城軌交通工程系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)及運營演練的探討

1、城軌交通工程系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)及運營演練的探討        摘要：介紹城市軌道工程體系的組成，闡述實施機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)和運營演練的重要意義，探討聯(lián)調(diào)、試運營階段的王要內(nèi)容、實施策略和工作目標(biāo)，以達到建設(shè)與運營的無縫對接關(guān)鍵詞：城市軌道交通工程 系統(tǒng)總聯(lián)調(diào) 運營演練       城市軌道交通工程是一項由多種先進技術(shù)集成、運營安全要求高、社會效應(yīng)大的系統(tǒng)工程。城市軌道交通工程的實體建設(shè)過程大致可分為土建工程建設(shè)階段、機電設(shè)備安裝階段、建筑裝修階段、機電設(shè)備調(diào)試階段

2、、機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)階段、設(shè)備專項驗收及運營演練階段、設(shè)備最終驗收及開通試運營階段、設(shè)備維保及正式運營階段，每個階段的工程特點、管理模式、責(zé)任主體各有側(cè)重。近年來，在地鐵建設(shè)過程中，機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)階段和設(shè)備專項驗收及運營演練階段越來越受到國內(nèi)外一些城市軌道交通工程業(yè)界的高度重視。      機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)的功能是從系統(tǒng)的角度，驗證機電設(shè)備之間的接口技術(shù)，整合各機電設(shè)備的技術(shù)性能和使用功能，實現(xiàn)各機電設(shè)備系統(tǒng)在同一技術(shù)水平、同一管理模式、同一安全認證平臺上機一機、人一機之間有序可控、安全可靠的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。運營演練是對系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)的功能驗證，它

3、是地鐵工程實施建設(shè)與運營無縫對接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)地鐵工程人一機、人一人之間和諧、高效管理的外延，是關(guān)系到地鐵工程能否順利開通運營的第一步，在地鐵運營環(huán)節(jié)中占據(jù)著極其重要的地位。1城市軌道交通工程控制體系概述      地鐵建設(shè)作為一項重大的綜合系統(tǒng)工程，涉及城市規(guī)劃、市政、工程施工、地下管道(水、煤氣等)、電力供電、公交系統(tǒng)、工程總體規(guī)劃和計劃以及施工組織等諸多方面，迫切需要統(tǒng)籌規(guī)劃.協(xié)調(diào)進度順序，強化組織領(lǐng)導(dǎo)和保證物資、材料供應(yīng)等。地鐵工程自身的設(shè)備系統(tǒng)又包含電動客車、供電、通信、信號、售檢票、環(huán)境控制、車站設(shè)備監(jiān)控、防災(zāi)報警等多種技術(shù)和專

4、項子系統(tǒng)設(shè)備，而子系統(tǒng)又各具相對的獨立性和整體性，其設(shè)備配置必須滿足子系統(tǒng)的功能要求;設(shè)備品種繁多，且來自不同的廠商，彼此銜接均有特定要求，等等。所有這一切決定了地鐵設(shè)備應(yīng)進行綜合性的大系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練，其目的是確保地鐵交通工程在城市交通運輸體系中的主導(dǎo)地位，體現(xiàn)其良好的綜合社會效益。      從目前國際國內(nèi)城市軌道交通工程的現(xiàn)狀看，其控制體系中所涵蓋的機一機、人一機、人一人相互支持的8個主要支撐系統(tǒng)是系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)和運營演練的核心部分。      1 ) SCAA(電力監(jiān)控系統(tǒng)) &

5、#160;    主要監(jiān)控對象為高壓變電系統(tǒng)、低壓變電及供電系統(tǒng)、牽引變電系統(tǒng)等，實施對整個供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控、安全控制、遠程通信和供電復(fù)示，提供事故照明的備用電源。      2 ) BAS(環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng))      由中央控制系統(tǒng)(OCC)、全線系統(tǒng)、車站控制系統(tǒng)、車站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場控制機，以及監(jiān)、控、測、調(diào)各設(shè)備組成。全線BAS組成兩級(中央控制級和車站級)管理體系，實現(xiàn)三級(控制中心、車站、就地)控制功能。BAS監(jiān)腔范圍包括地下車站和區(qū)間隧道的空調(diào)

