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不同组织方式与技术方案下城市轨道交通综合联调差异分析与比较

作者:未知

  摘 要:在近年城市轨道交通建设中,综合联调逐步发展成为一个相对独立的工程阶段。结合各地城市轨道交通投资、建设、运营等因素的不同特点及所应用设备系统的技术配置,综合联调在实施模式、调试范围、技术路线等方面形成了不同的方式。首先对综合联调的特点、要求及各地实践情况进行简要阐述,详细分析在不同承办单位、牵头部门、工作范围、技术结构、实施方式情况下,综合联调的差异,总结采用不同组织和技术模式时,综合联调的适用范围和执行要点。最后指出,在新的管理技术应用和技术标准规范指导下,城市轨道交通综合联调将逐步发展到更高水平。
  关键词:城市轨道交通;综合联调;组织形式;技术路线;差异分析;执行要点
  中图分类号:U231
  1 城市轨道交通综合联调的意义、要求及发展
  1.1 城市轨道交通综合联调工作的必要性
  城市轨道交通是一项由多种先进技术集成、运营安全要求高的系统工程,需要在各子系统均满足规定的技术条件和参数指标基础上,通过综合联调对各关联系统的协同运作进行验证。
  综合联调是城市轨道交通工程建设阶段向运营阶段有序过渡的关键环节,通过综合联调,可以检验各系统是否达到设计标准以及预定的各项性能指标,确定全系统的最佳匹配[1]。同时,运营单位人员通过参与综合联调,检验各系统的性能、配置是否满足后续运营和维护需求。
  1.2 国家规范对城市轨道交通综合联调的要求
  GB/T 30013-2013《城市轨道交通试运营基本条件》 [2]、建质[2014] 42号《城市轨道交通建设工程验收管理暂行办法》及GB50722-2011《城市轨道交通项目建设管理规范》[3]等,对综合联调在工程时序及建设程序上的定位做了表述,在单系统调试后、试运行之前,是项目工程验收的必要条件,并指出了综合联调的最终目的,即“符合运营要求”。
  截至目前为止,国家及行业层面尚未出台相应规范,没有对城市轨道交通综合联调在技术上做具体要求,但交运发〔2011〕236号《关于加强城市轨道交通运营管理的通知》、《城市轨道交通项目建设管理规范》中初步阐述了综合联调的专业覆盖范围,《城市轨道交通试运营系统测试检验规范(第1部分 地铁和轻轨)》明确了19项测试科目、方法及标准,可以作为综合联调科目设置的参考。
  1.3 近年来各地城市轨道交通对综合联调的实践及发展趋势
  2011年6月16日开通试运营的西安地铁2号线(西安市开通的首条地铁线路),是国内城市轨道交通首次将综合联调作为建设过程中的一个独立项目并全程委托第三方单位实施的地铁线路,合作单位派驻的大量各个专业人员赴西安承担了策划筹备、组织管理、现场实施、质量管控等各方面工作,有力地保障了各设备系统专业的联调质量[4]。该项目同时也形成了一整套综合联调管理和技术方面的体系文件。
  西安地铁1号线同样委托第三方单位作为综合联调的咨询单位,但其在综合联调中承担的角色转为以“咨询、指导”为主,主要承担计划节点控制、现场技术指导、重大问题分析、总体质量评估等角色。
  后续2号线延长线,西安地铁沿用2号线技术方案自主实施了联调。在3号线工程建设中,西安地铁基于原咨询单位的技术方案,对调试科目组合和调试顺序进行优化创新,首次实现了全线路自主调试。
  苏州地铁类似,轨道交通1號线、2号线委托了咨询单位,后续线路自主联调。郑州地铁1号线一期、2号线一期、城郊铁路一期、1号线二期委托了第三方单位,5号线自主联调。后续计划根据线网建设的工期筹备情况,如同期(或相近时期)多条线路进入综合联调阶段,则至少自主调试1条线,依据建设进度和运营人员筹备情况决定同期实施其他线路的联调模式。
  2 综合联调的组织形式分析
  2.1 承办单位
  承办单位指组织实施综合联调的单位,因综合联调涉及专业、单位繁多,此处指联调的组织单位,并非具体操作、记录的责任单位。从国内城市轨道交通的实践看,一般有第三方委托、建设单位组织、运营单位组织等几种形式。
  第三方委托,有实施和指导(咨询)2种形式,目前一般以后者为主(图1)。
  建设单位组织,一般实施方式是组织各供货、施工单位实施,运营单位安排人员参与或见证。实施目的和要求主要有是否完成工程验收、通过条件评审、顺利移交运营等几个方面。
  运营单位组织,一般由各相关专业部门具体实施,实施的目的和要求主要有设备性能和安装是否符合设计要求、满足运营需要、方便运营维护等几个方面。需要建设单位组织供货、施工单位现场配合,技术、监理单位支持。
