張樂(lè)君,祝 銘,朱濤偉
信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系是鐵路運(yùn)輸?shù)纳€,確保聯(lián)鎖關(guān)系正確是信號(hào)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工維修等必須遵循的基本原則[1],貫穿于信號(hào)大修、中修、維修及工程建設(shè)的全過(guò)程[2]。鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)是確保聯(lián)鎖關(guān)系正確的基礎(chǔ)。
隨著車(chē)站擴(kuò)能提速需求的不斷增加,安全壓力日益嚴(yán)峻,設(shè)計(jì)問(wèn)題與電務(wù)維修管理之間的矛盾日漸突出,目前僅靠設(shè)計(jì)文件確保聯(lián)鎖電路符合設(shè)計(jì)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖各項(xiàng)功能的方式,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足建設(shè)及維修全過(guò)程聯(lián)鎖安全的要求。為此,本文根據(jù)多個(gè)鐵路工程項(xiàng)目,擷取具有代表性的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行討論分析,并探討預(yù)防及解決措施。
在復(fù)雜站場(chǎng),特別是多線別且線路速度不同的樞紐車(chē)站,因?yàn)槌鋈肟谳^多,每個(gè)出入口對(duì)應(yīng)的線別速度不同,導(dǎo)致配置的設(shè)備制式也各不相同。由于不同設(shè)備之間物理接口及數(shù)據(jù)處理方式均存在差異,因此車(chē)站設(shè)備制式越多,聯(lián)鎖關(guān)系就越復(fù)雜[3]。
1)車(chē)站設(shè)備制式越多,需采購(gòu)、維護(hù)管理的備品備件就越多,明顯增加了維修成本及備品管理的難度。如果發(fā)生設(shè)備故障,又恰巧缺少了同型號(hào)備品,將無(wú)法保證設(shè)備的及時(shí)修復(fù)。
2)不同型號(hào)的設(shè)備越多,設(shè)備管理需制定的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)也越多,現(xiàn)場(chǎng)職工需要學(xué)習(xí)掌握的相關(guān)工作原理,維護(hù)、測(cè)試、故障處理方法等專(zhuān)業(yè)知識(shí)也越加復(fù)雜。
3)復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)維護(hù)人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平要求較高。目前鐵路電務(wù)部門(mén)主要以信號(hào)設(shè)備維修為主,普遍存在聯(lián)鎖專(zhuān)業(yè)人員數(shù)量少、培養(yǎng)滯后等問(wèn)題,如遇到復(fù)雜的信號(hào)設(shè)計(jì),就加大現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)及故障處理的難度。日常施工過(guò)程也需要更為周密的考慮和防范措施,才能確保鐵路行車(chē)安全。
1)不同的設(shè)計(jì)方案對(duì)應(yīng)的維修成本不同,而每一件信號(hào)設(shè)備對(duì)應(yīng)的都是一系列的維修工作,如輪換修、中修、大修、日常檢修、年度聯(lián)鎖試驗(yàn)、各級(jí)電氣特性測(cè)試,以及各種專(zhuān)項(xiàng)整治工作等。每一類(lèi)設(shè)備器材又對(duì)應(yīng)不同的維修方法、維修用時(shí)及安全措施。近年來(lái)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)經(jīng)常存在雖未違反設(shè)計(jì)規(guī)范,但不符合運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際等情況,設(shè)計(jì)方案不經(jīng)濟(jì)、不優(yōu)化[4],給設(shè)備管理單位增加了不必要的工作量。
2)信號(hào)設(shè)計(jì)方案統(tǒng)籌考慮不全面,特別是分階段實(shí)施的多期工程,后期容易產(chǎn)生“非標(biāo)”設(shè)計(jì)。同時(shí),遠(yuǎn)期規(guī)劃缺乏統(tǒng)籌考慮,如技改、基建、大修等工程結(jié)合度不高,往往造成某站剛完成大修開(kāi)通,又開(kāi)始局部擴(kuò)能改造、設(shè)備升級(jí)等工作;又或是剛經(jīng)歷完局部改造又到了大修期,增加了電務(wù)人員的工作量。
