摘要：以铁路信号工程设计应用实践为切入点, 分析目前铁路信号工程建设标准工作的现状及存在的主要问题, 提出铁路信号工程建设标准工作的改进原则与改进内容, 指出当前铁路信号建设标准制定应关注的问题, 以提高信号工程建设标准质量。
关键词：信号工程,信号设计,信号设备,标准,设计规范
工程建设标准是为在工程建设领域内获得最佳秩序, 对建设工程的规划、勘察、设计、施工、验收、运营维护及管理等活动和结果需要协调统一的事项所制定的共同的、重复使用的技术依据和准则, 对促进技术进步, 保障工程的安全、质量、环境和公众利益, 实现最佳社会效益、经济效益, 具有直接作用和重要意义。
铁路信号工程建设标准是铁路工程建设的重要组成部分, 是铁路信号工程实施的基本准则, 是铁路信号工程建设实现安全风险可控、工程质量可靠的基础保障。制定好铁路信号建设标准, 对促进铁路信号技术进步, 保障行车运营安全稳定、提高运输效率, 都具有十分重要的意义。
1 我国铁路信号建设标准工作现状
铁路信号行业除执行国家各项标准、规范外, 还执行专门的铁路行业设计规范、施工规范、验收标准、产品标准等。随着我国经济体制改革的深入, 为满足铁路发展的需求, 促进标准设计的发展, 提高标准设计质量和管理水平, 更好地为铁路建设服务, 铁路行业主管部门出台相关管理办法, 强化标准设计的归口管理工作, 铁路信号建设标准工作取得一系列成果, 为铁路信号工程建设提供了技术支撑和保障。
1.1 制定了一系列铁路信号标准规范
铁路行业政府主管部门总结20世纪末至2007年全路主要干线6次大提速的成功经验, 依据高速铁路建设形成的速度等级, 按速度等级划分, 分层次制定了一系列信号专业标准、规范和暂行规定。铁路信号专业主要使用的第1层次规定为基础法规, 包括《铁路技术管理规程》、《铁路客运专线技术管理办法 (试行) 》等;第2层次为国家标准或铁路行业标准, 包括《铁路信号设计规范》、《高速铁路设计规范 (试行) 》等;第3层次为各类标准性技术文件和规范, 涵盖了铁路信号工程所涉及的主要方面, 包括信号各子系统、防雷、接地等, 如《中国列车运行控制系统CTCS技术规范总则 (暂行) 》、《300~350 km/h高速铁路CTC系统列控限速调度命令操作流程》、《CTCS-3级列控系统评估规范》、《CTCS-3级列控系统无线通信功能接口规范》等。
1.2 实施铁路信号工程建设标准动态管理
为做好铁路工程建设标准制定工作, 铁路行业主管部门及时了解和研究标准执行中的技术问题, 特别是高速铁路有关标准执行中的问题, 推进对标准规范条文局部修订工作, 实施铁路信号工程建设标准的动态管理。
1.3 更新高速铁路信号标准规范编制模式
为服务大规模高速铁路建设, 借鉴欧洲铁路标准先规划标准体系再分别研究实施的先进模式, 确定了系统方案及装备研究以标准先行为原则。依托先期建设的武广、郑西高速铁路系统的研发和实施, 首先制定了涵盖研发、设计、测试、生产、施工、维护等各个环节的标准规范, 形成一整套高速铁路信号系统技术标准体系, 以此来指导系统研发、集成、工程建设及调试运营。
2 铁路信号工程建设标准工作存在的主要问题
铁路信号是铁路运输的基础设施, 是保障行车安全、提高运输效率和运营管理水平的重要装备。铁路信号技术的发展和铁路行业的发展密切相关, 和科技进步紧密相连, 铁路信号的发展水平是铁路现代化的重要标志。近年来, 大规模、高标准铁路建设高潮是中国铁路信号发展的重要时期, CTCS-2级列车运行控制系统日趋成熟, CTCS-3级列车运行控制系统研发成功并推广应用, 为高速铁路的发展提供了可靠的技术支撑, 技术水平达到世界先进水平, 铁路信号工程建设标准水平也有了长足的进步。与此同时, 建设安全、质量与效率、效益并重的优质铁路网络, 为国家深化改革各项举措的大局服务, 给铁路信号建设标准制定工作提出了更高、更迫切的要求。面对这种形势, 当前的铁路信号建设标准还无法完全涵盖和满足全部工程建设的需要, 尚存在一些不足之处。
