全自动运行项目建设中机电系统探究

全自动运行项目建设中机电系统探究

摘要:随着轨道交通全自动运行项目建设的快速发展,越来越多的城市意识到全自动运行系统建设总成管理、特别是系统接口集成管理对机电核心系统建设的重要性。从项目建设管理的角度,介绍和分析了城市轨道交通全自动运行项目建设过程中机电核心系统的总成管理中接口集成管理的概念,以及为确保全自动运行系统接口功能的有效实现,系统接口集成管理对机电核心系统接口功能的设计、测试、实施和验证等过程所采用的监督和管理方法。

关键词:轨道交通;全自动运行;系统总成;管理;接口集成

城市轨道交通全自动运行系统是一套基于计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代轨道交通系统。与传统轨道交通系统相比,全自动运行系统是一套更加自动化和智能化的系统,各个机电核心系统(如信号系统、车辆系统、综合监控系统、站台门系统和通信系统)之间接口耦合度更深,系统之间的交互、联动和协调配合更加紧密复杂,这对全自动运行项目的机电核心系统建设管理提出了更高的要求。在传统轨道交通项目中,各机电核心系统的建设更多是以“各自为政”的方式进行,系统间的交互较少,联动水平也较低,从而对跨专业系统集成管理的要求也不是那么迫切。但全自动运行系统的设计初衷就是为了实现各系统跨专业甚至跨多专业的自动联动,使各系统在面对不同作业场景时能够自动、相互配合地共同动作。这些场景涉及大量的多系统交互,更加需要管理者在项目建设初期就能够以“系统总成”的方式对各个机电核心系统(特别是系统)接口进行跨专业的统筹规划,从形式、功能、实现方式、性能等各方面进行统一设计,并在整个建设过程中统筹计划,统筹验证,统筹管理,从而确保全自动运行系统的完整性和一致性,同时也能够更加有序和可靠地推进全自动运行机电核心系统的建设。

1机电核心系统总成管理

在城市轨道交通全自动运行系统中,信号、车辆、综合监控、站台门和通信等机电系统是自动化和智能化的核心,通常将针对上述机电核心系统在建设过程中所开展的一系列(如系统接口集成管理、配置管理、EMC管理)运营管理原则定义和外场测试管理等工作统称为总成管理,其中系统接口集成管理是总成管理的核心工作。系统接口集成管理是一项全过程、全方位的针对机电核心系统接口的统筹管理工作,通过特定的管理方法和过程,对机电核心系统接口设计、配置、测试验证等各方面的建设进行把控,确保系统接口的各项功能、性能指标达到全自动运行系统的要求。本文将主要针对系统接口集成管理方法进行介绍。

1.1系统接口集成管理目标。全自动运行系统建设的重点是在满足现行城市轨道交通各项国家规范的前提下,确保系统建设能够满足运营的使用需求,包括运营的定位、运营的组织方式、运营的业务流程等。系统接口集成管理作为全自动运行机电核心系统建设的关键环节,也是以运营模式所需的机电核心系统接口功能、性能的完整实现为目标的。在实际建设过程中,全自动运行运营场景文件作为运营作业需求最直观和完整的体现,正逐步成为全自动运行项目设计的依据和验收的主要标准。系统接口集成管理也正是在稳定运营场景的前提下,将运营场景文件作为各系统设计、验证的顶层输入文件,以确保机电核心系统接口功能和性能能够对运营场景的要求进行完整的支撑和覆盖。

1.2系统接口集成管理周期。城市轨道交通的系统建设通常采用V型周期控制方法,以规范及用户需求为核心,按逐级垂直审查(包括逐级或越级反馈)以及横向验证的方法完成从需求到运营的建设与管理。在该过程中,系统接口集成管理工作贯穿于项目的整个设计、安装、测试和调试验证阶段,见图1,以运营场景为核心,纵向精细化地分摊系统接口集成工作到各个不同的责任方,并在联调联试、运营阶段进行横向验证,确保系统的功能与可靠性指标得以最终实现。

