袁衛(wèi)東， 賈華強(qiáng)， 高建， 于長洪， 王繼星， 柳志鹍

（1. 鄭萬鐵路客運(yùn)專線河南有限責(zé)任公司，河南鄭州 450015；2. 通號工程局集團(tuán)有限公司，北京 100070；3. 北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

1 工程概況與計(jì)劃方案

1.1 鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐

鄭萬鐵路、鄭徐客專、京廣高鐵、鄭西高鐵、鄭濟(jì)客專（預(yù)留）、鄭開城際和鄭機(jī)城際交匯于鄭州東樞紐，其中鄭開城際和鄭機(jī)城際采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)，其余鐵路均采用CTCS-3級列控系統(tǒng)。

鄭萬鐵路正線接入鄭州東徐蘭場（臨時限速納入鄭徐臨時限速服務(wù)器1（TSRS1）管轄），新設(shè)鄭萬高鐵臺及鄭萬TSRS1。鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐線路和站場布置示意見圖1。

1.2 商合杭鐵路引入商丘樞紐

商合杭鐵路、鄭徐客專、京九高鐵（預(yù)留）、隴海線（普速）和京九線（普速）交匯于商丘樞紐，其中商合杭鐵路、鄭徐客專和京九高鐵采用CTCS-3 級列控系統(tǒng)。

商合杭鐵路新建商合杭場經(jīng)商丘商合杭上、下行聯(lián)絡(luò)線與鄭徐客專正線銜接，商合杭鐵路河南段調(diào)度指揮納入既有鄭徐高鐵臺，臨時限速納入既有鄭徐臨時限速服務(wù)器。商合杭場納入商合杭無線閉塞中心1（RBC1）管轄，商丘鄭徐場由鄭徐無線閉塞中心2（RBC2）控制，鄭徐RBC2與商合杭RBC1在商合杭上、下行聯(lián)絡(luò)線區(qū)間信號點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無線閉塞中心（RBC）通信切換。商合杭鐵路引入商丘樞紐線路和站場布置示意見圖2。

圖1 鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐線路和站場布置示意圖

圖2 商合杭鐵路引入商丘樞紐線路和站場布置示意圖

1.3 涉及既有信號系統(tǒng)軟件的修改情況

鄭萬、商合杭鐵路引入樞紐共涉及中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司調(diào)度所（簡稱鄭州局調(diào)度所）調(diào)度集中（CTC）系統(tǒng)擴(kuò)容及軟件修改；鄭州東RBC 中心徐蘭場RBC、鄭徐RBC2、鄭徐TSRS1 軟件修改；鄭州東徐蘭場、曹古寺線路所、商丘鄭徐場、商丘西線路所等的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、列控中心、CTC 站機(jī)、微機(jī)監(jiān)測軟件修改；鄭徐中繼13～中繼16 列控中心軟件修改，相關(guān)車站CTC 站間透明軟件修改［1]。信號系統(tǒng)軟件主要修改內(nèi)容見表1。

1.4 計(jì)劃方案

鄭萬鐵路計(jì)劃2019年5月20日完成信號各系統(tǒng)軟件發(fā)布，6月19日前完成各系統(tǒng)軟件仿真測試，開始樞紐軟件換裝施工，7月25日前完成鄭州樞紐軟件換裝試驗(yàn)具備動態(tài)驗(yàn)證條件。商合杭鐵路河南段計(jì)劃2019年6月20日完成信號各系統(tǒng)軟件發(fā)布，7月24日前完成各系統(tǒng)軟件仿真測試，開始樞紐軟件換裝施工，8月29日前完成商丘樞紐軟件換裝試驗(yàn)具備動態(tài)驗(yàn)證條件。引入樞紐工程分現(xiàn)場施工安裝、軟件換裝2個施工階段，其中軟件換裝階段按照安全數(shù)據(jù)網(wǎng)及CTC 網(wǎng)絡(luò)接入改造、各系統(tǒng)軟件兼容性試驗(yàn)、中心配合車站站機(jī)軟件換裝試驗(yàn)、車站站機(jī)配合中心軟件換裝試驗(yàn)及動態(tài)驗(yàn)證5 個步驟進(jìn)行［2-3]。軟件換裝階段計(jì)劃實(shí)施進(jìn)度及安排見表2。