1)對(duì)于局部站改工程,設(shè)計(jì)單位往往只對(duì)站改范圍進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì),當(dāng)大修、新建等工程施工階段存在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變動(dòng)時(shí),也僅僅是以提供設(shè)計(jì)聯(lián)系單的方式進(jìn)行變更。隨著運(yùn)輸擴(kuò)能需求的增加,站改工程頻繁,如此圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變動(dòng)方式不僅造成信號(hào)圖紙分冊(cè)過(guò)多、查閱困難的問(wèn)題,而且導(dǎo)致變更設(shè)計(jì)聯(lián)系單眾多、聯(lián)系單答復(fù)不清晰、聯(lián)系單后期留存不當(dāng)?shù)葐?wèn)題越來(lái)越突出。若設(shè)計(jì)聯(lián)系單中的變動(dòng)修訂未能及時(shí)在竣工圖紙中體現(xiàn),則圖實(shí)不符的問(wèn)題將難以根除。
2)圖紙總體設(shè)計(jì)說(shuō)明、特殊聯(lián)鎖關(guān)系說(shuō)明不夠充分。特別是涉及CTCS-2 級(jí)客貨共線的車(chē)站,站間情況較為復(fù)雜,站間條件、相關(guān)聯(lián)鎖條件的傳遞方式也多種多樣,即使全部由安全數(shù)據(jù)網(wǎng)傳遞,各站在實(shí)際執(zhí)行時(shí)也與規(guī)范存在一定出入[5]。因此充分的設(shè)計(jì)說(shuō)明既是聯(lián)鎖技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)維修人員快速掌握設(shè)備情況,定位故障源頭,判斷故障影響范圍的重要技術(shù)資料,也是設(shè)計(jì)單位掌握施工圖設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。近年來(lái),因圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明不充分導(dǎo)致施工圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的情況時(shí)有發(fā)生。
3)圖紙配線表與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際配線不符。究其原因,一是施工設(shè)計(jì)階段的配線圖不符合現(xiàn)場(chǎng)布線操作,施工單位需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配線調(diào)整,最終造成竣工圖中配線表的準(zhǔn)確性依賴(lài)于施工單位的修訂質(zhì)量;二是缺少各子系統(tǒng)配線的整合配線圖,特別是前期還存在調(diào)度集中子系統(tǒng)、道岔缺口監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)等無(wú)配線圖表的問(wèn)題。
對(duì)于電務(wù)部門(mén)來(lái)說(shuō),凡涉及聯(lián)鎖關(guān)系變化的,就需要重新進(jìn)行聯(lián)鎖軟件仿真試驗(yàn);凡涉及組合變動(dòng)的,需返回原廠家進(jìn)行配線修改;利舊設(shè)備不足的,需重新補(bǔ)充采購(gòu)及入所檢驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況考察不足,以及與運(yùn)營(yíng)部門(mén)需求溝通不充分等原因,導(dǎo)致工程進(jìn)入施工階段后設(shè)計(jì)方案仍發(fā)生變動(dòng)。而這些變動(dòng)造成的時(shí)間成本往往嚴(yán)重?cái)D壓電務(wù)工程驗(yàn)收環(huán)節(jié)的時(shí)間,特別是壓縮了驗(yàn)證聯(lián)鎖關(guān)系是否正確的試驗(yàn)時(shí)間,給聯(lián)鎖工程師造成極大的工作壓力。
不同的工程項(xiàng)目,設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題不盡相同。下述舉例的典型場(chǎng)景是目前影響電務(wù)維修管理的突出問(wèn)題,值得設(shè)計(jì)人員關(guān)注。
以A、B 兩站為例,A 站是配置了列控中心的客貨共線車(chē)站,B 站是既有普速車(chē)站,A、B 站均進(jìn)行站場(chǎng)改造,并配置列控中心,連通某高速客運(yùn)專(zhuān)線。B 站先開(kāi)通,A 站后開(kāi)通。A、B 站之間既有設(shè)備概況見(jiàn)圖1。
圖1 A、B站間既有設(shè)備概況
根據(jù)A、B 兩站既有設(shè)備情況及B 站先開(kāi)通,A站后開(kāi)通的開(kāi)通順序,提出4種設(shè)計(jì)方案。
方案一:A、B 站間相互聯(lián)系的設(shè)備維持既有設(shè)計(jì)方案,即由四線制方向電路控制區(qū)間改方,站間聯(lián)系通過(guò)信號(hào)電纜傳輸,區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)區(qū)間占用邏輯檢查,區(qū)間軌道電路為ZPW-2000A繼電編碼。