  不同承办单位的综合联调特点分析见表1。
  可以看出,建设单位组织,在众多参建单位的协调上具有优势;运营单位组织,在质量和细节上要求更高。第三方委托时,在建设和运营的积极支持下,更容易协调建设和运营方在该建设阶段的关系,一方面能够推进工程进度,一方面能保证联调质量。
  2.2 牵头部门
  无论是委外还是自主联调,业主方都需要有一个牵头部门,主要负责综合联事务性管理工作,包括工作会议组织、调试计划编制、作业通知发布、质量问题追踪管理等[5]。如建设单位牵头,一般是机电设备管理部门,如大连、青岛、厦门等城市轨道交通;如运营单位牵头,一般是安技或新线管理部门,如西安、苏州、郑州等城市地铁。
  因为综合联调涉及众多专业的供货、施工、设计、监理单位,从建设单位看,由于主要涉及机电专业,如没有独立的建管职能部门,建议由机电设备管理部门牵头,系统施工及风水电施工管理单位配合。从运营单位看,由于涉及与施工、供货单位大量的协调工作,建议由新线或安技职能管理部门牵头。
  2.3 工作范围
  根据机电设备建设工程的一般情况,主要分设备进场安装、单机设备调试、系统接口调试、综合联调等几个阶段。为确保综合联调工作的质量与进度,首先要明确本工程/项目综合联调的工作范围,主要是确定综合联调与接口调试、动车调试的界限。   从目前的城市轨道交通建设管理看,综合联调一般作为一个比较独立的工程管理阶段。因此,从建设单位角度,接口调试建议纳入“建设或供货管理环节”,可以根据信息流向或功能导向确定接口调试的主导方,并在合同上予以体现;从运营单位角度,接口调试建议纳入“工程介入”阶段管理,由各专业工程介入小组巡查监督。
  部分城市轨道交通将动车调试也纳入到综合联调的范围,如南昌地铁、青岛地铁(红岛—胶南城际)。笔者认为,若预计建设进度较为紧张,至动车调试阶段,仍可能遗留相当的轨行区施工作业或对行车造成影响的作业,宜将动车调试纳入综合联调的管理范畴,并委托第三方单位组织实施,能够制定更加适应工程施工特点的行车及施工管理制度,可以公平地协调各个专业,更合理安排动车调试及天窗施工的作业时间[6],并分担建设、运营单位的安全管理责任。
  3 综合联调技术路线分析
  3.1 技术结构
  自西安地铁2号线首次以项目管理的方式,将综合联调作为地铁建设项目中一个相对独立的环节以来,各地城市轨道交通在实施综合联调时,在技术方案上,主要有以下2种模式。
  3.1.1 以系统技术性能作为构建方案技术结构的主要依据
  以各机电设备系统需要实现的功能为依据,划分20项左右的大项,每项根据系统功能设置若干科目,共约100余项科目。重点有:综合监控专业牵头的各类环控模式(含灾害模式)测试,在模式测试中同期验证综合监控系统(ISCS)及其集成或互联的环境与设备监控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、电力监控系统(PSCADA)与机电、供电系统设备,如通风空调、给排水、动照、电扶梯、站台门(PSD)、中压环网、低压配电、牵引供电等系统设备的接口功能;信号专业牵头的对其联锁、点式、移动式模式功能验证;通信专业牵头的传输、时钟、广播(PA)、旅客信息系统(PIS)、视频监控系统(CCTV)各子系统功能及其关联系统接口功能的测试;验证供电系统负荷能力的模式测试及验证信号系统列车跟踪及折返能力测试科目。
  从技术方案的结构分析,在功能层次上,主要由系统间重要接口、系统功能、运行能力逐级提升;在系统属性上,主要分行车配套、车站服务、中央调度等几个层面[7],具体见图2。
  3.1.2 以系统应用专业组别作为科目划分和组合的主要考量
  将综合联调划分为“车辆与行车设备系统综合联调”和“车站设备系统综合联调”两大项[8]。车辆与行车设备联调的科目设置,主要根据是否开行列车和上线列车的数量划分。车站系统设备联调的科目设置,主要是ISCS、通信、PSCADA、消防联动这几大系统功能的综合联调。之所以从这几个系统入手,主要是从目前的技术制式上看,ISCS(未采用ISCS的城市轨道交通,为BAS)、通信系统和大部分机电设备系统都有接口关系[9];PSCADA系统是对供电系统进行监控的重要系统,而供电系统是地铁运营的能源基础[10];消防联动一方面是城市轨道交通工程各项验收的一个重要考核项,一方面涉及ISCS、BAS、FAS、环控、通风空调及通信(PA、PIS、CCTV等子系统)、信号(区间模式)等众多系统[11]。
  在一些项目中,将“车站设备系统综合联调”细化为“车站级”、“中央级”两部分,并将一些综合性科目归入“系统能力测试”。系统能力测试主要是对供电负荷能力[12]、信号追踪及折返能力[13]、通信自愈能力、售检票系统通过能力等的验证。
