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高速铁路联调联试试验计划与行车组织优化研究

2021-08-13李林灿左自辉邓雪松刘世鹏

铁路技术创新 2021年3期
关键词:铁路局天窗高速铁路

李林灿,左自辉,邓雪松,刘世鹏

(1.中国铁道科学研究院集团有限公司 基础设施检测研究所,北京 100081;2.中国铁路上海局集团有限公司 科技和信息化部,上海 200071)

1 概述

高速铁路联调联试是在高速铁路工程完成静态验收、确认达到联调联试条件后,采用检测列车和相关检测设备,对高速铁路各系统的功能、性能、状态和系统间匹配关系进行综合检测、验证和调整、优化,使整体系统达到设计要求,满足以设计速度开通运营的要求。高速铁路联调联试行车组织工作的有序开展,对联调联试试验安全管理和整体工作有至关重要的影响。随着我国高速铁路路网不断完善、路网密度不断提高,新线联调联试及动态检测往往会涉及到既有线,为减少试验工作对既有线的影响,高效、高质量地完成联调联试工作,必须强化高速铁路联调联试试验组织,优化试验计划,提高总体试验计划、日试验计划的科学性和准确性,对高速铁路联调联试及动态检测试验计划及组织方式进行深入分析研究。

2 试验计划与行车组织优化

联调联试分前期准备、逐级提速、信号试验等几个阶段,在前期准备阶段主要对实施方案、规章制度以及总体计划等进行细化,为后续正式试验做准备;在逐级提速阶段主要开行检测列车、货物检测列车、综合检测列车等,以实车运行为主;信号试验阶段采用运营动车组进行信号场景试验。因此,根据各阶段的主要任务,行车组织贯穿整个联调联试,也是联调联试的核心工作之一。

2.1 前期准备及组织

(1)联调联试试验计划时间摸底。根据《高速铁路联调联试及运行试验技术规范》要求[1],结合线路设计速度等级标准,明确逐级提速试验共需进行的速度等级数量(往返或单程数)。试验时间主要包括综合检测列车逐级提速试验计划天数、重联动车组提速试验时间、信号系统动态检测时间、全线拉通试验时间。测算试验天数时,还应考虑工程质量等不可预测因素,预留一定的停轮消缺天数[2-3]。

(2)启动试验前现场检查相关行车组织工作。确认工务、供电系统是否具备检测列车160 km/h速度运营条件。新建项目在铁路局集团公司接管前,仍然按工程线进行管理,铁路局集团公司等相关现场检查人员在工程线内添乘轨道车完成全线检查,确保检测列车达速上线。

(3)确保铁路局集团公司接管前完成试验安全准备工作。按照联调联试、动态检测及运行试验大纲要求,在进行逐级提速前要完成轨道、路基、桥梁、隧道等地面测点布置,由于该项工作需要相关专业人员上道作业,为避免上道作业与行车交叉干扰,最大程度保障人员安全,因此建议地面测点布置工作在铁路局集团公司接管和接触网热滑前完成。

2.2 总体试验计划

高速铁路联调联试主要包括轨道、路基、桥梁、隧道、电力牵引供电、通信系统、信号系统、客运服务系统、灾害监测系统、综合接地、电磁环境、振动噪声测试等,联调联试总体试验计划由检测测试单位总负责,协同铁路局集团公司运输部、机务部等单位共同编制[4-5]。除考虑线路长度、线路速度、测试项目等,编制总体试验计划还需要考虑线路在路网中的地理位置。随着我国路网不断完善,新建线路与既有线存在交叉的情况也越来越多。在进行联调联试及动态检测时,比如通信测试中的电磁环境测试(关闭相关通信基站影响车地通信)、两端站通过试验(需要运行至既有线保证两端站达速)等测试项目,会对既有线行车产生影响的试验,往往需要调整运输组织,因此该类试验通常安排在天窗时间进行测试。例如,在进行沪通铁路联调联试过程中,上海枢纽地区的通信测试要求关闭沪宁城际、京沪铁路在上海枢纽地区与沪通铁路并线区段的基站,为避免对既有线造成影响,故选择在天窗时间进行测试;安亭站为沪通铁路(一期)正线下行方向终到站,在进行通过试验时,隔离模式下的综合检测列车需要通过安亭站至上海枢纽,为保证隔离模式下列车行车安全,同时也考虑白天枢纽地区车站接发车进路能力紧张,因此也选择在天窗时间进行试验。沪通铁路南通—安亭段接入上海枢纽示意见图1。