2.1 技术标准体系不健全
随着“四纵四横”铁路客运专线干线及一批城际铁路的建成, 我国物流业的迅猛发展, 中国铁路总公司的货运组织改革, 以及货车装备的更新, 繁忙干线逐步实施客货分线运输是大势所趋。一批以货运为主的铁路通道和工业企业专用铁路已投入建设, 如晋中南运煤通道、蒙西至华中铁路、工业园区及物流园区专用铁路等。而我国铁路目前建立起来的铁路信号工程建设标准体系还不够完善, 例如, 具备自动驾驶功能的城际铁路、开行万吨大列的重载铁路、快速货运专线铁路、工业企业专用铁路等标准研究, 有的刚刚起步, 有的虽几年前已开展研究, 但尚未出台有针对性的信号标准规范;一部分高速铁路信号工程建设标准还是暂行或试行规范, 有待修订完善;铁路信号子系统标准规范还不完善, 如250 km/h铁路、无砟轨道客运专线铁路设置区间信号机的标准, 道口信号标准规范等, 尚缺失相关内容。
2.2 通用图编制不完善
通用图是贯彻铁路主要技术政策和中心任务的有力工具, 是实施标准、规范的可靠手段。通用图在铁路勘察设计中发挥着重要作用, 有利于加快设计速度、保障设计质量。同时, 通用图也是系统维护维修的重要基础资料。目前, 铁路信号通用图的设计及发布数量少, 覆盖范围小, 更新改进速度慢, 不利于工程设计及运营维护管理。例如, 2006年原铁道部文件要求“ZPW-2000A区间小轨道电路不再纳入闭塞控制, 仅完成报警、表示功能并纳入微机监测”, 但至今尚未发布修订后的通用图, 这就造成工程设计做法不统一, 不利于信号工程施工和信号设备的运营维护。
2.3 科研成果转化为标准规范不及时
制定铁路信号标准规范先进成熟的模式, 是先规划标准体系, 再分别立项研究实施, 同时对建设、运营维护过程中所暴露出的具有普遍性的问题进行攻关研究, 制定解决方案, 进而形成标准规范。但现实情况是, 立项研究的多, 形成标准规范的少, 且时效性较差。例如, 电弧灼伤钢轨及胶结绝缘节的问题曾在多条高铁线路出现, 铁路行业主管部门立项进行了专题研究, 取得一些研究成果和解决措施, 但解决方案至今未纳入铁路信号相关标准规范。
2.4 信号标准规范管理机制有待进一步改进
从现状来看, 铁路信号标准规范的发布部门主要为国家铁路局和中国铁路总公司。中国铁路总公司内的建设管理归口单位、运营管理归口单位、科技管理归口单位、工程管理归口单位等, 信号标准规范及技术文件发布数量多、更新快, 但发布内容零散、协调统一性差。各个发布单位有时仅针对本部门的管理职责制定标准规范及技术要求, 疏忽了涵盖工程设计、工程施工、运营及维护、产品设计及生产等领域的执行单位的可操作性, 文件执行困难, 效果不佳。因此, 有必要改进信号标准规范制定和发布的管理机制。
3 铁路信号工程建设标准工作的改进
3.1 改进原则
为实现构建具有中国特色的先进、成熟、适用的铁路信号建设标准体系的总体目标, 必须以国家有关法律法规为基本准绳, 以铁路行业规定为基本依据, 总结国内铁路建设积累的成功经验, 积极借鉴国外先进建设标准体系及管理策略, 紧密围绕我国铁路信号工程建设和技术创新工作的发展规划与现实需求, 全力推进铁路信号工程建设标准体系创新研究。改进铁路信号建设标准编制工作, 应该把握以下主要原则。
(1) 立足我国路情, 以科学发展观为指导, 使建设标准具有良好的可拓展性和可持续性。
(2) 始终坚持“先进、成熟、经济、适用、可靠”的既定技术方针, 使建设标准全面适应不同等级、不同类别的铁路线路, 全面促进运营管理方式现代化, 全面改善维护管理手段人性化。
(3) 充分体现建设标准的先导作用、指导作用和促进作用, 及时修订和完善铁路信号工程建设标准。
3.2 改进内容
3.2.1 构建健全的铁路信号工程建设标准体系