6、通風(fēng)及給排水、照明、電梯、扶梯等設(shè)備的控制管理，對上述設(shè)備進行全面系統(tǒng)的自動化監(jiān)控和管理，確保其發(fā)揮最佳作用，維持地下車站和區(qū)間隧道適宜的溫度、濕度，保證給排水、照明、電梯、扶梯等設(shè)備的自動、安全運行。在發(fā)生火災(zāi)、列車阻塞等事故的情況下，能夠及時迅速地轉(zhuǎn)入災(zāi)害運行模式，保護乘客安全，將災(zāi)害損失減到最小。BAS應(yīng)能根據(jù)一年四季不同的氣象條件與列車運營狀況，自動按照設(shè)定的模式運行，在滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，盡可能降低車站設(shè)備的運行能耗。      3 ) FAS(防災(zāi)報警系統(tǒng))      主要對軌

7、道交通范圍內(nèi)各種建筑的火警火災(zāi)進行監(jiān)控?；馂?zāi)報警系統(tǒng)由全線AS中央控制中心及車站控制室、電動客車段控制室的車站級FAS系統(tǒng)、各種車站現(xiàn)場設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備組成.車站現(xiàn)場設(shè)備包括火災(zāi)探測器、監(jiān)視模塊、控制模塊、手動報警按鈕、感溫電纜、紅外對射、消防專用電話和插孔、警報器、復(fù)示盤等。全線FAS控制中心與車站級FAS系統(tǒng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)進行通信，車站級FAS系統(tǒng)通過總線或多線與現(xiàn)場設(shè)備連接。      4) AFC(自動售檢票)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)      AFC系統(tǒng)由中央機系統(tǒng)、編碼系統(tǒng)、密鑰管理系統(tǒng)、車站

8、計算機系統(tǒng)和車站AFC終端設(shè)備、票卡、運營輔助設(shè)備、培訓(xùn)設(shè)備和軟件系統(tǒng)等構(gòu)成，監(jiān)控/管理對象為AFC系統(tǒng)的各種售票機、加值機、閘機、驗票機、車站主機、中心主機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。      5)信號系統(tǒng)      列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)(ATS系統(tǒng))，可自動或由人工監(jiān)督和控制正線(電動客車段、試車線除外)，以及向行車調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息。ATS功能由完全位于OCC內(nèi)的設(shè)備實現(xiàn)，設(shè)備包括時刻表數(shù)據(jù)庫，庫里存儲有ATS功能要求的所有時刻表信息。列車自動防護子系統(tǒng)(ATP系統(tǒng)，包含了聯(lián)鎖系統(tǒng))，為實現(xiàn)列車自動

9、防護任務(wù)，需要與聯(lián)鎖和軌道空閑檢測設(shè)備、各種電動客車設(shè)備(安全制動，駕駛和制動控制，車門)及列車自動監(jiān)督ATS系統(tǒng)有眾多接口。      6)通信系統(tǒng)      系統(tǒng)包括傳輸、無線、公務(wù)電話、專用電話、廣播、電視監(jiān)控、時鐘、電源、光電纜等子系統(tǒng)，除了傳輸通信系統(tǒng)所需的語音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息外，還可以對電力監(jiān)控(SCADA)、自動售檢票(AFC)、信號、防災(zāi)報警(FAS)、設(shè)備監(jiān)控(日AS)等系統(tǒng)的信息實現(xiàn)透明傳輸，并傳輸其他運營管理等所需的信息，構(gòu)成傳送語言、文字、數(shù)據(jù)和圖像等各種信息的綜合

10、業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)。      7 ) PIS(旅客向?qū)到y(tǒng))      系統(tǒng)的設(shè)備包括:LED旅客向?qū)?、LED發(fā)車計時器，提供旅客乘車信息、政府公告、出行、實時多媒體資訊信息和視頻信息的旅客資訊播出設(shè)備，在行車調(diào)度中心（OCC)和正線各車站之間構(gòu)建的旅客資訊系統(tǒng)，提供各車站LED旅客向?qū)?、LED發(fā)車計時器及相應(yīng)的旅客資訊播出的控制器和服務(wù)器等設(shè)備。      8 ) OA(辦公自動化)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)    