方案二:將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸納入QJK-JS 型區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng),其余維持既有設(shè)計(jì)。
方案三:區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能都納入列控中心控制,區(qū)間軌道電路編碼維持既有繼電編碼方式。
方案四:區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能、區(qū)間軌道電路編碼全部納入列控中心控制[6]。
方案一的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)B站先行開(kāi)通時(shí),對(duì)A站的運(yùn)輸影響最小,A站施工風(fēng)險(xiǎn)較低;缺點(diǎn)是車(chē)站設(shè)備制式多、系統(tǒng)間接口多,設(shè)備功能利用率不高,聯(lián)鎖關(guān)系較為復(fù)雜,不利于后期維護(hù)管理。
方案二與方案一比較,將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸納入?yún)^(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng),雖開(kāi)通時(shí)工作量有所增加,但施工風(fēng)險(xiǎn)較低。優(yōu)點(diǎn)是減少了部分外部繼電電路,區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)利用率提高,聯(lián)鎖關(guān)系復(fù)雜性有所降低。
方案三相比方案一、方案二,是將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能均納入列控中心,提高了列控中心功能利用率,減少了車(chē)站外部繼電電路及系統(tǒng)間接口,聯(lián)鎖關(guān)系較為簡(jiǎn)單,有利于后期維護(hù)管理。但是對(duì)A 站的列控中心改動(dòng)較大,且涉及部分設(shè)備拆除,開(kāi)通點(diǎn)工作量及施工風(fēng)險(xiǎn)均高于方案一及方案二。
方案四是在方案三的基礎(chǔ)上,又將區(qū)間編碼功能納入了列控中心。優(yōu)點(diǎn)是充分利用了列控中心設(shè)備功能,車(chē)站設(shè)備制式少,聯(lián)鎖關(guān)系簡(jiǎn)單清晰,有利于設(shè)備維護(hù)管理及設(shè)備制式的統(tǒng)一;缺點(diǎn)是需要過(guò)渡施工,費(fèi)用較高,開(kāi)通點(diǎn)工作量及施工風(fēng)險(xiǎn)均高于前3種方案。
在近年的工程項(xiàng)目中,與舉例類(lèi)似的場(chǎng)景設(shè)計(jì)采用方案一的情況較多。但由于方案一不利于后期信號(hào)設(shè)備的維護(hù)管理,同時(shí)隨著運(yùn)輸提速的需求及技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,今后將面臨不斷改造的局面。因此,若A 站為規(guī)模較大車(chē)站或樞紐站,推薦使用方案三;若A 站存在受列控型號(hào)限制,安全數(shù)據(jù)網(wǎng)無(wú)法提前到位等問(wèn)題時(shí),推薦使用方案二;只有當(dāng)A 站規(guī)模較小,在機(jī)械室具備條件的情況下,推薦使用方案四。
圖2 為某上行咽喉平面示意圖,在8G 下行方向設(shè)置了2 個(gè)出站信號(hào)機(jī):X8-1 和X8-2。X8-1 可向SDF、SWF、SD、SW 4 個(gè)方向發(fā)車(chē),X8-2 僅能向SW 方向進(jìn)行反方向發(fā)車(chē)。由于X8-1 與X8-2均為發(fā)車(chē)信號(hào),當(dāng)列車(chē)接至X8-2 信號(hào)機(jī)外方無(wú)岔區(qū)段時(shí),需X8-1點(diǎn)亮藍(lán)燈才能跨越,因此X8-1信號(hào)機(jī)顯示存在“非標(biāo)”問(wèn)題。同時(shí)由于X8-2 向SW 的反方向發(fā)車(chē)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中很少使用,因此還存在設(shè)計(jì)方案與實(shí)際運(yùn)用不符的問(wèn)題,不僅不經(jīng)濟(jì),還給現(xiàn)場(chǎng)增加了不必要的信號(hào)設(shè)備。為此提出2種改進(jìn)方案。
圖2 上行咽喉平面示意
方案一,將X8-2出站信號(hào)機(jī)改為調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī),取消X8-2相關(guān)列車(chē)進(jìn)路。
方案二,將X8-1改為發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)X8-1L,增加X(jué)8-1L至X8-2的列車(chē)進(jìn)路。
