王松林 葉一彪 陸志雄

(1.上海申鐵投資有限公司,200003,上海; 2.中鐵上海設(shè)計院集團有限公司,200070,上海;3.上海市域鐵路運營有限公司,201102,上?！蔚谝蛔髡?高級工程師)

根據(jù)《上海市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2017—2025年)》,上海市域鐵路線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃立足市域城鎮(zhèn)體系和樞紐布局,形成“九射、十三聯(lián)”的網(wǎng)絡(luò)形態(tài),總規(guī)模約1 157 km。市域鐵路車輛的檢修需求也將隨之迅速增長[1]。根據(jù)《上海市市域鐵路網(wǎng)規(guī)劃研究》,上海市域鐵路車輛運用檢修設(shè)施按照“檢修集中、運用分散”的設(shè)計思路,按照“集約運作、節(jié)省資源”要求,考慮項目建設(shè)時序,結(jié)合市域鐵路網(wǎng)車輛檢修總規(guī)模的需求,提出動車運用及檢修設(shè)施布局初步方案:在整個市域鐵路線網(wǎng)中規(guī)劃設(shè)置動車段1處、動車運用所3處、停車場5處。

近年來,中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)大力開展深度融合、修程修制研究,其中在電務(wù)車載運維方面重點推進動車組電務(wù)車載設(shè)備綜合維修一體化作業(yè)改革工作,逐步構(gòu)建智能化監(jiān)測和檢測、自動化檢修的綜合運維系統(tǒng)。在動車組電務(wù)車載設(shè)備修程修制方面,一是通過檢修、檢測手段的改進以及運維數(shù)據(jù)的支撐,推進動車組電務(wù)車載設(shè)備分層分級分類,實行設(shè)備修程修制差異化管理;二是通過平臺數(shù)據(jù)分析,對設(shè)備使用狀況進行評估,并依據(jù)評估結(jié)果適當(dāng)延長檢修使用期限。

市域鐵路車輛在速度等級、牽引、制動、平面布置、設(shè)備設(shè)施配置等方面與國鐵車輛有著較大的差異,傳統(tǒng)的國鐵車輛檢修基地的檢修工藝無法滿足市域鐵路車輛的檢修需求。隨著市域動車組的不斷開行,市域動車組司機和設(shè)備運維人員數(shù)量以及運維工作量將快速增加,與動車組運行相關(guān)的人員行為管控、各工種人員的協(xié)同閉環(huán)卡控、車載設(shè)備履歷信息管理、線路列控數(shù)據(jù)的體系化管理將越來越重要,因此構(gòu)建適應(yīng)市域鐵路運營管理的市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備智能運維平臺,全方位覆蓋市域動車組在正線運行和段(運用所/停車場)內(nèi)作業(yè)的各種場景,通過監(jiān)測提升效率,運用科技保障安全,具有十分重要的意義。

1 國鐵與市域鐵路列車電務(wù)車載設(shè)備運維管理的差異

考慮到上海市域鐵路與國鐵線路“互聯(lián)互通”的需求[2],列控系統(tǒng)采用國鐵制式的CTCS-2+ATO(中國列車控制系統(tǒng)2級+列車自動運行)系統(tǒng),日常的運營管理、運營設(shè)施設(shè)備維護維修由上海市域鐵路運營有限公司負責(zé),管理與維護模式更接近“國鐵模式”。

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備以CTCS-2+ATO系統(tǒng)列控車載設(shè)備為主,參照國鐵同類裝備的運維管理辦法,結(jié)合市域鐵路的特點進行改進。國鐵和市域鐵路在電務(wù)車載設(shè)備運維管理方面的差異主要表現(xiàn)在以下幾方面:

1) 國鐵裝備的CTCS-2+ATO系統(tǒng)列控車載設(shè)備數(shù)量少,運用問題較多;市域鐵路設(shè)計的CTCS-2+ATO系統(tǒng)列控車載設(shè)備的功能與國鐵的功能不完全一致。

2) 國鐵與市域鐵路的管理模式不一樣,既有系統(tǒng)不能完全照搬使用。國鐵既有系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用單位的組織機構(gòu)層級密切相關(guān),每個系統(tǒng)對信息的管理、調(diào)閱權(quán)限,按照管理使用機構(gòu)的組織機構(gòu)設(shè)計,而在市域鐵路則需要結(jié)合市域鐵路的管理模式進行重新設(shè)計或調(diào)整。

3) 國鐵既有的電務(wù)車載設(shè)備的日常檢修主要依賴人工巡檢。由于設(shè)備種類多、巡檢設(shè)備智能化程度低,因此巡檢人員的工作量較大,而且容易漏檢。市域鐵路車載設(shè)備如ATP(列車自動保護)、ATO、CIR(機車綜合無線通信設(shè)備)、WTD(無線數(shù)據(jù)傳輸裝置)等,涉及多個廠家,設(shè)備類型多樣,運維方式不統(tǒng)一,導(dǎo)致檢修工作分散,因此需要建立統(tǒng)一的一體化運維平臺。

4) 國鐵既有的EOAS(動車組司機操控信息分析系統(tǒng)),主要依靠人工進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和多級數(shù)據(jù)分析,并依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果對司機的違章行為進行定責(zé)。對于音視頻多媒體信息,也僅依靠人工進行抽檢瀏覽,不僅耗時耗力,而且因抽檢的信息數(shù)量有限,覆蓋司機作業(yè)范圍小,分析勞效較低。