图1 沪通铁路南通—安亭段接入上海枢纽示意图

2.2.1 新线

对于在白天可进行的新线联调联试项目,可以采取以下方式优化总体试验计划:

(1)确定每日试验时间及工作量。一是测算提速试验单程所需时间。根据试验区段长度、区间纯运行时分、起停附加时分,结合牵引计算,测算每个单程所需时间。二是确定提速试验每日作业时长。根据司机连续作业时间长度和试验班次数量,明确试验组织方式后确定每日试验时长。三是测算提速试验每日工作量。根据每日试验时长(扣除终到折返司机换端时间)和每个单程所需时间,测算提速试验每日能完成的工作量,包括速度等级、往返数、单程数。若当天试验内容中有地面测点准静态标定、接触网光学非接触式测量、道岔侧向通过性能测试等测试内容,可以适当减少提速单程,保证每日合理的试验时长。

(2)合理安排整体工作量。根据高速铁路联调联试、动态检测及运行试验大纲明确的检测范围,结合检测测试单位提出的逐级提速速度等级、搭载的试验项目、试验需求,并结合设备销缺需求,每3~4 d预留1次全线停轮克缺,保证线路以及设备质量。从现场实施情况看,能够合理安排试验以及停轮克缺的总体试验计划,才能按期高质量完成联调联试任务。

2.2.2 既有线

对于需要在天窗时间进行的既有线联调联试项目,可以采取以下方式优化总体试验计划:

(1)确定图定天窗。根据试验期间铁路局集团公司公布的基本列车运行图文件,对接相关车务站段、调度所,掌握衔接车站和试验区段的既有线天窗时间。

(2)确定试验最大可用天窗。逐级提速试验除基本列车运行图所给图定天窗时间外,还应根据实际图列车开行安排情况查定试验最大可用天窗,计划需严格按可用天窗安排,试验工作量不宜太大。

(3)充分利用天窗,合理搭载并行试验项目。由于通信测试及终到站的非接触测量均要求综合检测列车运行速度较低,因此可以搭载并行试验项目;同时,若每日天窗时间充足,可以将通信测试、终到站非接触测试搭载通过试验进行,以高效利用天窗。

2.3 逐级提速阶段行车日试验计划

依据总体试验计划安排,按照不同测试需求,由检测测试单位联合铁路局集团公司运输部、科信部等,共同编制日试验计划[6-7]。

(1)合理安排试验列车接发股道。逐级提速阶段,综合检测列车大多采用ATP隔离模式,“人控”而非“机控”,试验速度控制是一个较大风险点,试验列车股道安排按相关实施办法要求,除始端站、终到站及需进出侧线进行试验项目的车站外,其余车站原则上均应安排在正线进行。为进一步保障行车安全,可以采取机务段制定操纵提示卡、在速度曲线图上标准变速点提醒、安排机务指导司机和管理干部添乘指导等措施,若涉及到既有站接发工作组织还需要查定当日列车运行图,插空进出车站,避免对既有列车造成干扰。

(2)确定每日提速试验出入库安排。根据车辆对动车检修周期的要求,综合检测列车等试验列车在试验区段原则上不超过48 h入所检修,条件允许也可安排试验列车每日回动车所检修整备。因此,在编排日试验计划时应考虑到试验列车运用时间,避免运用时间超过检修周期,同时,若遇动车所出入库高峰进出,应及时对接动车所、车务站段及调度所技术人员,明确试验列车出入库时间点及回送径路、回送时刻等[8]。

