客運專線施工設(shè)計階段信號與相關(guān)專業(yè)接口總結(jié)分析

李紅俠，李 江，王 春

(1.中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司通號院,北京 100055； 2.沈陽電務(wù)段，沈陽 110032； 3.哈大鐵路客運專線有限責(zé)任公司，沈陽 110002)

1 概述

客運專線工程是高新技術(shù)的系統(tǒng)集成,涉及站前工程、供電、通信、信號等多個專業(yè),各專業(yè)之間既有硬件接口,又有軟件聯(lián)系,是一項龐大的系統(tǒng)工程。由于客運專線具有高速度、高密度、高可靠性、高服務(wù)質(zhì)量等運營特點,不但要求各系統(tǒng)設(shè)備具有高可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性(RAMS),而且對站前工程、各系統(tǒng)設(shè)備間的接口配合也提出了更高的要求。鐵路客運專線工程建設(shè)中,客觀、合理地做好接口預(yù)留,對優(yōu)化設(shè)計、減少工程投資具有重大意義。

客運專線工程需要眾多專業(yè)協(xié)同完成,而有的工程施工設(shè)計中各專業(yè)由多個設(shè)計院共同承擔(dān),因此設(shè)計工作中必須明確專業(yè)接口(即專業(yè)分工),在明確專業(yè)分工的工作界面下,各專業(yè)需要首先了解本專業(yè)開展工作的前提條件(設(shè)計輸入),然后分析確定本專業(yè)的設(shè)計方案,進(jìn)而提出本專業(yè)對相關(guān)專業(yè)的要求(設(shè)計輸出)。

2 施工設(shè)計中信號專業(yè)與相關(guān)專業(yè)互提資料需求情況分析

信號專業(yè)首先要收集行車、站場、線路、軌道、橋梁、隧道等專業(yè)的施工設(shè)計階段資料,如果涉及既有線改造時,還需向鐵路局有關(guān)部門了解既有信號設(shè)備情況,包括信號設(shè)備房屋情況、系統(tǒng)制式、開通運營時間等。綜合考慮該工程的標(biāo)準(zhǔn)、特點,提出信號運營調(diào)度指揮、列控、閉塞、聯(lián)鎖、微機(jī)監(jiān)測等系統(tǒng)的設(shè)計方案,根據(jù)線路等級和設(shè)計方案需要提出溝槽管線、房屋、定員、暖通、電力、通信、綜合維修等方面的要求,提交相關(guān)專業(yè)。對相關(guān)專業(yè)的要求提出后,應(yīng)該重視其信息反饋,相關(guān)專業(yè)是否滿足本專業(yè)的要求反過來會影響本專業(yè)設(shè)計方案是否可行。

接口設(shè)計管理是設(shè)計系統(tǒng)集成的重要組成部分,國外公司一般都設(shè)有接口工程師,負(fù)責(zé)接口問題的協(xié)調(diào)和實施。下面具體到各相關(guān)專業(yè)來詳細(xì)分析信號專業(yè)輸入、輸出資料需要涵蓋的內(nèi)容和要點,以及據(jù)此信號專業(yè)能夠開展的設(shè)計工作。

3 施工設(shè)計中信號專業(yè)與相關(guān)專業(yè)接口分析

3.1 與行車專業(yè)接口

信號專業(yè)需要行車專業(yè)提供全線調(diào)度管理模式、行車房屋位置要求、定員及調(diào)度區(qū)劃分,列流圖,線路閉塞制式,自動閉塞的區(qū)間布點等情況。

信號專業(yè)向行車專業(yè)提供進(jìn)、出站(包括進(jìn)路)信號機(jī)的里程、區(qū)間布點的特殊要求(如僅開行動車組的客運專線區(qū)間不設(shè)置地面通過信號機(jī),區(qū)間標(biāo)志牌盡量安裝在接觸網(wǎng)支柱上,閉塞分區(qū)的設(shè)置要結(jié)合接觸網(wǎng)支柱的布置情況等)、軌道電路的極限長度(目的是請行車專業(yè)考慮閉塞分區(qū)的長度與軌道電路的長度能夠協(xié)調(diào),以節(jié)省工程投資)等,作為行車布點的計算依據(jù)。

信號專業(yè)根據(jù)上述互提資料及反饋情況,確定調(diào)度設(shè)備的配置方案以及既有調(diào)度設(shè)備修改方案,根據(jù)車站規(guī)模、性質(zhì)確定分機(jī)設(shè)備的詳細(xì)配置及車站房屋布置等,根據(jù)列流圖了解車站組織接發(fā)車作業(yè)及轉(zhuǎn)線作業(yè)的情況作為車站列控應(yīng)答器布置的設(shè)計依據(jù),根據(jù)行車提供的區(qū)間布點資料進(jìn)行區(qū)間信號平面圖和列控應(yīng)答器布置圖的設(shè)計。