5) 國鐵共建有DMS(列控車載設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng))、ATPMIS(車載設(shè)備信息管理系統(tǒng))、列控數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和EOAS等4套系統(tǒng),但各系統(tǒng)間相互隔離,不能共享數(shù)據(jù)。中國鐵路上海局集團有限公司(以下簡稱“上海局”)4套系統(tǒng)具體配置情況如表1所示。

表1 中國鐵路上海局集團有限公司4套系統(tǒng)配置情況

因此,為保證CTCS-2列控車載設(shè)備及新增ATO等車載設(shè)備的穩(wěn)定運行及有效監(jiān)測、維護,需結(jié)合上海市域鐵路以及市域動車組的特點,開展相關(guān)系統(tǒng)的研究設(shè)計、樣機研制、靜動態(tài)試驗驗證和體系化標準輸出制定[3],構(gòu)筑完善的市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備的智能運維體系,建成市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備動態(tài)監(jiān)測、深度綜合運用、智能檢修運維平臺。

2 市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺設(shè)計

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺的建設(shè)應(yīng)解決國鐵在一體化運維中面臨的運維系統(tǒng)相互獨立、運維智能化程度不高、運用和運維分離等問題,結(jié)合市域鐵路的管理模式,實現(xiàn)對電務(wù)車載設(shè)備的一體化運維管控,設(shè)備狀態(tài)的智能化、自動化檢測,利用機檢替代人檢,減少作業(yè)人員工作量,提升車載設(shè)備運用質(zhì)量[4]。市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺整體架構(gòu)

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺應(yīng)包括列控車載設(shè)備動態(tài)監(jiān)測、電務(wù)車載設(shè)備智能檢測、電務(wù)車載設(shè)備信息管理、列控數(shù)據(jù)管理和司機操控信息綜合監(jiān)測分析五部分。平臺建設(shè)內(nèi)容應(yīng)覆蓋市域鐵路動車組電務(wù)車載設(shè)備日常正線運行、司機介入操控、運行控制中心集中監(jiān)測、車輛基地日常檢修全過程場景以及地面列控數(shù)據(jù)的閉環(huán)校核,做到整體設(shè)計、全面覆蓋,保障市域鐵路動車組電務(wù)車載設(shè)備的穩(wěn)定可靠運行,為市域鐵路的安全高效運營提供有力支撐。市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺功能模塊如圖2所示。

圖2 市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺功能模塊

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺在車載層應(yīng)與ATP、ATO、TCR(軌道電路信息讀取器)、TCMS(列車控制和管理系統(tǒng))、車載TAU(列車接入單元)等設(shè)備設(shè)有接口,并能與其交換數(shù)據(jù)。為解決國鐵4套系統(tǒng)存在的問題,該平臺在車載層設(shè)計時應(yīng)采用集中設(shè)計方式,將列控車載設(shè)備監(jiān)測和司機操控信息監(jiān)測進行融合,并新增TCMS數(shù)據(jù)采集功能,同時擴展ATP、ATO等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能。市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺車載層設(shè)計示意圖如圖3所示。

圖3 市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺車載層設(shè)計示意圖

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺應(yīng)能對ATP、ATO、BTM(應(yīng)答器傳輸模塊)、TCR(軌道電路信息讀取器)等電務(wù)車載設(shè)備進行一體化運維管控,對動車組電務(wù)車載設(shè)備的運用跟蹤、功能試驗、性能指標以及外觀等設(shè)備狀態(tài)進行智能化、自動化檢測,對設(shè)備性能下降或功能異常情況進行報警提示,實現(xiàn)設(shè)備隱患預(yù)防修,提升車載設(shè)備整體運用質(zhì)量,保障車載設(shè)備正常運用。

市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺的地面中心應(yīng)采用統(tǒng)籌規(guī)劃、集中設(shè)置原則[5],對列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測、車載設(shè)備智能檢測、車載設(shè)備信息管理、列控數(shù)據(jù)管理、動車組司機操控信息綜合監(jiān)測分析各功能模塊進行融合設(shè)計,打通各專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘,提高設(shè)備綜合管理質(zhì)量,滿足市域鐵路運維管理發(fā)展需求。市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺地面中心設(shè)計示意圖如圖4所示。

圖4 市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺地面中心設(shè)計示意圖

綜上,市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺的建設(shè)相較于國鐵分別在修程修制、節(jié)支降耗、檢修效率、投資概算等方面進行了優(yōu)化升級,以提升電務(wù)車載設(shè)備運維的管理效益和經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

本文對比分析了市域鐵路與國鐵在電務(wù)車載設(shè)備運維管理方面的差異,提出市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維管理需要結(jié)合市域鐵路的特點進行設(shè)計。面向市域鐵路動車組電務(wù)車載設(shè)備運用的全場景、全過程、全生命、全流程管理的市域鐵路電務(wù)車載設(shè)備運維平臺,其規(guī)劃設(shè)計借鑒了國鐵在動車組車載設(shè)備運用維護方面的技術(shù)積累和管理經(jīng)驗,并結(jié)合了市域鐵路動車組電務(wù)車載設(shè)備特點,是能夠滿足市域鐵路動車組正線運行監(jiān)測、運行控制中心調(diào)度指揮、車輛基地檢修作業(yè)場景需求的整體解決方案。