城市轨道交通CBTC信号系统开通运营前置条件分析

城市轨道交通CBTC信号系统开通运营

前置条件分析

李法刚　

（北京现代通号工程咨询有限公司，北京　１００１６６ ）　

〔摘要〕：在城市轨道交通ＣＢＴＣ信号系统设备安装阶段完成后，通过“单项设备、子系统设备、系统设备”等不同层级的设备软、硬件测试、调试与试验过程，以及通过“模拟实验、综合试验、１４４小时不间断系统稳定性试验、空载试运行试验、载客试运行试验”等一系列不同阶段的系统功能测试、试验与调试工作，以验证从系统单项设备本身性能指标的符合性到实际运营环境下系统整体功能指标的稳定与可靠程度以及与设计要求的符合程度，最终判定系统是否能够按照既定功能安全可靠地投入运营。　

〔关键词〕：单项设备测试、调试、试验；子系统设备功能试验；综合联调；安全认证与评估；空载试运营；载客试运营；软件的测试、试验与验收；员工培训；正式运营前的其他准备工作。　

1引言

在我国轨道交通建设领域，随着轨道交通运行控制技术的快速发展，基于通信技术的CBTC列车运行控制系统因其具备安全可靠性高、运输效率高、运营组织与控制自动化程度高以及较佳的系统稳定性和可维护性等一系列突出优点，已获得越来越广泛的认可和推广应用。

在具体项目的建设过程中，如何保证系统工程从施工安装阶段平稳过渡到安全可靠地投入正式运营并逐步实现其应有功能，也越来越成为广大建设者和运营管理者高度关注的一项工作。

本文从系统工程完成施工安装、开始系统试验至正式投产前的运营准备阶段需要完成并获得系统性评估、验证的一系列测试、调试、试验工作过程，以及运营组织方面需要做好的其他准备工作，浅析城市轨道交通CBTC信号系统投入正式运营前需要具备的基本前置条件。

