不同組織方式與技術方案下城市軌道交通綜合聯調差異分析與比較
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摘 要:在近年城市軌道交通建設中,綜合聯調逐步發展成為一個相對獨立的工程階段。結合各地城市軌道交通投資、建設、運營等因素的不同特點及所應用設備系統的技術配置,綜合聯調在實施模式、調試范圍、技術路線等方面形成了不同的方式。首先對綜合聯調的特點、要求及各地實踐情況進行簡要闡述,詳細分析在不同承辦單位、牽頭部門、工作范圍、技術結構、實施方式情況下,綜合聯調的差異,總結采用不同組織和技術模式時,綜合聯調的適用范圍和執行要點。最后指出,在新的管理技術應用和技術標準規范指導下,城市軌道交通綜合聯調將逐步發展到更高水平。
關鍵詞:城市軌道交通;綜合聯調;組織形式;技術路線;差異分析;執行要點
中圖分類號:U231
1 城市軌道交通綜合聯調的意義、要求及發展
1.1 城市軌道交通綜合聯調工作的必要性
城市軌道交通是一項由多種先進技術集成、運營安全要求高的系統工程,需要在各子系統均滿足規定的技術條件和參數指標基礎上,通過綜合聯調對各關聯系統的協同運作進行驗證。
綜合聯調是城市軌道交通工程建設階段向運營階段有序過渡的關鍵環節,通過綜合聯調,可以檢驗各系統是否達到設計標準以及預定的各項性能指標,確定全系統的最佳匹配[1]。同時,運營單位人員通過參與綜合聯調,檢驗各系統的性能、配置是否滿足后續運營和維護需求。
1.2 國家規范對城市軌道交通綜合聯調的要求
GB/T 30013-2013《城市軌道交通試運營基本條件》 [2]、建質[2014] 42號《城市軌道交通建設工程驗收管理暫行辦法》及GB50722-2011《城市軌道交通項目建設管理規范》[3]等,對綜合聯調在工程時序及建設程序上的定位做了表述,在單系統調試后、試運行之前,是項目工程驗收的必要條件,并指出了綜合聯調的最終目的,即“符合運營要求”。
截至目前為止,國家及行業層面尚未出臺相應規范,沒有對城市軌道交通綜合聯調在技術上做具體要求,但交運發〔2011〕236號《關于加強城市軌道交通運營管理的通知》、《城市軌道交通項目建設管理規范》中初步闡述了綜合聯調的專業覆蓋范圍,《城市軌道交通試運營系統測試檢驗規范(第1部分 地鐵和輕軌)》明確了19項測試科目、方法及標準,可以作為綜合聯調科目設置的參考。
1.3 近年來各地城市軌道交通對綜合聯調的實踐及發展趨勢
2011年6月16日開通試運營的西安地鐵2號線(西安市開通的首條地鐵線路),是國內城市軌道交通首次將綜合聯調作為建設過程中的一個獨立項目并全程委托第三方單位實施的地鐵線路,合作單位派駐的大量各個專業人員赴西安承擔了策劃籌備、組織管理、現場實施、質量管控等各方面工作,有力地保障了各設備系統專業的聯調質量[4]。該項目同時也形成了一整套綜合聯調管理和技術方面的體系文件。
西安地鐵1號線同樣委托第三方單位作為綜合聯調的咨詢單位,但其在綜合聯調中承擔的角色轉為以“咨詢、指導”為主,主要承擔計劃節點控制、現場技術指導、重大問題分析、總體質量評估等角色。
后續2號線延長線,西安地鐵沿用2號線技術方案自主實施了聯調。在3號線工程建設中,西安地鐵基于原咨詢單位的技術方案,對調試科目組合和調試順序進行優化創新,首次實現了全線路自主調試。
蘇州地鐵類似,軌道交通1號線、2號線委托了咨詢單位,后續線路自主聯調。鄭州地鐵1號線一期、2號線一期、城郊鐵路一期、1號線二期委托了第三方單位,5號線自主聯調。后續計劃根據線網建設的工期籌備情況,如同期(或相近時期)多條線路進入綜合聯調階段,則至少自主調試1條線,依據建設進度和運營人員籌備情況決定同期實施其他線路的聯調模式。
2 綜合聯調的組織形式分析
2.1 承辦單位
承辦單位指組織實施綜合聯調的單位,因綜合聯調涉及專業、單位繁多,此處指聯調的組織單位,并非具體操作、記錄的責任單位。從國內城市軌道交通的實踐看,一般有第三方委托、建設單位組織、運營單位組織等幾種形式。
第三方委托,有實施和指導(咨詢)2種形式,目前一般以后者為主(圖1)。
建設單位組織,一般實施方式是組織各供貨、施工單位實施,運營單位安排人員參與或見證。實施目的和要求主要有是否完成工程驗收、通過條件評審、順利移交運營等幾個方面。
運營單位組織,一般由各相關專業部門具體實施,實施的目的和要求主要有設備性能和安裝是否符合設計要求、滿足運營需要、方便運營維護等幾個方面。需要建設單位組織供貨、施工單位現場配合,技術、監理單位支持。