3.2 與線路專業(yè)接口

信號專業(yè)需要線路專業(yè)提供線路的起止里程、聯(lián)絡(luò)線概況、沿線的地質(zhì)條件、區(qū)間線路具體的平縱斷面、長短鏈表、運營里程與設(shè)計里程的換算關(guān)系(需根據(jù)鐵道部運營部門對于運營里程的設(shè)置意見確定)等。

信號專業(yè)根據(jù)上述資料計算線路實際里程長度,在各車站間選擇合適的地段設(shè)置信號中繼站,計算進(jìn)站信號機(jī)外方制動距離范圍內(nèi)的線路換算坡度,根據(jù)設(shè)計里程與運營里程的對應(yīng)關(guān)系換算信號設(shè)備的運營里程坐標(biāo),根據(jù)運營里程和線路平縱斷面編制有關(guān)的應(yīng)答器數(shù)據(jù)表等。

3.3 與站場專業(yè)接口

站場專業(yè)提供全線線站分界里程、站中心里程、各車站(包括段所)的站場平面圖、樞紐內(nèi)線路平縱斷面圖及聯(lián)絡(luò)線平縱斷面圖、道岔型號、道岔的限速、車站范圍內(nèi)綜合管線圖。

信號專業(yè)根據(jù)站場平面圖將站場范圍內(nèi)設(shè)置信號電纜槽位置、電纜槽尺寸、手孔大樣圖及位置、過軌鋼管(里程、數(shù)量、直徑、管材)等要求提交站場專業(yè),由站場專業(yè)繪制各專業(yè)綜合管線圖,信號專業(yè)還有可能提供對復(fù)雜大站、動車段所等的站場布置、股道長度調(diào)整建議等。

信號專業(yè)據(jù)此開展車站、樞紐內(nèi)信號設(shè)備平面布置圖(段所內(nèi)信號布置圖還與動車停車方式有關(guān)),確定聯(lián)絡(luò)線道岔信號設(shè)計方案,仔細(xì)核對站場綜合管線圖的電纜槽位置、尺寸、過軌鋼管位置、數(shù)量是否滿足各車站信號電纜敷設(shè)的要求并及時反饋。

3.4 與軌道專業(yè)接口

軌道專業(yè)提供全線軌道類型(有砟、無砟)、特殊道岔的軌道結(jié)構(gòu)圖、軌道對膠結(jié)絕緣的設(shè)置要求、全線線路限速等資料。

信號專業(yè)提交有關(guān)膠結(jié)絕緣設(shè)置數(shù)量、位置,由軌道專業(yè)檢查是否滿足配軌要求。對于有砟軌道地段,還需將補(bǔ)償電容及電氣絕緣節(jié)軌枕的有關(guān)資料提交軌道專業(yè)。

信號專業(yè)根據(jù)全線有砟或無砟軌道類型條件,確定路基、橋梁、隧道不同地段軌道電路的最大長度,并以此對閉塞分區(qū)進(jìn)行軌道電路分割；根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)類型及安裝尺寸,提出信號設(shè)備安裝限界,進(jìn)而對站場布局、橋隧地段防撞墻設(shè)置或電纜槽設(shè)置提出有關(guān)要求；根據(jù)軌道對膠結(jié)絕緣的設(shè)置要求,確定站內(nèi)各絕緣節(jié)類型及設(shè)置位置；線路限速表用來編制應(yīng)答器數(shù)據(jù)表。

3.5 與路基專業(yè)接口

路基專業(yè)主要提交區(qū)間路基面寬度、槽道設(shè)置、綜合接地設(shè)計有關(guān)的資料等。

信號專業(yè)將沿線路基地段電纜槽設(shè)計要求、區(qū)間過軌里程及要求、電纜引上引下里程和要求提交路基專業(yè),信號專業(yè)提出路基地段綜合接地系統(tǒng)地線、接地端子等的設(shè)置要求,由其負(fù)責(zé)路基地段綜合接地系統(tǒng)的實施。

3.6 與橋梁專業(yè)接口

橋梁專業(yè)提供全線橋梁表、全橋布置圖、梁部斷面及槽道設(shè)置、綜合接地設(shè)計有關(guān)的資料、沿線氣象資料等。

信號專業(yè)將沿線橋梁地段(包括聯(lián)絡(luò)線橋梁地段)電纜槽設(shè)置要求、電纜上橋里程和要求提交橋梁專業(yè),由其負(fù)責(zé)橋梁地段的電纜槽道的實施；信號提出橋梁地段綜合接地系統(tǒng)地線、接地端子的設(shè)置要求,由其負(fù)責(zé)路基地段綜合接地的實施;橋梁上設(shè)置有轉(zhuǎn)轍設(shè)備等信號設(shè)備時,需提出設(shè)備安裝地段防撞墻的設(shè)置方式等。

