验证与确认策略在深圳地铁5号线二期上的应用

验证与确认策略在深圳地铁5号线二期
上的应用
摘要：本文以深圳5号线二期工程项目为背景，从项目需求阶段、系统应用设计阶段、室内测试阶段以及现场调试四个阶段的验证与确认活动展开描述，对城市轨道交通延伸线（简称延伸线）的验证及确认策略进行介绍，为后续同类延伸线项目实施提供参考。

关键词：深圳地铁5号线二期、地铁信号系统、延伸、验证及确认
一、项目背景介绍
5号线二期工程南起赤湾站，北至桂湾站，经过南山区、前海片区。

线路全长约7.65km，全线采用地下敷设方式。

共设7座车站，换乘站4座。

与一期工程共用塘朗车辆段、上水径停车场。

5号线二期工程初期配置列车7列，近期配置列车26列，远期配置列车31列。

工程实施范围包括：5号线二期工程的全部正线，以及其范围内的折返线、渡线、存车线、联络线等，5号线二期新增初期配属7列车，5号线一期工程升级改造（包括但不限于一期工程：控制中心、正线、车站、所有配属列车、车辆段、停车场、培训和维修设备等）。

基于以上项目情况可知，从信号控制系统角度来看深圳5号线二期需完成的任务有：
1、深圳5号线二期新增的正线站系统设计、数据制作、测试及调试；
2、深圳5号线二期新增的列车设计、数据制作、测试及调试；
3、深圳5号线一期与二期接口站改造部分的系统设计、数据制作、测试及调试。

根据项目需完成的任务活动，从需求阶段、系统设计阶段、室内测试阶段及
现场调试阶段4个方面制定验证和确认策略。

二、需求阶段的V&V活动
根据V&V计划中的策略，在需求设计阶段，合同需求矩阵中的需求来源于业
主合同和设计联络会会议纪要，项目需要使用系统设计文档、现场调试规程等设
计类文档来覆盖合同需求，保证在设计层需求已得到覆盖，在此阶段，V&V经理
需要对合同需求矩阵的覆盖关系进行验证从而保证覆盖是相关且完整的。

项目合同需求矩阵的内容通常分为2大类，一类是项目实现的需求，一类是
通用平台实现的需求。

针对通用平台实现的技术需求，项目基于平台反馈的覆盖
证据执行合同需求验证，确保平台需求得以正确实施。

针对项目管理的需求，除
需进行横向的合同需求验证以外，还需执行纵向的项目设计确认表格（以下简称DVT）验证，以确保项目需求已在项目实施阶段被覆盖。

而延伸线项目通常因业
主习惯、贯通管理及工期紧张等多方面原因，容易造成需求识别不到位，需求理
解不正确，一期需求在二期丢失等情况，因此针对延伸线项目对需求的把控需更
加谨慎和严格。

因此建议项目需求的验证确认策略可根据二期与一期的对比情况，采用2种管理方式，：
第一种，针对二期和一期相同的需求，使用一期合同需求标签覆盖二期合同
需求，并据此执行验证，不需纳入二期设计确认表格中管理。

第二种，针对二期较一期不一致的需求，需使用二期项目证据覆盖并执行验证，同时将此部分需求纳入到DVT中进行后续管理。

深圳5号线一期、二期实施间隔时间较长，项目需求变化大，一期使用的平
台基线较二期使用的平台基线版本差距较大，无法复用一期平台基线的设计文件
进行需求覆盖，因此需求矩阵采用最严苛的方式执行，即根据二期合同及设计联
络会会议纪要重新重新识别需求，使用二期设计文件执行覆盖并进行验证，以确
保业主的所有需求得已完整、正确实施。

图1 需求阶段V&V活动
三、系统设计阶段V&V活动
信号系统应用设计文件分为列车运行规则、实时参数表、系统配置规则、地址计划、后备变量表、系统结构图、信号平面图等文档。

考虑到后续贯通管理，深圳5号线二期是在一期系统设计文件基础上进行更新。

根据系统设计的原则，系统设计验证V&V策略需重点把握以下几个方面：
1、可以明确区分新增集中站的，如：信号平面图、系统结构图、后备变量表等文档，验证方法为，针对延伸线集中站按照首次验证的方法进行遍历验证；
2、不针对具体集中站的，仅定义系统配置规则和系统时间参数的文档，如系统配置规则、实时参数表等文档，设计人员需识别因深圳5号线二期接入而导致一期变化的内容，并针对变化的内容提交变更项，验证人员根据变更项进行相应验证；
3、针对深圳5号线一期与深圳5号线二期接口黄贝岭站，按照首轮方式执行相应的接口验证工作。