上述2 種方案雖都能解決X8-1 的“非標(biāo)”問(wèn)題,但因站場(chǎng)平面已定,與實(shí)際運(yùn)用不符、不經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題依然存在。由此看出,設(shè)計(jì)初期現(xiàn)場(chǎng)情況考察是否充足,設(shè)計(jì)方案是否合理,對(duì)于運(yùn)營(yíng)及信號(hào)維護(hù)管理有直接的影響[7-8]。
針對(duì)機(jī)車(chē)信號(hào)與地面出站信號(hào)機(jī)顯示不一致的設(shè)計(jì)問(wèn)題,以某站2006年進(jìn)行的一次施工改造為例,自動(dòng)閉塞結(jié)合電路圖設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。在實(shí)際施工過(guò)程中,該結(jié)合電路的X2LQJ3 和X3LQJ3 勵(lì)磁電路上分別增加了原1947G 和1959G 的GJF 接點(diǎn)條件[9],實(shí)際電路見(jiàn)圖4。
圖3 自動(dòng)閉塞結(jié)合電路
圖4 實(shí)際自動(dòng)閉塞結(jié)合電路
施工開(kāi)通后,該電路變更設(shè)計(jì)未在竣工圖中體現(xiàn),加之設(shè)計(jì)聯(lián)系單缺失,導(dǎo)致在后續(xù)區(qū)間改造施工中,設(shè)計(jì)單位又依據(jù)了錯(cuò)誤的電路圖進(jìn)行設(shè)計(jì),最終造成X2LQJ1、X2LQJ2 與X2LQJ3,X3LQJ1、X3LQJ2與X3LQJ3勵(lì)磁不同步。如果該車(chē)站后續(xù)未進(jìn)行相關(guān)施工改造,則此類(lèi)圖實(shí)不符問(wèn)題將長(zhǎng)期存在。由于該設(shè)計(jì)錯(cuò)誤較為隱蔽,難以發(fā)現(xiàn),因此只能依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的聯(lián)鎖專(zhuān)業(yè)人員把關(guān)。相似問(wèn)題還出現(xiàn)過(guò),如既有竣工圖電碼化載頻與實(shí)際不符、重載線路竣工圖電碼化低頻設(shè)計(jì)與實(shí)際不符等,導(dǎo)致后續(xù)工程改造時(shí)施工圖設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
近年來(lái)因現(xiàn)場(chǎng)情況考察不充分、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查不細(xì)、既有原理圖不準(zhǔn)確、缺少技術(shù)說(shuō)明、設(shè)計(jì)聯(lián)系單缺失等,導(dǎo)致施工圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或施工階段后期圖紙?jiān)O(shè)計(jì)發(fā)生變更的情況時(shí)有發(fā)生,不僅影響聯(lián)鎖試驗(yàn)范圍的判斷,在試驗(yàn)過(guò)程中不斷修改配線,也給聯(lián)鎖試驗(yàn)過(guò)程造成一定的影響。
1)嚴(yán)格執(zhí)行各類(lèi)設(shè)計(jì)規(guī)范,優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),減少系統(tǒng)間的設(shè)備接口,保持相同線別車(chē)站設(shè)備制式統(tǒng)一,并盡可能從經(jīng)濟(jì)性、適用性、節(jié)約維修成本等角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2)完善設(shè)計(jì)流程的過(guò)程控制。一是加強(qiáng)聯(lián)鎖專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參加初步設(shè)計(jì)及各環(huán)節(jié)的施工圖審核、變更設(shè)計(jì)等相關(guān)會(huì)議;二是鐵路相關(guān)部門(mén)應(yīng)相互協(xié)作,把好統(tǒng)籌施工關(guān),將相關(guān)事宜及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位,以利于設(shè)計(jì)人員及時(shí)掌握設(shè)計(jì)思路,檢查及統(tǒng)籌考慮工程設(shè)計(jì)的安全管理、規(guī)劃是否完善。
3)研制或補(bǔ)充完善配線圖自動(dòng)生成系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖、閉塞、列控、調(diào)度集中、集中監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)配線關(guān)聯(lián)及配線表的自動(dòng)整合功能,按照“雙端配線”原則生成綜合性配線圖表,以解決實(shí)物端子配線與竣工圖配線表不一致問(wèn)題。
4)規(guī)范施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì),提升圖紙細(xì)部標(biāo)準(zhǔn),出臺(tái)“規(guī)范圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明編寫(xiě)”的相關(guān)要求,明確設(shè)計(jì)說(shuō)明需涵蓋的項(xiàng)點(diǎn)內(nèi)容。