1.3系统接口集成管理方法。全自动运行项目机电核心系统在不同的建设阶段有不同的需求和目标,项目建设方应成立独立的系统接口集成管理团队,对每个阶段采用不同的方法和工具进行管理。1.3.1系统设计阶段系统接口集成管理工作首先应围绕全自动运行场景稳定及功能分解展开。运营场景作为机电核心系统接口设计的顶层输入,由于不同项目线路条件和运营条件存在较大差异,不具备可复制性。运营场景应结合本地线路情况、运营模式、系统功能需求等进行综合评估后制定。运营场景的稳定与确认,是接口设计输入固化的关键。确认场景后,系统接口集成管理团队应将场景的内容分解细化为各机电核心系统的功能要求,并牵头制定各系统接口技术要求和管理要求,将这些要求纳入机电核心系统的用户需求书中。在后续的接口设计联络过程中,系统接口集成管理团队也应对各机电核心系统供货商的接口方案与接口要求逐一进行匹配和确认,保证接口设计满足场景需求。1.3.2测试实施阶段系统接口集成管理工作应主要关注机电核心系统接口的测试进度和接口功能的初步验证。作为联调联试的前序,接口测试工作特别是外场测试有助于提前发现接口存在的缺陷和问题,及时进行整改,这能够有效地缩短后续系统综合联调的调试工期。在该阶段,系统接口集成管理团队应能够对各机电核心系统的单系统测试进度定期进行监督和统筹管理,为外场测试创造条件;同时,要牵头制定外场测试方案和测试计划,用于初步验证各系统接口设计是否满足运营场景需求。外场测试内容应侧重于与机电核心系统间接口全自动相关功能,如远程车辆控制命令、列车休眠唤醒、紧急手柄激活联动、紧急对讲激活联动、烟火报警等。若条件允许,外场测试也可将部分全自动运行相关的单系统功能纳入测试范围,如列车自动发车、远程清客、自动折返等。系统接口集成管理团队应对测试结果进行审核评估,对于测试过程中出现的问题,应牵头负责协调各方沟通交流,澄清问题,确认方案,为后续的正线综合联调提前解决问题,积累经验,从而提高后续调试效率,缩短调试工期。在必要的情况下,也可根据测试结果形成对接口设计和运营场景的逆向反馈,帮助运营进一步完善场景,调整需求,见图2。1.3.3综合联调阶段该阶段系统接口集成管理工作首先应制定全自动运行系统接口功能调试方案,结合运营场景确认接口功能的调试内容、调试流程和调试计划,并能根据调试方案监督管理综合联调的调试过程。在此过程中,系统接口集成管理团队应从调试目标、调试范围、调试流程、预期结果等各方面进行管理,定期对综合联调的结果进行审核,及时协调各方解决并落实接口相关问题。如果条件允许,可结合场景进行全过程模拟调试。在调试完成后,系统接口集成管理团队也将对全自动运行系统的运行模式和使用方式进行整理总结,牵头整理系统的运营使用指导文件,为运营单位提前建立全自动运行系统的运营模式和运行规则奠定基础。作为项目建设的辅助工作,系统接口集成管理团队也应制定配置管理和变更控制的要求和流程,采用专用工具对各机电核心系统接口相关的文件、图纸、资料的归档和变更进行规范。保证系统的配置和变更都是完整、可控和可追溯的。定期对当前阶段全自动运行接口相关的问题进行梳理,通过召开例会或接口专题会议的方式协调各方进行及时的沟通,确定解决方案。

2结语

随着全自动运行项目建设的快速发展,越来越多的城市意识到全自动运行系统建设总成管理、特别是系统接口集成管理对机电核心系统建设的重要性。正在建设中的项目如福州轨道交通4号线、南宁轨道交通5号线,已开通项目如太原轨道交通2号线等都成立了独立的系统接口集成管理团队,对全自动运行机电核心系统接口的设计、实施和验证进行了全过程的管理。在这些项目的建设过程中,系统接口集成管理团队帮助业主明确了全自动运行系统接口的范围,梳理了接口之间的功能,把控了接口建设的各个关键流程,有效地实施了项目的按计划推进;同时,也得出了项目初期就形成一套适用于特定项目的系统接口集成管理长效机制对于全自动运行系统的建设至关重要的结论。该结论为机电核心系统接口的后续建设提供了有力的支撑,能够保障接口相关工作稳定、有序地推进,提高了解决问题的效率,并为当地的建设与运营单位积累了技术管理经验,培养了一批技术人才,提供了一套全自动运行机电核心系统建设管理的思路和方法,为城市轨道交通全自动运行系统的高水平开通奠定了基础。

作者:王磊 单位:上海申通轨道交通研究咨询有限公司