  以设备系统应用专业组別为主要依据的综合联调方案见表2。
  3.2 实施方式
  3.2.1 面向系统功能
  以验证设备系统的功能为主要目的,从技术方案上,以专业和功能模块进行划分;在实施组织上,专业人员(如供货单位技术人员、运营单位维修人员)现场实施。测试的主要标准来源于设备系统的技术文件。
  3.2.2 面向生产运作
  模拟正常运营时的车站、设备生产运作,按运营前检查、开站、运营、关站等流程,并模拟各类故障及事件场景[14],依次对各个专业设备系统的各项功能进行验证,验证的主要标准为是否符合运营需求。
  4 综合联调技术方案及实施方式推荐
  4.1 科目设置
  由于城市轨道交通工程建设特点,不同设备系统的进场、安装、调试进度有显著差异,如与ISCS(含其集成互联的BAS、FAS、PSCADA)有接口关系的各个系统,供电系统施工进度较快,环控系统次之,防灾系统再次之,电扶梯及PA、PIS、CCTV系统的终端设备最慢[15],而工程节点又相对紧张,不能等所有系统均具备条件后再开展综合联调,从组织和实施的便利性、进度质量的可控性考虑,推荐以系统的功能模块为依据进行科目设置。
  4.2 实施方式
  从各地城市轨道交通的执行经验看,由于工程进度都比较紧张,综合联调尚无法作为一个时间上独立排他的工程阶段,一般与单系统调试、验收接管、试运行交叉进行,在综合联调开始后的相当一段时期,都无法真实模拟运营场景。在综合联调首轮计划编排时,需要根据施工进度,对所对应的功能模块已完成单系统及接口调试的科目,逐一开展综合联调工作[16]。
  当工期十分紧张时,为保证综合联调项目计划进度,同时也是对前提条件进行验证,提前发现共性问题,可按接口功能对联调科目进一步拆解,先对符合条件的科目进行测试。
  可以在最后一轮问题整改情况验证测试中,以车站、区间、控制中心三大功能区位主线[17],依托车间综合后备盘(IBP)及车站、中心的调度终端为平台,对车站、区间的机电设备进行综合、全面测试,并结合试运行,对行车相关的广播、PIS等功能进行检验。
  4.3 执行要点
  4.3.1 参建单位的组织
  综合联调涉及十几个专业、数十家参建单位,部分施工、供货(集成)单位还有2级甚至3级承包商,一方面,如何保证数量众多、管理归口不一的参建单位能够按要求派出胜任的参调人员;一方面,如何在复杂的调试空间(可能涉及中央、区间、车站,即使是站内调试,也在车控室/综控室、开关柜/控制柜室、设备开关箱、设备本体等不同位置)内,有效地组织参调人员和工器具,是保证综合联调顺利进行的组织基础。   4.3.2 进度计划的安排
  当设备安装、单体调试及接口调试进度及现场环境确实不满足综合联调节点要求时,可将综合联调科目进一步细化拆解,先实施条件满足的部分,或对已实现的功能进行验证。一方面可尽可能地推进综合联调进度,一方面也是提前发现共性问题,提前整改,提高最终调试进度。如:无线列调联调,如不满足使用车次号呼叫时,可先测试通过车体号呼叫的功能。
  4.3.3 调试质量的控制
  调试质量的把控,技术层面保证方案的全面性并严格按照方案实施,管理层面对调试中发现问题进行完整的闭环管理(图3),确保问题得到可靠整改。
  5 结语
  城市轨道交通综合联调,是在车辆、供电、信号、通信、自动化、环控、防灾、自动售检票、站台门、电扶梯等各系统安装调试基本完成的前提下,建设、运营单位和设计、 施工、供货、集成、监理、咨询(如有)等参建单位共同参与,对各个系统的协同运作进行验证,对运营规章制度和合理性和运维人员业务水平进行检验,为地铁线路顺利进入载客运营做好设备系统和运作体系上的准备(图4)。
  地铁建设或运营单位在组织综合联调时,应根据单位组织架构、人员业务水平、线路技术制式、工程建设环境和进度进展,确定综合联调的牵头管理部门,选择适合的实施模式,应用匹配的技术方案。
  随着综合联调在城市轨道交通建设过程中作为一个越来越独立的阶段,从管理程序的规范上和技术手段的应用上有了更高的需求。如:在组织管理上,应用管理信息系统[18];对进度管控实施可视化管理,根据时差及时纠偏。在实施标准上,逐步形成行业内部认可的统一规范。随着城市轨道交通建设的发展,综合联调必定向一个更规范、更先进的水平迈进。
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  收稿日期 2018-08-02
  责任编辑 冒一平
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