2系统测试、试验、调试、试运行及验收

2.1系统调试与试验

2.1.1 单项设备的调试与试验

单项设备的试验包括单项设备的安装验收试验和调试验收试验，其试验内容包括：

◆安装验收试验，以验证单项设备本身的电气性能指标和安装工艺标准的

符合性；

◆调试验收试验，以验证单项设备所具备的基本功能满足要求的程度。

2.1.2 子系统调试及试验

在单项设备试验完成后，进行子系统测试，以验证各个子系统的技术指标满足设计要求。

对各子系统须进行主副电源倒换测试，以验证是否满足电源倒换要求；

对各子系统须进行冗余测试，以验证是否满足安全要求、功能要求和可靠性要求。

2.1.3 联锁设备功能试验

通过下列试验，验证系统接口和系统逻辑关系的正确性，硬件设备及系统软件的运行可靠性和稳定性。包括以下主要内容：

硬件设备性能测试；

设备冗余切换试验；

联锁人机接口试验；

联锁逻辑及功能试验；

室内、外设备状态的一致性测试；

故障报警、记录、诊断试验；

子系统干扰试验；

与动态信标接口测试；

与其它子系统接口试验；

传输通道的测试；

其它必要的试验。

2.1.4 ATP/ATO地面设备功能试验

通过下列试验，验证ATP/ATO子系统能够实现的基本功能以及硬件设备性能与设计要求的符合性。包括以下主要内容：

连续式ATP功能及点式ATP功能试验；

硬件设备性能试验；

设备冗余切换试验；

与联锁的接口试验；

命令执行试验；

紧急停车试验；

与其它子系统的接口试验；

车地通信试验；

保护区段试验；

计轴子系统测试；

设计行车间隔的试验；

折返间隔的试验；

停车精度和门控试验；

故障报警、记录、诊断试验；

子系统干扰试验；

其它必要的试验。

2.1.5 ATP/ATO车载信号设备功能试验

通过下列试验，验证ATP/ATO车载信号设备能够实现的基本功能以及设备性能与设计要求的符合性。包括以下主要内容：

连续式ATP功能及点式ATP功能试验；

设备冗余切换试验；

硬件设备性能试验；

车地通信试验；

列车安全制动距离及安全保护距离试验；

列车速度保护试验；

车载设备人机接口试验；

列车紧急和常用制动试验；

牵引加速试验；

列车的动态试验；

列车制动率实验；

保护区段试验；

停车精度与车门/屏蔽门控制试验；

各种驾驶模式试验；

列车倒溜防护试验；

列车检测设备试验；

列车节能运行模式试验；

与其它系统的接口试验；

列车故障报警、记录、诊断试验；

其它必要的试验。

2.1.6 ATS设备功能试验

通过下列试验，验证该ATS子系统设备能够实现的基本功能以及设备性能与设计要求的符合性。包括以下主要内容：

系统硬件设备性能试验；

设备冗余切换试验；

系统人机接口试验；

识别号跟踪及生成试验；

自动进路排列试验；

列车运行自动调整/人工调整试验；

时刻表编辑试验；

时刻表在线修改试验；

按时刻表自动指挥列车运行试验；

运行图显示试验；

授权、职责功能验试；

自动生成各种报表试验；

系统故障记录、诊断试验；

同联锁设备及ATP/ATO子系统的联合试验；

折返间隔的试验；

设计行车间隔的试验；

系统响应时间试验；

与其它系统的接口试验；

列车运行仿真模拟试验；

其它必要的试验。

2.1.7培训设备功能实验

通过下列试验，验证培训子系统能够实现的基本功能与设计要求的符合程度。包括以下主要内容：

列车运行仿真模拟试验；

操作培训模拟试验；

维护培训模拟试验；

其它必要的试验。

2.1.8 信号维护监测子系统功能实验

通过下列试验，验证信号维护监测子系统能够实现的基本功能与设计要求的符合程度。包括以下主要内容：

各种诊断功能试验；

各种报警功能试验；

监测功能试验；

监测报警的人机界面功能试验；

行车显示信息画面调用功能试验；

硬件性能试验；

各种统计及图表输出试验；

其它必要的试验。

2.1.9 电源设备的功能试验

通过下列试验，验证电源子系统能够实现的基本功能以及电源设备性能指标与设计要求的符合程度。包括以下主要内容：

两路倒换功能试验；

UPS的输出特性试验；

各种交直流模块的输出品质试验；

对地漏泄监测试验；

电池放电试验；

各种报警及输出试验；

其它必要的试验。

2.1.10 信号系统联调

信号系统联调主要包括：ATS子系统、ATP子系统、联锁子系统、ATO子系统、电源设备、停车场联锁及微机监测设备的联合调试及其与其它子系统的综合联调；

信号系统的联调主要测试系统对列车的控制能力，达到设计功能要求。

2.1.11 144小时连续系统试验

单项、子系统及系统联调工作完成，经验证各子系统设备软、硬件指标及各子系统功能符合设计标准（或建设合同约定功能）要求后，进行全系统144小时不间断联合功能试验。在144小时连续系统试验期间，信号系统应达到以下指标要求：