(3)合理采用列车折返组织形式。对提速试验过程中的道岔侧向试验、地面测点速度等级需要进行补测等,需要在某一区间而非全线进行往返运行的试验,试验列车需要选择站到站或区间折返等合理折返方式。站到站折返方式可以减少车站值班员使用总辅助改方操作的工作量和简化司机相关操作,但往往走行距离较远;区间折返方式需要封锁区间,可以在满足达速要求下,减少不必要的走行距离,提高试验效率,但需要两端临近车站值班员进行总辅助改方的操作。在现场实施过程中,可以在试验时间充足的白天采用区间折返方式,在天窗时间紧张的情况下采用站到站折返方式,避免总辅助改方等操作。

(4)兼顾其他工作需求。除满足提速试验需要外,还需考虑送餐、工作检查及试验添乘等其他试验需求,尽量将上述工作安排在两端始发、终到站,避免中途停车,造成区间不达速。

2.4 信号试验日试验计划

信号试验是通过实车试验,验证轨道电路发码、应答器数据和无线闭塞中心(RBC)行车许可等信号设备是否达到设计标准[9]。验证列控系统安全控车的试验,均采用ATP控车方式。根据CTC系统设备开通和调试情况可以采用CTC分散自律模式或非常站控方式进行试验。信号试验除完成进路序列验证外,还可能搭载进行多个场景的试验,根据当日序列进路,预排试验时间。

(1)新线。由于信号试验期间,动车组采用ATP控车模式,行车有安全保障,可以适当考虑增加试验序列,根据当日测试情况,若测试时间紧张可取消部分试验序列。

(2)既有线。对枢纽地区信号试验,由于径路复杂、试验序列多、行车组织复杂,同时枢纽地区信号试验涉及到既有线也需要在有限的天窗时间进行,更需要高效合理地安排信号试验计划。西安北枢纽示意见图2。西安北站设置3个场,衔接6个方向车流(西安北动车段、郑州、宝鸡、成都、大同、银川),每日行车密度高,咽喉能力紧张。在银西铁路信号试验期间,运用了装载CTCS2-200C、CTCS2-200H、CTCS3-300T、CTCS3-300S、CTCS3-300H车载设备的试验列车进行检测,共计完成788个CTCS-2、485个CTCS-3测试序列的测试,检测里程35 363 km。为提高试验效率,在不影响既有线的前提下,可以选择区间折返方式减少区间走行距离,并结合CTCS-2/CTCS-3区间中继站或RBC管辖范围,优化试验方案;也可以同时组织机务段、车辆(动车)段提供“双司机双钥匙”,大幅压缩折返换端时间。

图2 西安北枢纽示意图

2.5 局内及跨局试验行车组织

(1)局内试验行车组织。为确保试验安全,应重点把好列车进路安全的“进路关”,严格执行车机联控,指路行车,做好站内停放的防溜措施,按铁路局集团公司明确的应急处置办法,组织应急处置,确保试验安全。

(2)跨局试验行车组织。由中国国家铁路集团有限公司明确组织单位,负责组织的铁路局集团公司组织编制跨局试验行车组织办法,主要明确试验列车运行跨越多个铁路局集团公司时的相关结合部问题[10],明确本次试验检测范围、各铁路局集团公司管界、确认列车和试验列车担当等,试验列车跨局运行时,行车组织应按属地铁路局集团公司联调联试及运行试验相关规定执行,服从属地铁路局集团公司调度所及车站的统一指挥,承担配合职责的铁路局集团公司可以指派联络员进驻联调联试现场指挥部,协助配合联调联试现场指挥部工作。

3 结束语

高速铁路联调联试工作是一项庞大、复杂的系统工程,涉及铁路局集团公司、建设单位、检测机构、设计院等多方单位,上千人参与,风险点诸多。通过对近年来联调联试的经验进行总结,抓住影响行车安全的关键试验环节,从联调联试前期准备及组织、总体试验计划、日试验计划、信号试验以及跨局行车组织等几个方面进行优化,达到提高试验效率和安全可控程度的目的。除上述研讨的问题外,在现场实施过程中还需要考虑如何将施工计划与现场试验科学结合、保证良好的设备状态,以提高试验效率。

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