应针对客货共线铁路、客运专线、重载铁路、城际铁路、工业企业专用铁路等不同等级、不同类别的铁路工程, 全面建立涵盖系统研发、工程设计、试验测试、装备生产、施工工艺、运营维护等各个环节的铁路信号工程建设标准体系。
3.2.2 完善铁路信号通用图
将一些普遍性、通用性较强的铁路信号标准图定型化, 提高工程设计的统一性, 为运营维护创造有利条件。
3.2.3 推动科研成果及时向标准规范转化
坚持系统引进与自主创新相结合, 吸纳最新科技成果, 加强基础科研工作, 不断修订和完善标准体系, 建立开放、科学、动态的管理机制, 突出标准规范制定的针对性和时效性。
3.2.4 改进铁路信号标准规范的管理机制
加强铁路信号标准规范的顶层设计, 标准规范的制定及发布单位应形成协调联动机制, 提高铁路信号标准规范制定的科学性、系统性、协调性, 注重标准规范的可操作性和执行效果。
3.3 当前应重点关注的问题
近些年来, 铁路建设迎来了黄金期、高峰期, 每年都有大批铁路项目立项、开工、竣工, 铁路信号建设标准存在的问题逐渐显现, 甚至存在与当前建设形势不匹配、不利于运营维护的问题, 亟待解决。
3.3.1重载铁路、工业企业专用铁路建设设计规范需尽快出台
大秦、朔黄等重载铁路已运营多年, 并积累了较丰富的运营维护经验及科学试验数据, 一批新的重载铁路即将开工建设, 如蒙西至华中铁路。因此, 需要尽快编制出台重载铁路信号建设标准规范, 以满足铁路建设领域的迫切需求。
随着我国经济运行持续向好, 工业企业园区、物流园区等专用铁路建设需求如雨后春笋般大量涌现, 该类型铁路具有用途单一、线路短、标准低、需与国家铁路接轨等特点。企业修建铁路往往以经济效益为主要衡量标准, 强调低投入、高产出。因此, 现行国家铁路有关标准规范不太适应工业企业铁路需求, 有必要研究出台针对工业企业铁路的行业标准。
3.3.2 尽快形成具备自动驾驶功能的城际铁路信号标准体系
目前, 国内各大城市群已规划了较为密集的城际铁路, 如珠三角、长三角、中原城市群等, 该类型铁路具有行驶速度高 (一般为200 km/h~250 km/h) 、车站密、运输组织灵活多样、具备自动驾驶功能等特点。但目前针对城际铁路的自动驾驶功能仅出台了较少的方案指导性文件, 尚未形成一整套信号建设标准规范。大批城际铁路的开工建设, 亟需建立城际铁路信号标准体系。
3.3.3 制定信号系统综合布线标准
铁路信号系统内CTC中心系统、信号集中监测中心系统, 大量集中设置各类高性能服务器, 电源、数据布线量大。传统方式均为设备之间直连布线, 主机房内布线杂乱, 强、弱电线电缆隔离防护困难, 存在电磁干扰安全隐患, 系统维护、扩展困难, 故障排除时间长, 对运营干扰大。综合布线方式可使中心系统强、弱电线电缆隔离防护更安全, 光电缆布置及径路更合理、更集约, 从而消除电磁干扰安全隐患, 提高系统的可扩展性和可维护性。因此, 铁路信号建设标准需要引入综合布线理念, 并制定配套的标准规范来解决此类问题。
3.3.4 加大科研力度, 积极探索新一代列控系统建设标准
通过多年的工程建设和对运营维护经验的总结, 我国铁路信号列控系统已经形成CTCS-0, 2, 3序列框架, 形成一定的技术储备。研究开发基于无线车-地安全信息传输、卫星导航安全定位、移动闭塞 (或虚拟闭塞) 等技术的新一代CTCS-4级列控系统, 以及适用于速度160 km/h及以下庞大路网的CTCS-1级列控系统的条件已经成熟, 因此应加大科研力量投入, 尽早开展相关标准规范体系的研究制定工作。
结语
总结铁路信号建设标准制定的成功经验, 创新铁路信号工程建设标准编制方法, 是提高铁路信号工程建设质量和运营维护管理水平的重要举措。应从标准设计源头抓起, 积极探索创新, 既要做好铁路信号标准顶层设计, 又要系统研究适应机械化、工厂化、信息化需求的配套工装、工艺标准, 不断提高我国铁路信号工程建设标准水平。
参考文献
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