11、;  綜上所述，對如此技術(shù)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)交織、互為支撐的大系統(tǒng)實施系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，并開展多種模式的運營演練，其必要性、現(xiàn)實性顯而易見。地鐵工程的主要系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)和控制關(guān)系如圖1所示。2實施機電設(shè)備總聯(lián)調(diào)和運營演練的重要意義2.1實現(xiàn)地鐵工程的系統(tǒng)性目標(biāo)      地鐵各子系統(tǒng)受專業(yè)、經(jīng)驗和其他因素的影響，最終往往局限于各自子系統(tǒng)目標(biāo)的滿足，或者雖在主觀上預(yù)測它能滿足大系統(tǒng)的要求但事實上達不到，需在聯(lián)調(diào)中經(jīng)由大系統(tǒng)到子系統(tǒng)的多次反饋與調(diào)整，方可認定子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的完整性與合理性。地鐵系統(tǒng)是由多個相互作用及匹配的子系統(tǒng)構(gòu)成，是一個有機的集合體，

12、表現(xiàn)出很強的關(guān)聯(lián)性，其特征是各子系統(tǒng)設(shè)備間相互聯(lián)系、相互作用或彼此制約。因此，在地鐵設(shè)備中存在著多方位的接口關(guān)系，借助接口來實現(xiàn)各子系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)整，完成大系統(tǒng)的綜合集成。也就是說，只有經(jīng)過對各子系統(tǒng)接口關(guān)系的動態(tài)聯(lián)調(diào)，才能從整體上完成地鐵設(shè)備大系統(tǒng)的有機集成。2. 2實現(xiàn)移動設(shè)備與固定設(shè)備的最佳整體匹配      盡管地鐵是由多個子系統(tǒng)組成的綜合性大系統(tǒng)，但僅就地鐵列車運行而言，則可以說線路工程是基礎(chǔ)，列車和供電是關(guān)鍵，通信信號與網(wǎng)絡(luò)是運行和安全的保障，三者是不可分割的整體。從動態(tài)觀點上來看，三者又是移動設(shè)備與固定設(shè)備之間的有機結(jié)合，聯(lián)調(diào)就是在

13、系統(tǒng)目標(biāo)協(xié)調(diào)下，尋求這兩類設(shè)備間的最佳整體匹配。      任伺龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，都需要在設(shè)計、制定技術(shù)規(guī)范、制造、安裝(或施工)及測試的各個階段特別注意子系統(tǒng)之間的界面，因為子系統(tǒng)不單獨運行，所以各子系統(tǒng)與其他的界面必須檢查和驗證，以證實其具備所需的功能并且不存在不兼容性。旅客乘坐地鐵列車的安全性、舒適性及平穩(wěn)性是通過地鐵線路與列車的最佳匹配來實現(xiàn)的，線路的高平順性及曲線半徑的合理配置可減小列車的振動和輪軌間的動力作用，使行車的安全和平穩(wěn)舒適性都能得到保證，軌道和電動客車部件的壽命和維修周期也隨之延長;而列車的垂向、橫向作用力又反過來明顯地影

14、響軌道及路基的穩(wěn)定性與通過曲線的安全性，嚴(yán)重時將導(dǎo)致軌道變形、不平順加劇直至出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損與破壞。在現(xiàn)實中，沒有不產(chǎn)生動力作用的列車，也沒有不產(chǎn)生變形的線路，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的任務(wù)就是尋求二者之間的匹配。      弓網(wǎng)匹配在常規(guī)電氣化鐵路運輸中的矛盾一直比較明顯，然而在低凈空地鐵隧道中所產(chǎn)生的弓網(wǎng)匹配問題卻更加突出，除要求設(shè)計合理外，還須經(jīng)聯(lián)調(diào)實現(xiàn)弓網(wǎng)的最佳匹配，盡可能地降低離線率，提高受流質(zhì)量，延長維修周期。1         2. 3通過安全分析提高系統(tǒng)安全性