不同承辦單位的綜合聯調特點分析見表1。
可以看出,建設單位組織,在眾多參建單位的協調上具有優勢;運營單位組織,在質量和細節上要求更高。第三方委托時,在建設和運營的積極支持下,更容易協調建設和運營方在該建設階段的關系,一方面能夠推進工程進度,一方面能保證聯調質量。
2.2 牽頭部門
無論是委外還是自主聯調,業主方都需要有一個牽頭部門,主要負責綜合聯事務性管理工作,包括工作會議組織、調試計劃編制、作業通知發布、質量問題追蹤管理等[5]。如建設單位牽頭,一般是機電設備管理部門,如大連、青島、廈門等城市軌道交通;如運營單位牽頭,一般是安技或新線管理部門,如西安、蘇州、鄭州等城市地鐵。
因為綜合聯調涉及眾多專業的供貨、施工、設計、監理單位,從建設單位看,由于主要涉及機電專業,如沒有獨立的建管職能部門,建議由機電設備管理部門牽頭,系統施工及風水電施工管理單位配合。從運營單位看,由于涉及與施工、供貨單位大量的協調工作,建議由新線或安技職能管理部門牽頭。
2.3 工作范圍
根據機電設備建設工程的一般情況,主要分設備進場安裝、單機設備調試、系統接口調試、綜合聯調等幾個階段。為確保綜合聯調工作的質量與進度,首先要明確本工程/項目綜合聯調的工作范圍,主要是確定綜合聯調與接口調試、動車調試的界限。 從目前的城市軌道交通建設管理看,綜合聯調一般作為一個比較獨立的工程管理階段。因此,從建設單位角度,接口調試建議納入“建設或供貨管理環節”,可以根據信息流向或功能導向確定接口調試的主導方,并在合同上予以體現;從運營單位角度,接口調試建議納入“工程介入”階段管理,由各專業工程介入小組巡查監督。
部分城市軌道交通將動車調試也納入到綜合聯調的范圍,如南昌地鐵、青島地鐵(紅島—膠南城際)。筆者認為,若預計建設進度較為緊張,至動車調試階段,仍可能遺留相當的軌行區施工作業或對行車造成影響的作業,宜將動車調試納入綜合聯調的管理范疇,并委托第三方單位組織實施,能夠制定更加適應工程施工特點的行車及施工管理制度,可以公平地協調各個專業,更合理安排動車調試及天窗施工的作業時間[6],并分擔建設、運營單位的安全管理責任。
3 綜合聯調技術路線分析
3.1 技術結構
自西安地鐵2號線首次以項目管理的方式,將綜合聯調作為地鐵建設項目中一個相對獨立的環節以來,各地城市軌道交通在實施綜合聯調時,在技術方案上,主要有以下2種模式。
3.1.1 以系統技術性能作為構建方案技術結構的主要依據
以各機電設備系統需要實現的功能為依據,劃分20項左右的大項,每項根據系統功能設置若干科目,共約100余項科目。重點有:綜合監控專業牽頭的各類環控模式(含災害模式)測試,在模式測試中同期驗證綜合監控系統(ISCS)及其集成或互聯的環境與設備監控系統(BAS)、火災報警系統(FAS)、電力監控系統(PSCADA)與機電、供電系統設備,如通風空調、給排水、動照、電扶梯、站臺門(PSD)、中壓環網、低壓配電、牽引供電等系統設備的接口功能;信號專業牽頭的對其聯鎖、點式、移動式模式功能驗證;通信專業牽頭的傳輸、時鐘、廣播(PA)、旅客信息系統(PIS)、視頻監控系統(CCTV)各子系統功能及其關聯系統接口功能的測試;驗證供電系統負荷能力的模式測試及驗證信號系統列車跟蹤及折返能力測試科目。
從技術方案的結構分析,在功能層次上,主要由系統間重要接口、系統功能、運行能力逐級提升;在系統屬性上,主要分行車配套、車站服務、中央調度等幾個層面[7],具體見圖2。
3.1.2 以系統應用專業組別作為科目劃分和組合的主要考量
將綜合聯調劃分為“車輛與行車設備系統綜合聯調”和“車站設備系統綜合聯調”兩大項[8]。車輛與行車設備聯調的科目設置,主要根據是否開行列車和上線列車的數量劃分。車站系統設備聯調的科目設置,主要是ISCS、通信、PSCADA、消防聯動這幾大系統功能的綜合聯調。之所以從這幾個系統入手,主要是從目前的技術制式上看,ISCS(未采用ISCS的城市軌道交通,為BAS)、通信系統和大部分機電設備系統都有接口關系[9];PSCADA系統是對供電系統進行監控的重要系統,而供電系統是地鐵運營的能源基礎[10];消防聯動一方面是城市軌道交通工程各項驗收的一個重要考核項,一方面涉及ISCS、BAS、FAS、環控、通風空調及通信(PA、PIS、CCTV等子系統)、信號(區間模式)等眾多系統[11]。
在一些項目中,將“車站設備系統綜合聯調”細化為“車站級”、“中央級”兩部分,并將一些綜合性科目歸入“系統能力測試”。系統能力測試主要是對供電負荷能力[12]、信號追蹤及折返能力[13]、通信自愈能力、售檢票系統通過能力等的驗證。
