城市轨道交通联调联试技术及项目管理研究
2020-04-26施杰
施 杰
(中铁电气化(武汉)设计研究院有限公司,湖北 武汉 430074)
1 城市轨道交通联调联试简介
城市轨道交通联调联试主要是对供电、接触网、轨道、车辆、屏蔽门、信号、通信、综合监控、环控、售检票、给排水、防灾报警以及电扶梯等系统进行相关功能联动测试,在各系统单调完成的前提下对各关联系统进行联动测试,验证功能实现是否满足设计预定情况,从而检验线路的总体可靠运行能力是否满足运营要求。联调联试的成功与否决定了工程能否顺利按时按质完成。联调联试层次划分如图1所示。
图1 联调联试层次划分图
2 联调联试的主要内容
2.1 联调联试的分类
依据各系统间的相关程度与接口复杂程度,在联调时可划分为行车相关类设备系统联调、车站相关类设备系统联调以及动态综合检测3部分。按组织的过程分类,联调可分为限界检查、冷热滑试验、轨行区管理、供电系统试验、动车设备系统联调、运营有关设备系统联调以及应急系统设备联调7大类。
2.2 联调联试的主要内容
在联调过程中,行车相关类设备系统联调以信号和车辆专业调试为核心,车站相关类设备系统联调以综合监控、火灾自动报警及气体灭火系统为核心进行调试。动态综合检测主要以轮轨和弓网关系为核心进行调试。在呼和浩特地铁1号线项目联调过程中采用以综合监控为主体的联动模式。
行车相关类设备系统(动车调试)包括电客车系统、信号系统、通信系统(包含PIS、PA等)、牵引供电系统、接触网系统、轨道系统、站台门系统以及车辆段系统等。车站相关设备系统(车站调试)包括车站设备监控系统、环控系统、给排水消防系统、火灾自动报警系统、气体灭火系统、售检票系统、通信系统(含广播、乘客信息咨询、传输)、电梯与扶梯系统、疏散指示、照明系统、视频监控系统以及站台门系统等。
热滑是在接触网/轨达到正常送电的条件下,电客车利用自身动力系统按低速(20 km/s)、中速(40 km/s)以及高速(60 km/s以上)进行牵引试验,主要检测列车牵引系统与接触网/轨之间的匹配。
牵引供电试验主要验证供电系统是否能够安全、稳定、可靠地为电动客车提供动力,包含车站级和中心级SCADA调试,单边供电、双边供电以及越区供电等模式运行情况。
运营服务相关系统联调主要是ISCS系统、通风空调系统、AFC系统、给排水系统、电扶梯系统、PA系统、PIS系统以及门禁系统等的联动调试,验证控制中心、车站及现场三级自动与手动控制模式,验证系统的遥信、遥测、遥控以及遥调功能,确保安全性、一致性与稳定性。
应急系统设备联调主要包含消费应急演练,测试与FAS系统相关设备的联动调试,验证在正常和非正常工况下应急设备系统的运行及模式转换是否达到规范与设计要求。
行车基础功能联调包括限界测量与冷、热滑试验联调、电客车与供电系统联调、电客车与轨道系统联调、车辆内部系统性能联调、通信系统联调以及信号系统联调。
车站设备接口功能联调包括综合监控系统(Integrated Supervisory Control System,ISCS)与相关系统联调、环境与设备监控系统(Building Automation System,BAS)与相关系统联调、火灾自动报警系统(Fire Alarm System,FAS)与相关系统联调、综合后备盘与相关系统联调以及控制中心与相关系统联调。
系统联动功能总联调包括车站火灾联动功能联调、区间隧道火灾联动功能联调、区间阻塞联动功能联调、系统关键能力测试以及互联互通功能联调。