15、0;     根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)，在聯(lián)調(diào)中按實際功能分析各子系統(tǒng)的安全性:一種是子系統(tǒng)故障將導(dǎo)致行車事故;另一種則是子系統(tǒng)故障僅影響大系統(tǒng)的局部功能，不致危及行車安全。對前一類子系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)定高可靠度，并據(jù)此確定系統(tǒng)部件的壽命期限，如線路軌道結(jié)構(gòu)、電動客車走行部件、制動部件、列車運行控制系統(tǒng)(包括ATS,.ATO,ATP)的關(guān)鍵部件等;至于第二類不危及行車安全的子系統(tǒng)，則不必要求過高的可靠度，可采取定期檢修與更換的手段，以恢復(fù)規(guī)定的功能。對故障將危及行車安全的子系統(tǒng)，需經(jīng)聯(lián)調(diào)確認其故障導(dǎo)向安全的性能。地鐵的運行控制及行車指揮系統(tǒng)在發(fā)生故障時，必須以犧牲效率來換取

16、列車的安全運行，這種特性應(yīng)通過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練加以檢驗、確定和完善。2. 4為運營提供成熟可靠的技術(shù)系統(tǒng)      聯(lián)調(diào)測試將是系統(tǒng)驗證和測試過程的一個重要部分。一系列的電動客車聯(lián)調(diào)測試，包括電動客車/地面通信、監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及信號聯(lián)調(diào)，都將在制造廠、實驗基地、現(xiàn)場完成。這些測試將為其后進行的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試檢驗和驗收過程的按時完成提供可靠的保證。      系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練的最后過程是系統(tǒng)預(yù)運營，包括:進行所要求的可維修性的預(yù)運營測試，采取所要求的日常和緊急維修措施的預(yù)運營，以及系統(tǒng)可

17、用性和穩(wěn)定性的預(yù)運營。通過系統(tǒng)的預(yù)運營，以驗證系統(tǒng)的技術(shù)成熟性與技術(shù)可靠性。2. 5保證國產(chǎn)化地鐵設(shè)備的順利開通      地鐵設(shè)備國產(chǎn)化是一項具有深遠意義的戰(zhàn)略決策，是我國地鐵建設(shè)蓬勃的根本出路。作為我國地鐵電動客車及機電設(shè)備國產(chǎn)化的依托工程，地鐵電動客車及機電設(shè)備國產(chǎn)化率要求高，有些設(shè)備是首次應(yīng)用到地鐵系統(tǒng)中。各系統(tǒng)設(shè)備之間或子系統(tǒng)設(shè)備之間，大量存在國產(chǎn)化產(chǎn)品和國外產(chǎn)品的組合。為實現(xiàn)較高的國產(chǎn)化率，一些技術(shù)成熟的關(guān)鍵設(shè)備采用國產(chǎn)化產(chǎn)品.但相對于系統(tǒng)而言它又是首次應(yīng)用，存在著系統(tǒng)集成是否成功的風(fēng)險。為此，必須進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練，以保證國產(chǎn)

18、化設(shè)備的順利開通。2. 6培訓(xùn)運營隊伍，提供解決商務(wù)爭議的依據(jù)      地鐵系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練是實現(xiàn)地鐵建設(shè)系統(tǒng)目標(biāo)的有效措施。通過聯(lián)調(diào)和演練認證系統(tǒng)的運輸能力，包括系統(tǒng)最大的輸送能力、最短的運行時間及列車運行間隔;通過聯(lián)調(diào)提高系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)旅客乘坐的舒適性、列車運行的安全與平穩(wěn)性、售檢票的便捷性及車站環(huán)境的協(xié)調(diào)性;通過聯(lián)調(diào)認證系統(tǒng)的社會效益，以使投入產(chǎn)出目標(biāo)合理，社會和經(jīng)濟效益明顯。      地鐵工程系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練方案的指導(dǎo)思想是:由有經(jīng)驗的、合格的各專業(yè)技術(shù)人員進行規(guī)定的各系統(tǒng)

