥里程和要求提交桥梁专业,由其负责桥梁地段的电缆槽道的实施；信号提出桥梁地段综合接地系统地线、接地端子的设置要求,由其负责路基地段综合接地的实施;桥梁上设置有转辙设备等信号设备时,需提出设备安装地段防撞墙的设置方式等。

信号专业根据气象资料和桥梁情况选择区间中继站位置,在没有洪水位的桥梁下可以考虑设置信号中继站,信号专业提供上下桥处桥墩和桥梁上预留双侧电缆槽道和锯齿型缺口的要求,并根据桥梁情况确定相应轨道电路的设置,桥梁的起止里程用来编制应答器数据表。

3.7 与隧道专业接口

隧道专业提供全线隧道表、隧道断面、槽道设置、综合接地有关的资料等。

信号专业将沿线隧道地段电缆槽设计要求提供给隧道专业,信号专业提出综合接地系统的设置要求,由其负责设计隧道地段的电缆槽道、综合接地的实施,如果隧道内设置信号机、转辙设备等,需要向隧道专业提出转辙设备安装需要的尺寸,以便隧道专业对该区域进行特殊设计,并根据隧道情况确定相应轨道电路的设置,隧道的起止里程用来编制应答器数据表。

3.8 与通信专业接口

信号专业提供信号各子系统对通信通道的要求,中继站的设置及里程,各子系统网络的拓扑结构图,利用GSM-R传输列控及车次号信息及电话配置要求等。

信号专业要求的通道主要包括以下内容。

(1)CTC通道：不同物理路径的2路2M专用数字通道。

(2)信号安全数据网通道：采用8芯光纤构成信号安全数据网,其中4芯光纤采用一侧光缆提供,另4芯光纤采用另一侧光缆提供。每侧光缆中另各预留2芯光纤作为信号安全数据网的备用光纤。

(3)微机监测通道：2 M专用数字通道。

(4)道岔融雪通道：2 M专用数字通道。

为了工程的顺利实施,信号专业还需与通信专业协商确定设计分界点,如信号安全数据网光缆通道可以协商确定如下：引入至ODF架(含)由通信设计,ODF架至信号设备由信号设计,ODF架设置位置由信号确定,工程数量列入通信专业等。

3.9 与电力专业接口

信号专业提出各车站(段、所)、中继站用电量,单项/三相要求,负荷等级以及道岔融雪用电要求等,在信号楼内确定电力配电盘的位置,向电力专业提交信号楼内信号设备布置图及有屏蔽需求需设置天网、地网的综合建筑物。

3.10 与牵引供电专业接口

牵引供电专业主要提出接触网供电方式及牵引电流值。

信号专业根据牵引供电专业资料选择相应通流能力的扼流变压器和综合贯通地线的截面积,客运专线工程实施中一般是根据线路等级和目标速度值直接确定贯通地线的截面积,例如300～350 km/h的客运专线采用70 mm2的贯通地线,200～250 km/h的线路以及其他自动闭塞区段联络线等采用35 mm2的贯通地线。

3.11 与接触网专业接口

接触网专业提出无电区和中性区的里程范围,信号专业用来编制应答器数据表。

信号专业将各高柱信号机设置的位置提交接触网专业,同时还需关注信号转辙设备的安装位置是否与接触网支柱基础有冲突。

3.12 与牵引变电专业接口

牵引变电专业提供沿线各牵引变电所、开闭所、分区所、AT所位置。信号专业根据此资料进行轨道电路横向连接的设计。

3.13 与房建专业接口

房建专业提供各车站信号房屋的总图和单项平立剖面图、楼内管线图。

信号专业向房建专业提供各车站、段所信号房屋的类型、面积、工艺要求,如门窗尺寸、房屋净高、荷载、电缆引入孔、机械室装修、防尘、防火等要求,条件许可时,要尽量考虑信号大修倒换房屋要求,提供站台范围内信号电缆沟槽要求(尺寸)、电缆引入室内的要求,包括电缆井或电缆引入室的尺寸、电缆爬架设置要求等。

信号专业根据上述互提资料设计信号楼内设备布置图并复核房屋布置总图及楼内管线图。

3.14 与暖通专业接口

信号专业提交信号各房屋温湿度、设置空调、设置气体灭火系统的要求,提供信号楼内设备布置图。

3.15 与机务及动车专业接口

机务、动车专业主要提交动车(客整、机务)段所的位置、整备线数量、动车停车方式、段所内综合管线图。

信号专业根据段所地点及维修体制(由机械专业提供)考虑维修工点和房屋布置,根据动车停放方式确定信号设备平面布置图,根据整备线数量确定机车信号测试环线。信号专业要仔细核对段所内的综合管线图并给动车专业提出反馈意见。

3.16 与机械专业接口

机械专业提供维修机构的设置方案及工点的设置情况。信号专业据此对工区、维修段所的设备配置、房屋面积及定员提出要求,机械专业提出大型维修机械作业对信号轨道电路的要求。

如果采用综合维修体制,则提供给机械专业维修工点的信号房屋、用电,统筹考虑检修的大型工器具、机构组织和定员。

在综合维修体制没有建立的情况下,投入运营的客运专线可参照最新颁布的铁运[2009]36号《关于客运专线固定设施维修管理有关问题的指导意见》,设置信号车间、工区,明确职责、作业方式等。

4 结语

随着客运专线工程的不断建设,路基、桥梁、隧道、综合接地系统等陆续发布其相关的铁路工程建设通用参考图,通用参考图中一般均能体现其他专业对本专业的接口要求,就客运专线工程中的综合接地系统来说,还有与轨道、站场及房建(站台)等专业间的接口,其工程设计界面划分、设计分工,可参照铁道部鉴定中心《关于印发(铁路防雷、接地工程设计专业分工及文件编制研讨会议纪要)的通知》(鉴信[2007]96号)执行,避免各相关工程结合部出现脱节。另外信号设备用房需要与房建、电力专业的接口预留也较多,如防雷屏蔽和接地要求等等,在施工设计阶段均需要根据部文要求,明确标示在房建专业的相关设计文件中。

本文系统地总结分析了信号专业与其他专业间的接口,已开通运营的武广、郑西客运专线等的信号设计工作都遵循本文所述的接口规定,但针对具体的工程建设项目,信号与相关专业间接口可以稍有差异,但施工设计阶段各专业接口的工作界面必须明确,对于客运专线工程的顺利实施具有重要的指导意义。

[1]铁路通信信号总公司研究设计院.TB10007—2006 铁路信号设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2006.

[2]鉴信[2007]96号，关于印发(铁路防雷、接地工程设计专业分工及文件编制研讨会议纪要)的通知[S].

[3]铁集成[2007]124号，客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术原则(暂行)[S].

[4]铁运[2008]19号，关于客运专线信号系统若干问题的指导意见[S].