4、针对项目DVT中分配给系统设计文档的需求执行验证并给出验证结论。

四、室内测试阶段V&V活动
U888信号系统分为5个子系统，分别为计算机联锁（以下简称CI）、自动列车控制子系统（以下简称ATC，其包含车载控制器（以下简称CC）、区域控制器（以下简称ZC）、线路控制器（以下简称LC））、列车自动监控子系统（以
下简称ATS）、维护支持系统（以下简称MSS)、数据通信子系统（以下简称DCS）。

对应的室内测试分为各个子系统信心测试以及系统级点对点和系统级信
心测试。

延伸线项目需重点关注以下几点：
1、测试用例编制：延伸线测试用例管理一直是个重点、难点，常规项目室
内测试用例以通用典型测试用例（代指基于平台基线编制的适用于项目的通用测
试方案）、项目DVT及项目设计文档作为输入，编制项目测试用例并执行全覆盖
测试即可。

而延伸线常因成本考虑，调试工期短等因素，不得不复用既有线项目
用例，但在实际执行过程中发现，复用既有线测试用例仅适用于平台基线升级较
小的情况，且仍需同步考虑延伸线需求。

而当平台基线跨度大，如深圳地铁5号
线二期与一期，平台基线跨度非常大，无法直接复用一期既有测试用例，如何以
成本最小，测试效率最高的方式编制测试用例成为当时急需解决的问题，经过项
目多次讨论，最终确认采取通用典型测试用例、项目DVT、项目设计文档以及一
期项目测试用例为输入编制二期项目测试用例，此方法可以确保平台及项目需求
在测试用例中得以覆盖，同时增加一期项目测试用例为输入，可确保一期需求在
二期仍得以延续。

图2 测试用例编制
2、测试执行：由上文项目背景介绍可知，深圳5号线二期新增4个集中站，此部分新增车站之前未进行测试。

深圳5号线二期与一期共用OCC，停车场和车
辆段，针对中心、停车场和车辆段的功能一期二期是基本相同的，因此测试策略
制定时，按以下几个方面重点考虑：
（1）二期新增集中站的信心及点对点，与车站相关的功能需要执行全功能
测试；
（2）中心和场段与一期共用，大部分功能可复用，需识别因二期接入引起
的中心功能变更，针对变更功能重新执行测试；
（3）一期因测试需求增加的测试用例，二期延续使用的，需补充二期测试；
（4）二期因平台或需求新增的测试用例，一期车站适用的，需补充一期测试；
（5）项目设计、数据过程中识别的其他变更项，根据影响分析执行变更测试。

图3 室内测试执行
3、针对ATC的测试管理：以深圳5号线二期为例，在二期接入后，线路上
共存在5种车型。

车载CC数据与集中站关系不大，但轨旁ZC和LC需依据新增
的集中站更新数据，因一期和二期实施时间跨度长，轨旁设备，车载设备硬件可
能存在差异，且现场车载数据升级可能存在分批进行的情况，也会存在车和车之
间的车载数据有差异的情况，因此，室内进行测试影响分析时，需重点关注轨旁LC、ZC和车载CC之间的兼容性测试。

五、现场调试阶段V&V活动
现场调试分为静态调试、系统集成测试以及系统验收测试三个部分。

深圳地铁5号线二期需跟一期接入，所以调试任务除了执行上述三个部分的内容外，还需针对一期和二期接口站黄贝岭改造部分执行以下调试：
图4 现场调试
1、电源屏静态调试、DCS网络静态调试、以及轨旁设备静态调试；
2、轨旁设备一致性测试、CC-PSD测试、轨旁低速动态测试、信号对外部的接口测试；
3、ATS子系统功能验收、ATC子系统功能验收以及系统运行测试。

深圳地铁5号线二期已于2019年9月28日正式开通，目前项目已平稳运行近4年，由此可见，以上4个阶段的验证和确认策略是切实有效的，通过以上验证和确认活动可保证项目各阶段活动实施的有效性、一致性、正确性，可以确保项目最终交付的成果满足业主合同要求。

六、结语：随着交通规划发展的需要，越来越多的城市在既有轨道交通的基础上增设延伸线，如何保证延伸线更高效，更快速安全的接入既有线是延伸线项目实施的重点。

本文基于深圳地铁5号线二期的实施经验总结延伸线地铁验证和确认策略管理重点，为后续城市轨道交通延伸线安全快速、高效实施提供参考依据。

七、参考文献
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Railway applications, safety related electronic systems for signaling EN 50129 2018
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