系统联调又细分为86小项,其中信号与相关系统接口功能联调分为信号与车辆接口功能联调、信号与综合监控系统联调、信号与通信传输子系统联调、信号与通信无线子系统联调以及信号与站台门接口功能联调等15项。通信与相关系统接口功能联调分为传输子系统与综合监控系统联调、传输子系统与AFC系统联调、传输子系统与门禁系统联调、传输子系统与PIS系统联调以及时钟子系统与综合监控系统联调等18项。系统联动功能总联调分为列车上电联动、列车出库联动、进站停车联动、站台发车联动、扣车联动以及紧急关闭联动等15项。
系统关键能力测试包括追踪能力、折返能力、出入段能力以及供电能力等。
2.3 联调报告的编制
编制联调报告主要包含以下几点。一是工程概况,主要描述线路及设备系统的概况;二是联调的依据,主要包括技术标准及图纸;三是联调的范围,涉及车站、场段以及控制中心变电所;四是联调的内容,包括接口调试、多系统联动调试、灾害模式联动调试、系统关键能力测试、互联互通调试以及电磁兼容测试等,主要的编制依据为2019年交运办的17号文为主,共计124项;五是联调的结论,主要为各系统调试的结论及总结论;六是问题及建议,主要是联调存在的问题及建议;七是附件测试软件版本、综合联调问题台账及测试记录。
3 联调联试模式及管理体系
3.1 联调联试的模式
目前,联调联试的模式一般存在以下3种方式。一是建设单位委托专业的联调服务商组织实施,主要城市有呼和浩特、长沙、合肥、南昌以及重庆等,二是建设单位与运营部门在咨询公司的技术支持下利用运营平台组织实施,主要城市有武汉、北京以及天津等,三是运营部门牵头组织实施,主要城市有厦门、成都以及广州等。
建设单位委托专业的联调服务商组织实施实施的优点主要有两点,一是经验丰富,管理能力强,能把握联调风险和重点,二是极大地减少建设单位或运营单位建设期(联调期)地压力。但也存在前期介入少、管理深度不足、无直接管理权限以及问题整改进度受建设单位管理力度制约的缺点。
建设部门与运营部门在专家或咨询机构指导下利用运营部门的指挥管理体系组织实施的优点包括建设单位专业工程师工程参与度深、技术能力强、对承包商有直接管理权限、管理力度大以及协调和问题处理效率高等。缺点包括人员少力量有限、无联调综合性管理人员、系统性联调欠缺、联调介入程度低以及过多依靠专业系统承包商等。
运营部门牵头组织实施的优点是运营各岗位配置人员多,可全面深入工程项目,及时发现跟进问题,而且联调参与度较深,运营过渡顺畅,有利于在实践中培养运营人员。相应的缺点为对联调参与单位(各承包商、供货商、监理等)管理组织力度差(无权限),组织协调力不强,问题整改慢,问题整改进度受建设单位管理力度制约等。
3.2 联调联试项目组织管理体系
联调联试一般分三层管理体系,以呼和浩特地铁项目为例,第一层为领导层,一般由轨道公司主要领导担任组长,组员为轨道公司副总、运营公司主要领导以及调试单位主要领导,第二层为执行层,主要由轨道公司分管机电系统的副总担任组长,组员为各部门负责人,执行层下设综合协调组和技术支持组,第三层为实施层,主要是联调联试项目部,实施层下设动车调试部、综合联调部、功能验证部以及动态检测部。
联调联试领导组负责总体指挥与协调,审批方案和计划。综合协调组负责协调联调联试过程中的进度和质量,协调设备系统与土建接口、机电设备接口以及市政外部接口等问题。专业技术组负责动车调试部、综合联调部、动态综合检测部以及功能验证部的工作管理。实施层主要负责动车调试、动态综合测试、功能验证、综合联调方案编制,并报联调联试专业组批准,及时掌握各施工进展,根据不同阶段的工作特征和工作环境制定切实可行的项目服务计划,负责问题库的建立与完善,汇总、上报调试过程中各参建单位的配合执行情况,传达考核结果,此外负责汇总联调联试所有的调试文档,提交评估报告。