以設備系統應用專業組別為主要依據的綜合聯調方案見表2。
3.2 實施方式
3.2.1 面向系統功能
以驗證設備系統的功能為主要目的,從技術方案上,以專業和功能模塊進行劃分;在實施組織上,專業人員(如供貨單位技術人員、運營單位維修人員)現場實施。測試的主要標準來源于設備系統的技術文件。
3.2.2 面向生產運作
模擬正常運營時的車站、設備生產運作,按運營前檢查、開站、運營、關站等流程,并模擬各類故障及事件場景[14],依次對各個專業設備系統的各項功能進行驗證,驗證的主要標準為是否符合運營需求。
4 綜合聯調技術方案及實施方式推薦
4.1 科目設置
由于城市軌道交通工程建設特點,不同設備系統的進場、安裝、調試進度有顯著差異,如與ISCS(含其集成互聯的BAS、FAS、PSCADA)有接口關系的各個系統,供電系統施工進度較快,環控系統次之,防災系統再次之,電扶梯及PA、PIS、CCTV系統的終端設備最慢[15],而工程節點又相對緊張,不能等所有系統均具備條件后再開展綜合聯調,從組織和實施的便利性、進度質量的可控性考慮,推薦以系統的功能模塊為依據進行科目設置。
4.2 實施方式
從各地城市軌道交通的執行經驗看,由于工程進度都比較緊張,綜合聯調尚無法作為一個時間上獨立排他的工程階段,一般與單系統調試、驗收接管、試運行交叉進行,在綜合聯調開始后的相當一段時期,都無法真實模擬運營場景。在綜合聯調首輪計劃編排時,需要根據施工進度,對所對應的功能模塊已完成單系統及接口調試的科目,逐一開展綜合聯調工作[16]。
當工期十分緊張時,為保證綜合聯調項目計劃進度,同時也是對前提條件進行驗證,提前發現共性問題,可按接口功能對聯調科目進一步拆解,先對符合條件的科目進行測試。
可以在最后一輪問題整改情況驗證測試中,以車站、區間、控制中心三大功能區位主線[17],依托車間綜合后備盤(IBP)及車站、中心的調度終端為平臺,對車站、區間的機電設備進行綜合、全面測試,并結合試運行,對行車相關的廣播、PIS等功能進行檢驗。
4.3 執行要點
4.3.1 參建單位的組織
綜合聯調涉及十幾個專業、數十家參建單位,部分施工、供貨(集成)單位還有2級甚至3級承包商,一方面,如何保證數量眾多、管理歸口不一的參建單位能夠按要求派出勝任的參調人員;一方面,如何在復雜的調試空間(可能涉及中央、區間、車站,即使是站內調試,也在車控室/綜控室、開關柜/控制柜室、設備開關箱、設備本體等不同位置)內,有效地組織參調人員和工器具,是保證綜合聯調順利進行的組織基礎。 4.3.2 進度計劃的安排
當設備安裝、單體調試及接口調試進度及現場環境確實不滿足綜合聯調節點要求時,可將綜合聯調科目進一步細化拆解,先實施條件滿足的部分,或對已實現的功能進行驗證。一方面可盡可能地推進綜合聯調進度,一方面也是提前發現共性問題,提前整改,提高最終調試進度。如:無線列調聯調,如不滿足使用車次號呼叫時,可先測試通過車體號呼叫的功能。
4.3.3 調試質量的控制
調試質量的把控,技術層面保證方案的全面性并嚴格按照方案實施,管理層面對調試中發現問題進行完整的閉環管理(圖3),確保問題得到可靠整改。
5 結語
城市軌道交通綜合聯調,是在車輛、供電、信號、通信、自動化、環控、防災、自動售檢票、站臺門、電扶梯等各系統安裝調試基本完成的前提下,建設、運營單位和設計、 施工、供貨、集成、監理、咨詢(如有)等參建單位共同參與,對各個系統的協同運作進行驗證,對運營規章制度和合理性和運維人員業務水平進行檢驗,為地鐵線路順利進入載客運營做好設備系統和運作體系上的準備(圖4)。
地鐵建設或運營單位在組織綜合聯調時,應根據單位組織架構、人員業務水平、線路技術制式、工程建設環境和進度進展,確定綜合聯調的牽頭管理部門,選擇適合的實施模式,應用匹配的技術方案。
隨著綜合聯調在城市軌道交通建設過程中作為一個越來越獨立的階段,從管理程序的規范上和技術手段的應用上有了更高的需求。如:在組織管理上,應用管理信息系統[18];對進度管控實施可視化管理,根據時差及時糾偏。在實施標準上,逐步形成行業內部認可的統一規范。隨著城市軌道交通建設的發展,綜合聯調必定向一個更規范、更先進的水平邁進。
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收稿日期 2018-08-02
責任編輯 冒一平
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