19、、各項工作的測試、試驗和調(diào)試，保證測試儀器和試驗系統(tǒng)的先進性、可靠性、合法性。工作將按計劃進行合理的部署，協(xié)調(diào)推進，達到工程按要求開通的最終目的。運營單位的人員也將參與此項工作及其后的測試，運營單位的管理和技術(shù)人員通過與專業(yè)化聯(lián)調(diào)隊伍的合作，了解各系統(tǒng)性能、系統(tǒng)之間的技術(shù)接口、系統(tǒng)達到使用功能的工作過程、系統(tǒng)易于出現(xiàn)的故障和解決故障的途徑，并由此得到寶貴的在職實踐培訓(xùn)。      通過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練，可驗證各子系統(tǒng)或設(shè)備是否達到與承包商約定的各項性能指標(biāo)，檢驗在大系統(tǒng)工作條件下各子系統(tǒng)是否滿足相應(yīng)承包商合同所規(guī)定的要求，并指導(dǎo)各系統(tǒng)承包商和

20、安裝承包商在聯(lián)調(diào)階段的工作。通過客觀、中立的檢測記錄和試驗報告，為業(yè)主進行驗收及索賠提供各項技術(shù)依據(jù)。由此可見，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練是地鐵建設(shè)進程中的一個十分重要而不可缺少的環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)認真規(guī)劃和安排，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。3機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)和運營演練的任務(wù)      依據(jù)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)程度與接口復(fù)雜程度，在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和運營演練時，可將地鐵系統(tǒng)劃分為電動客車運行相關(guān)系統(tǒng)和運營相關(guān)系統(tǒng)兩部分。電動客車運行相關(guān)系統(tǒng)包括電動客車子系統(tǒng)、信號與控制子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、供系統(tǒng)、接觸網(wǎng)子系統(tǒng)、軌道子系統(tǒng)、電動客車段子系統(tǒng)，運營相關(guān)系統(tǒng)包括售檢票子系統(tǒng)、車站設(shè)

21、備監(jiān)控子系統(tǒng)、環(huán)控子系統(tǒng)、防災(zāi)報警子系統(tǒng)、電梯與扶梯子系統(tǒng)、給排水消防子系統(tǒng)。3. 1機電設(shè)備系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)工作任務(wù)分析      為保證所有的子系統(tǒng)和各類部件充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，協(xié)調(diào)配合以提供高效的系統(tǒng)能力，需、全面地構(gòu)思設(shè)備聯(lián)調(diào)任務(wù)。依據(jù)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，可將聯(lián)調(diào)劃分為電動客車/信號/通信設(shè)備預(yù)聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)冷滑試驗、系統(tǒng)熱滑試驗、列車運行相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、運營相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)試運營、系統(tǒng)評估。在聯(lián)調(diào)過程中，地鐵列車的運行是核心，各子系統(tǒng)均應(yīng)在列車運行狀態(tài)下動態(tài)調(diào)整。對它們來說，滿足系統(tǒng)目標(biāo)的要求主要體現(xiàn)在滿足列車運行的要求上。

22、60;     聯(lián)調(diào)可分為單系統(tǒng)調(diào)試、雙系統(tǒng)接口調(diào)試、多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試、系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)等階段。單系統(tǒng)調(diào)試、雙系統(tǒng)接口調(diào)試任務(wù)一般涵蓋在各系統(tǒng)承包商的供貨或安裝調(diào)試合同條款中，其實施主體是各系統(tǒng)承包商。多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試、系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)調(diào)試任務(wù)在各系統(tǒng)承包商的供貨或安裝調(diào)試合同條款中只明確其參與配合的責(zé)任，考慮到責(zé)任主體的管理力度和難度的要求，一般由業(yè)主或監(jiān)理組織實施。主要項目應(yīng)包括:      (1)車站機電設(shè)備間的聯(lián)調(diào)，包括FAS, BAS、氣體消防、給排水及消防、冷站及環(huán)控系統(tǒng)、屏蔽門、扶梯、低壓電器及事故照明;      (2)電力監(jiān)控系統(tǒng)SCADA與供電系統(tǒng)間的聯(lián)調(diào)，包括與信號間的聯(lián)調(diào);      (3)無線集群與信號、電動客車間的聯(lián)調(diào);      (4)通信時鐘、傳輸網(wǎng)與各相關(guān)系統(tǒng)間的聯(lián)調(diào)，包括信號、AFC,FAS,BAF,SCADA、辦公自動化，并模擬傳輸網(wǎng)中斷時對各相關(guān)系統(tǒng)的影響;      (