4 联调联试的工作机制
4.1 工作会议制度
三权移交后每周定期(一般定在周四)召开联合调试周例会(综调、动调)讨论下一周调试计划并处理调试过程中发现的问题。根据调试情况定期召开联合调试安全会,通报联合调试中出现的安全隐患和整改情况。遇到计划冲突时召开施工与调试计划协调会,遇到难以解决的接口缺陷时召开技术专题会,进行重大事项(冷、热滑、专运、验收)前,召开重大事项宣贯会,另外联合调试完成后,配合业主组织召开联合调试专家评审会。
4.2 施工计划管理制度
施工调试单位提前1周(每周六)申报轨行区施工计划,每周五申报动车调试计划,周日出《施工行车通告》。各施工单位根据《施工行车通告》提前1天申请轨行区施工作业令和动车调试调度令,车站内非接管区域施工无需申报计划,凭进场证在车站出入口登记后即可。轨行区施工作业须凭轨行区施工作业令和轨行区准入证方可进入,动车调试凭动车调试计划申请表和准入证进入轨行区车上作业。具体的以轨道公司颁发的《联调联试管理办法》为准。
4.3 轨行区(车站)管理的严格性
联调临管后,将会对轨行区(车站)实行严格的安保管理制度,以确保实现业主既定的各项安全要求。除预留各车站大里程站台端门通道进出外,其余通道全部进行封闭。轨行区(车站)实行全天24小时保安巡逻管理。
4.4 联合调试工作机制的影响
随着联调项目部的介入,会带来专业化的操作和精细化的管理与服务的同时,也会产生一些影响,主要表现在以下几个方面。
4.4.1 以调试促安装
对具备接口调试条件的系统先开始联合调试,随着联合调试的进行,后续系统不断具备接口调试的条件,从而保证联合调试的持续性和有效性。各单位严格按照联合调试计划,在规定的节点内完成各自的单体调试工作和接口连接。
4.4.2 有效的计划管理
需要各单位指派1名施工负责人作为联合调试的负责人,全面负责本单位的联调工作,指派1~2人作为计划联络员,负责本单位施工调试计划的申报以及调试方案和施工进度的上报,通过汇总各单位的调试计划,制定联合调试计划,并确保有效执行。
4.4.3 联合调试工作机制的影响
施工作业的不便性与临管前的施工作业相比,联调临管后将对全线实行严格的安保管理制度,并积极开展动车调试和综合调试工作。因此,施工的时间和空间都会受到不同程度限制。
5 联调联试的发展趋势
2010年以前,联调主要以动车调试为主,没有车站调试的内容,2011-2012年包含了车站调试,以完成相关模式为主,2013-2014年以满足消防验收为主线,2014-2016年以满足试运行专家评审为主线,2016-2019年以满足试运营专家评审为基础,突出实现综合性各项功能验证,2019年至今,以满足试运营专家评审为基础,同时引进了轮轨关系和弓网关系等动态综合检测项目。
随着联调联试技术的成熟和发展,作为联调服务商应该转变生产服务思路,由保姆型管理转为咨询型管理,从专业技术角度出发,结合现场实际生产情况,提供合理有效的施工建设解决方案和技术咨询,为建设方提供良好的生产服务建议。虽然现在各个城市的模式及规范标准各异,但在2019年1月份交运办发布的17号文《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范:第1部分:地铁和轻轨》具有很强的指导意义,同时联调联试的管理主要依靠人工审批和周期性会议商讨的方式进行把控,但缺乏智能化处理辅助手段,信息共享方式单一,因此实现联调联试项目的规范化、标准化、信息化以及高效性是其发展的方向。
6 结 论
随着国家基建战略的转型,新基建7大领域之一的城际高速铁路及城际轨道交通将迎来建设的新高潮,这将会给联调服务商带来新机遇、新技术以及新发展。