信號專業(yè)根據(jù)氣象資料和橋梁情況選擇區(qū)間中繼站位置,在沒有洪水位的橋梁下可以考慮設(shè)置信號中繼站,信號專業(yè)提供上下橋處橋墩和橋梁上預(yù)留雙側(cè)電纜槽道和鋸齒型缺口的要求,并根據(jù)橋梁情況確定相應(yīng)軌道電路的設(shè)置,橋梁的起止里程用來編制應(yīng)答器數(shù)據(jù)表。

3.7 與隧道專業(yè)接口

隧道專業(yè)提供全線隧道表、隧道斷面、槽道設(shè)置、綜合接地有關(guān)的資料等。

信號專業(yè)將沿線隧道地段電纜槽設(shè)計要求提供給隧道專業(yè),信號專業(yè)提出綜合接地系統(tǒng)的設(shè)置要求,由其負(fù)責(zé)設(shè)計隧道地段的電纜槽道、綜合接地的實施,如果隧道內(nèi)設(shè)置信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍設(shè)備等,需要向隧道專業(yè)提出轉(zhuǎn)轍設(shè)備安裝需要的尺寸,以便隧道專業(yè)對該區(qū)域進(jìn)行特殊設(shè)計,并根據(jù)隧道情況確定相應(yīng)軌道電路的設(shè)置,隧道的起止里程用來編制應(yīng)答器數(shù)據(jù)表。

3.8 與通信專業(yè)接口

信號專業(yè)提供信號各子系統(tǒng)對通信通道的要求,中繼站的設(shè)置及里程,各子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,利用GSM-R傳輸列控及車次號信息及電話配置要求等。

信號專業(yè)要求的通道主要包括以下內(nèi)容。

(1)CTC通道：不同物理路徑的2路2M專用數(shù)字通道。

(2)信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)通道：采用8芯光纖構(gòu)成信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng),其中4芯光纖采用一側(cè)光纜提供,另4芯光纖采用另一側(cè)光纜提供。每側(cè)光纜中另各預(yù)留2芯光纖作為信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的備用光纖。

(3)微機(jī)監(jiān)測通道：2 M專用數(shù)字通道。

(4)道岔融雪通道：2 M專用數(shù)字通道。

為了工程的順利實施,信號專業(yè)還需與通信專業(yè)協(xié)商確定設(shè)計分界點,如信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)光纜通道可以協(xié)商確定如下：引入至ODF架(含)由通信設(shè)計,ODF架至信號設(shè)備由信號設(shè)計,ODF架設(shè)置位置由信號確定,工程數(shù)量列入通信專業(yè)等。

3.9 與電力專業(yè)接口

信號專業(yè)提出各車站(段、所)、中繼站用電量,單項/三相要求,負(fù)荷等級以及道岔融雪用電要求等,在信號樓內(nèi)確定電力配電盤的位置,向電力專業(yè)提交信號樓內(nèi)信號設(shè)備布置圖及有屏蔽需求需設(shè)置天網(wǎng)、地網(wǎng)的綜合建筑物。

3.10 與牽引供電專業(yè)接口

牽引供電專業(yè)主要提出接觸網(wǎng)供電方式及牽引電流值。

信號專業(yè)根據(jù)牽引供電專業(yè)資料選擇相應(yīng)通流能力的扼流變壓器和綜合貫通地線的截面積,客運專線工程實施中一般是根據(jù)線路等級和目標(biāo)速度值直接確定貫通地線的截面積,例如300～350 km/h的客運專線采用70 mm2的貫通地線,200～250 km/h的線路以及其他自動閉塞區(qū)段聯(lián)絡(luò)線等采用35 mm2的貫通地線。

3.11 與接觸網(wǎng)專業(yè)接口

接觸網(wǎng)專業(yè)提出無電區(qū)和中性區(qū)的里程范圍,信號專業(yè)用來編制應(yīng)答器數(shù)據(jù)表。

信號專業(yè)將各高柱信號機(jī)設(shè)置的位置提交接觸網(wǎng)專業(yè),同時還需關(guān)注信號轉(zhuǎn)轍設(shè)備的安裝位置是否與接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)有沖突。

3.12 與牽引變電專業(yè)接口

牽引變電專業(yè)提供沿線各牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所位置。信號專業(yè)根據(jù)此資料進(jìn)行軌道電路橫向連接的設(shè)計。