在联锁、ATP安全功能正常的基础上，系统必须提供100%的安全运行；

联锁、ATP/ATO、ATS各子系统的可用性不得低于设计标准；

设备的MTBF必须满足设计要求；

列车因信号系统的原因产生的非期望（不正常）紧急制动发生率须小于设计标准限值；

列车停车精度范围及概率符合设计标准；

正线最小行车间隔、折返站最小折返间隔、出入段的最小间隔符合设计标准；

实际时刻表与计划时刻表的平均差距符合设计标准；

列车在中间站到达或发车时间与时刻表偏差符合设计标准；

列车在终点站到达或发车时间与时刻表偏差符合设计标准；

因信号系统引起的大于15秒的晚点率符合设计标准；

主要技术指标其它相关要求符合设计标准。

2.1.12 试验结果及评估

在144小时连续试验期间，如安全性和可用性指标不达标，则进行系统修正后，重新组织试验，直到规定指标实现；

在144小时连续试验期间，如折返时间、运行间隔和节能的指标不达标，则进行系统修正后，重新组织功能试验，直到规定的指标实现。

在144小时连续试验期间，没有完成的或不能满足要求的其它指标，须在联调及后续的工作中继续完成。

2.2综合联调

2.2.1综合联调包括两个阶段：即信号系统与其它系统的接口功能试验和联合调试试验。通过接口功能试验以验证所有与其它系统的接口功能符合要求。

2.2.2通过信号系统的调试及与其它有关系统的接口检查，以验证所需联调的每组设备通过其接口达到的系统功能满足合同要求。

2.2.3试验内容可包括144小时连续试验中未完成的或未成功的项目以及与其它系统接口的稳定性指标。

2.3安全认证与评估

综合联调完成后，由独立的第三方安全评估认证单位，提交具有法律效力的安全评估报告和安全认证证明文件，明确信号系统设备是否能够投入空载试运行和载客运营。

2.4空载试运行

2.4.1预验收和安全评估完成后，设备将在实际环境下进行试运行。

2.4.2在实际运营环境中，通过试运行把全部系统设备作为一个不可分割的系统进行综合检测，以验证设计规定功能的满足情况。

2.4.3在试运行期间，所有系统设备均按实际操作模式无故障连续运行。

2.4.4 空载试运行试验内容、试验要求必须符合国家、行业现行标准、规范以及经各方批准的试验大纲有关规定。

2.5竣工初验

载客试运营前，进行信号系统的竣工初验，竣工初验合格后，进行载客试运营。

2.6载客试运营

2.6.1 应确保系统在试运营期间能安全载客运行。

2.6.2 根据工期的要求，在系统投入载客运营之前，必须提供允许载客的安全认

证报告。

2.6.3在系统载客试运营期间，及时分析并排除系统设备故障。

2.7竣工验收

2.7.1系统全功能开通运营一段时间后，组织系统竣工验收。

2.7.2 竣工验收通过后签署竣工验收证书。

2.7.3 对于车载信号设备，应根据车辆出厂情况，根据车地联调、综合联调及上道试运行各阶段安排，逐一进行车载设备的试验、验证和验收。

2.8竣工资料移交

工程竣工验收通过后，系统集成商应按照建设单位文档管理部门及地方城建档案管理部门要求，将工程竣工资料进行移交归档。

有关资料除了按要求应当存档的项目建设阶段形成的管理类文件、技术类文件外，还应当包括国家或地方档案管理部门或地方建管单位要求归档的其它资料。

3软件的安装、测试、验收及交付运营与维护

3.1软件安装、测试及验收

3.1.1 系统集成商应对提供的软件进行测试，按照规定步骤对软件进行严格的检查、验证，以证明软件已达到规定的要求，能够在现场安装、验收、交付并能够连接其它接口系统使用。

3.1.2 系统集成商提供的软件应当完成的功能测试主要包括：工厂验收测试和现场验收测试。

3.1.3 系统集成商在软件工厂验收测试及现场验收测试过程完成后，应当向建设方提交可验证的全过程测试记录和验收报告。

3.1.4 系统集成商应对所有进行验收测试的软件建立基线并应准确地在软件配置管理中记录版本控制情况。

3.1.5 除了同时测试硬件软件配合表现功能的整体系统验收外，系统集成商亦

须满足个别软件独有用户需求，例如：软件系统维护性、边界测试、强度测试、软件系统保留余度等，并提供软件测试验收书。

3.1.6 所有安装的软件须无病毒及有合法使用许可证及安全认证证书。

3.2软件交付、运行和维护

3.2.1 系统集成商应按照合同约定办理系统软件移交手续，明确产权归属、使用权限与许可范围。

3.2.2 系统集成商须按买方要求更改所有系统密码，按合同约定交付所有与现场安装软件版本一致的电子版，确保买方能对新更换的计算机设备成功进行软件安装。

3.2.3 系统集成商提供的系统操作手册中应包括所有软件安装与初始化方法、数据结构及设定、运行步骤、使用说明、故障处理说明及维护步骤。

3.2.4 系统集成商提供的所有软件应采取防病毒措施。

4第三方安全评估与认证

4.1 系统集成商须按照建设合同约定的不同时间节点，提供由国家认可的独立的安全认证机构颁发的主系统的安全认证证书。

4.2 在项目的执行和实施阶段，须由独立的安全评估机构对项目的初步设计、详细设计、各子系统试验、综合联调、空载试运营、载客试运营等不同阶段，分阶段进行安全评估，并提交具有法律效力的安全评估报告及安全认证证书。