5)增加工程開(kāi)通后的圖紙驗(yàn)收環(huán)節(jié),并將竣工圖驗(yàn)收質(zhì)量納入電務(wù)工程驗(yàn)收管理,嚴(yán)抓設(shè)計(jì)聯(lián)系單未在竣工圖中修改、實(shí)物配線與配線圖表不一致等問(wèn)題,以解決因施工期間設(shè)計(jì)變更、改線等原因造成的圖紙與實(shí)物不符問(wèn)題[10]。
6)優(yōu)化施工方案,減少開(kāi)通壓力。將開(kāi)通施工分為幾個(gè)階段,由一天啟用全部系統(tǒng)功能改為幾天逐步完成,達(dá)到減少過(guò)渡設(shè)計(jì),統(tǒng)一設(shè)備制式,降低聯(lián)鎖關(guān)系復(fù)雜性的目的。
7)加強(qiáng)聯(lián)鎖專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)。近年來(lái)青年職工占比逐步提高,而運(yùn)輸擴(kuò)能提速需求導(dǎo)致基建、大修、技改項(xiàng)目連年增加,施工維修任務(wù)重、安全壓力大,急需加強(qiáng)技術(shù)力量。由于聯(lián)鎖關(guān)系逐步多元化,聯(lián)鎖不再僅僅局限于6502 電氣集中、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖等單個(gè)系統(tǒng),而是指通過(guò)現(xiàn)代化手段保障列車(chē)高速安全運(yùn)行的一系列系統(tǒng)設(shè)備、聯(lián)鎖關(guān)系,以及標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性、施工工藝和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織等綜合概念。因此,培養(yǎng)出一批掌握聯(lián)鎖技術(shù)的綜合型人才是關(guān)鍵。為此提出3 點(diǎn)建議:①為解決聯(lián)鎖崗管理職能逐步弱化的現(xiàn)狀,扭轉(zhuǎn)職工對(duì)聯(lián)鎖業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)不主動(dòng)積極、聯(lián)鎖崗吸引力不夠的問(wèn)題,應(yīng)將聯(lián)鎖業(yè)務(wù)技能、業(yè)務(wù)資質(zhì)與管理職能崗位掛鉤,以提升聯(lián)鎖業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)氛圍及聯(lián)鎖崗位的吸引力;②開(kāi)展多種形式培訓(xùn),拓寬培養(yǎng)渠道,提高基層職工隊(duì)伍整體技術(shù)水平,強(qiáng)化高技能人才持續(xù)培養(yǎng);③鑒于工程聯(lián)鎖試驗(yàn)的工期短、時(shí)間緊、試驗(yàn)人員人手不足等情況,建議成立車(chē)間級(jí)聯(lián)鎖試驗(yàn)小組,將熟悉聯(lián)鎖電路的同志納入聯(lián)鎖試驗(yàn)小組,參與本車(chē)間管轄車(chē)站的軟件或現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖試驗(yàn)[11]。
鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,不僅是一次次的技術(shù)革新,更是對(duì)鐵路運(yùn)輸安全的不斷挑戰(zhàn)。信號(hào)圖紙作為保障聯(lián)鎖關(guān)系準(zhǔn)確的重要技術(shù)資料,既是設(shè)計(jì)單位大修、技改出圖的設(shè)計(jì)依據(jù),又是施工單位布線搭建的施工依據(jù),更是設(shè)備管理單位維修管理、施工作業(yè)、應(yīng)急故障處置的重要技術(shù)資料[12]。
為確保信號(hào)圖紙聯(lián)鎖關(guān)系的準(zhǔn)確,需要嚴(yán)格的圖審和聯(lián)鎖關(guān)系檢查試驗(yàn)。而圖審和聯(lián)鎖試驗(yàn)的范圍、關(guān)鍵點(diǎn)、試驗(yàn)方法又受制于施工圖設(shè)計(jì)及施工組織方式。因此合理準(zhǔn)確的信號(hào)設(shè)計(jì)、工程過(guò)渡設(shè)計(jì)至關(guān)重要,需要各級(jí)鐵路部門(mén)、設(shè)計(jì)單位、施工單位鼎立協(xié)作,嚴(yán)格審核把關(guān),才能確保信號(hào)設(shè)計(jì)的合理、準(zhǔn)確,真正做到鐵路運(yùn)輸安全的長(zhǎng)治久安。
本文結(jié)合鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目,從設(shè)備管理角度,深入探討和分析了當(dāng)前信號(hào)設(shè)計(jì)在施工圖階段存在的問(wèn)題,以及給后期信號(hào)設(shè)備維護(hù)工作帶來(lái)的不利影響,并以此提出7 條解決對(duì)策,為今后的信號(hào)設(shè)計(jì)及鐵路信號(hào)管理工作提供一定借鑒。