3.13 與房建專業(yè)接口

房建專業(yè)提供各車站信號房屋的總圖和單項平立剖面圖、樓內(nèi)管線圖。

信號專業(yè)向房建專業(yè)提供各車站、段所信號房屋的類型、面積、工藝要求,如門窗尺寸、房屋凈高、荷載、電纜引入孔、機(jī)械室裝修、防塵、防火等要求,條件許可時,要盡量考慮信號大修倒換房屋要求,提供站臺范圍內(nèi)信號電纜溝槽要求(尺寸)、電纜引入室內(nèi)的要求,包括電纜井或電纜引入室的尺寸、電纜爬架設(shè)置要求等。

信號專業(yè)根據(jù)上述互提資料設(shè)計信號樓內(nèi)設(shè)備布置圖并復(fù)核房屋布置總圖及樓內(nèi)管線圖。

3.14 與暖通專業(yè)接口

信號專業(yè)提交信號各房屋溫濕度、設(shè)置空調(diào)、設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的要求,提供信號樓內(nèi)設(shè)備布置圖。

3.15 與機(jī)務(wù)及動車專業(yè)接口

機(jī)務(wù)、動車專業(yè)主要提交動車(客整、機(jī)務(wù))段所的位置、整備線數(shù)量、動車停車方式、段所內(nèi)綜合管線圖。

信號專業(yè)根據(jù)段所地點及維修體制(由機(jī)械專業(yè)提供)考慮維修工點和房屋布置,根據(jù)動車停放方式確定信號設(shè)備平面布置圖,根據(jù)整備線數(shù)量確定機(jī)車信號測試環(huán)線。信號專業(yè)要仔細(xì)核對段所內(nèi)的綜合管線圖并給動車專業(yè)提出反饋意見。

3.16 與機(jī)械專業(yè)接口

機(jī)械專業(yè)提供維修機(jī)構(gòu)的設(shè)置方案及工點的設(shè)置情況。信號專業(yè)據(jù)此對工區(qū)、維修段所的設(shè)備配置、房屋面積及定員提出要求,機(jī)械專業(yè)提出大型維修機(jī)械作業(yè)對信號軌道電路的要求。

如果采用綜合維修體制,則提供給機(jī)械專業(yè)維修工點的信號房屋、用電,統(tǒng)籌考慮檢修的大型工器具、機(jī)構(gòu)組織和定員。

在綜合維修體制沒有建立的情況下,投入運營的客運專線可參照最新頒布的鐵運[2009]36號《關(guān)于客運專線固定設(shè)施維修管理有關(guān)問題的指導(dǎo)意見》,設(shè)置信號車間、工區(qū),明確職責(zé)、作業(yè)方式等。

4 結(jié)語

隨著客運專線工程的不斷建設(shè),路基、橋梁、隧道、綜合接地系統(tǒng)等陸續(xù)發(fā)布其相關(guān)的鐵路工程建設(shè)通用參考圖,通用參考圖中一般均能體現(xiàn)其他專業(yè)對本專業(yè)的接口要求,就客運專線工程中的綜合接地系統(tǒng)來說,還有與軌道、站場及房建(站臺)等專業(yè)間的接口,其工程設(shè)計界面劃分、設(shè)計分工,可參照鐵道部鑒定中心《關(guān)于印發(fā)(鐵路防雷、接地工程設(shè)計專業(yè)分工及文件編制研討會議紀(jì)要)的通知》(鑒信[2007]96號)執(zhí)行,避免各相關(guān)工程結(jié)合部出現(xiàn)脫節(jié)。另外信號設(shè)備用房需要與房建、電力專業(yè)的接口預(yù)留也較多,如防雷屏蔽和接地要求等等,在施工設(shè)計階段均需要根據(jù)部文要求,明確標(biāo)示在房建專業(yè)的相關(guān)設(shè)計文件中。

本文系統(tǒng)地總結(jié)分析了信號專業(yè)與其他專業(yè)間的接口,已開通運營的武廣、鄭西客運專線等的信號設(shè)計工作都遵循本文所述的接口規(guī)定,但針對具體的工程建設(shè)項目,信號與相關(guān)專業(yè)間接口可以稍有差異,但施工設(shè)計階段各專業(yè)接口的工作界面必須明確,對于客運專線工程的順利實施具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]鐵路通信信號總公司研究設(shè)計院.TB10007—2006 鐵路信號設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2006.

[2]鑒信[2007]96號，關(guān)于印發(fā)(鐵路防雷、接地工程設(shè)計專業(yè)分工及文件編制研討會議紀(jì)要)的通知[S].

[3]鐵集成[2007]124號，客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)配置及運用技術(shù)原則(暫行)[S].

[4]鐵運[2008]19號，關(guān)于客運專線信號系統(tǒng)若干問題的指導(dǎo)意見[S].