4.3 系统集成商应在工程贯通试运营前，提供本项目载客运营的安全评估报告，在工程投入载客运营前提供最终的满足贯通运营的安全认证证书。

5开通运营前的员工培训工作

5.1培训内容

系统设备投入正式运营前，运营单位应当对日常维保人员进行必要的岗前培训工作，可分别针对信号系统设备硬件、软件、日常维护、故障检测、运营管理、行车组织等各方面进行培训。

5.2培训的总体要求

根据培训手册建立对有关设备的总体概念；了解和掌握系统的基本概念、原理及功能；了解和掌握系统设备的配置；了解和掌握设备的维护和维修方法；了解和掌握与其它系统的接口设计；了解和掌握进路的人工控制与操作方法；了解和掌握信号系统详细的硬件、软件构成、工作参数、安装要求；掌握设备的安装过程和安全操作规程以及设备安全注意事项；掌握在日常和紧急情况下设备的操作流程；能够处理系统运行过程中的可能发生的一般故障。

6正式投入运营前的其他准备工作

6.1初期开通方案准备

当正式的开通时间节点确定后，应综合考虑系统设备各项设计功能指标的实现情况、系统设备的安全可靠性、稳定性、行车密度、运营维保能力以及其他主客观因素，通过综合评估及风险论证，最终确定是采取全功能模式、降级模式还是分阶段过渡方式的初期开通方案，围绕最终确定的开通方案制定针对性管控措施和应急预案，建立工程建设各有关方共同参与的运营保障机制。

6.2开通后的维保计划与缺陷处理工作准备

6.2.1项目开通前，初期开通方案确定后，运营单位可邀请系统集成商牵头各设备供应商，与运营单位一起共同制定项目开通初期、中期与后期系统设备日常维护与保养计划，确定设备维护规则、故障处置方案、员工操作手册等作业指导文件，建立起高效的日常运营维保机制。

6.2.2 项目开通前，还应确保项目各参与方做好开通后的技术服务保障工作与缺陷问题处理工作。要求工程各相关方质保服务团队和各类保障资源及时到位，与运营单位一起，共同参与项目开通初期的安全保障工作，建立统一调度、相互协同的维保工作制度，满足不同阶段设备安全保障需要。

6.3应急保障工作准备

6.3.1 针对系统工程开通后可能遇到的不同故障（或事故）类型，由运营单位统一制定并公示不同响应层级的应急预案，组织各单位维保服务团队与运营单位各部门一起进行不同故障（或事故）类型的应急演练，提高突发事件的应急响应能力和处置能力。

6.3.2 要求日常维保人员掌握各类设备故障的应急处置措施和处理流程。

6.3.3 完善各类应急资源配备，对工程建设各参与方配备的人员、车辆、设备器材、物资材料、备品备件等各类应急资源进行统计备案登记，做到突发故障期间的统一调配。

6.4其他准备工作

运营单位还应根据实际需要做好准备的其他工作，如：运营维保团队的建立；运营维保制度的制定；对外宣传与现场引导；现场安保与服务；内外部信息沟通机制等。这些，都需要运营管理者按照实战要求做好准备，只有全面准备到位，才能保证初期运营的平稳过渡。

7结束语

城市轨道交通CBTC信号系统工程从完成设备安装到投入正式运营前所进行的一系列测试、试验、验证工作以及其他运营准备工作，是保证系统设备能够按照既定功能安全可靠投入正式运营的前提，此阶段各项工作的达标符合程度，直接决定着系统投入运营后的安全可靠性和运输效率，从某种意义上说也决定着系统工程建设的成败，应当引起足够的重视。

8参考文献

无。