2 優(yōu)化方案

2.1 難點(diǎn)分析

（1）鄭萬、商合杭鐵路引入樞紐均需要修改鄭州局調(diào)度所鄭徐高鐵臺和鄭徐Tsrs1 軟件。因2 條鐵路工期相差1個月，商合杭鐵路引入樞紐信號軟件換裝相應(yīng)要滯后鄭萬鐵路1個月，因此需前后針對同一設(shè)備編制2版軟件，軟件編制工作量大、電務(wù)仿真試驗(yàn)量大，工期和質(zhì)量很難保證。

表1 信號系統(tǒng)軟件主要修改內(nèi)容

（2）從表2 可知，每次引入樞紐軟件換裝施工需5個步驟，每一步的天窗數(shù)量及每次天窗時長又必須確保兌現(xiàn)。因2條鐵路工期相鄰，鄭萬鐵路完成后，緊接著就要開展商合杭鐵路引入樞紐的現(xiàn)場軟件換裝施工，1個月內(nèi)要完成全部天窗點(diǎn)施工任務(wù)，周期長且天窗時間安排緊密，無論是施工計(jì)劃的安排、運(yùn)輸方案的制定，還是現(xiàn)場施工及驗(yàn)收配合人員的資源配備，都存在較大困難，對商合杭鐵路的工期以及既有高鐵的運(yùn)輸安全均存在較大風(fēng)險(xiǎn)［4]。

（3）鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐軟件換裝試驗(yàn)完成后即進(jìn)行動態(tài)驗(yàn)證及聯(lián)調(diào)聯(lián)試，期間需同步實(shí)施商合杭引入商丘樞紐軟件換裝試驗(yàn)。在此期間，鐵路局集團(tuán)公司及參建單位要同時承擔(dān)鄭州東樞紐動態(tài)試驗(yàn)和商丘樞紐軟件換裝施工雙重任務(wù)，施工組織難度很大。

由上述分析可知，在確保2條鐵路工期目標(biāo)的前提下，各線單獨(dú)分開實(shí)施難度大，存在安全和工期的風(fēng)險(xiǎn)。因此提出鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐與商合杭鐵路引入商丘樞紐軟件換裝及動態(tài)驗(yàn)證同步換裝、共享天窗的優(yōu)化方案。

2.22 條鐵路同步換裝軟件的可行性分析

（1）2條鐵路引入樞紐的軟件換裝施工及動態(tài)驗(yàn)證采取同步換裝、共享天窗的方案，可整體減少一輪軟件換裝施工天窗，有利于高鐵的運(yùn)輸及維護(hù)，鐵路局集團(tuán)公司運(yùn)輸和電務(wù)部門有這方面需求，也為方案的研究和審批創(chuàng)造了有利條件［5]。

（2）在優(yōu)化方案確定前，鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐、商合杭鐵路引入商丘樞紐技術(shù)方案已提早穩(wěn)定并得到鐵路局集團(tuán)公司的審批，2條線各系統(tǒng)設(shè)備軟件編制進(jìn)度基本同步，中心關(guān)鍵設(shè)備具備2條線軟件一次整合的條件。

（3）商合杭鐵路提前與鄭萬鐵路同步換裝后，商合杭鐵路河南段信號系統(tǒng)將提前啟用，需與既有鄭徐客專設(shè)備通信，而商合杭鐵路河南段南段（不同建設(shè)主體）工期晚，信號設(shè)備還不具備啟用條件，局間邊界接口條件不具備，將造成商合杭鐵路河南段部分信號設(shè)備輸出信息不完整，引起鄭徐客專部分既有設(shè)備信息報(bào)警，經(jīng)研究，報(bào)警信息不影響既有鄭徐客專信號設(shè)備的正常使用，可采取屏蔽報(bào)警信息的臨時過渡處理措施［6]。

由以上分析可知，2條鐵路引入樞紐信號軟件換裝同步實(shí)施、一次修改到位的方案可行，特別是2條鐵路歸屬同一項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)（建設(shè)單位由鄭西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司與鄭萬鐵路客運(yùn)專線河南有限責(zé)任公司合并）、同一接管維修單位、同一施工單位，為進(jìn)一步優(yōu)化方案、科學(xué)組織提供了有利條件。該方案在得到鐵路局集團(tuán)公司復(fù)函同意后，報(bào)中國國家鐵路集團(tuán)有限公司同意后組織實(shí)施。

2.3 同步實(shí)施軟件換裝步驟

表2 軟件換裝階段計(jì)劃實(shí)施進(jìn)度及安排

鄭州東樞紐和商丘樞紐共用天窗點(diǎn)，按照軟件換裝階段5個步驟同步實(shí)施，具體實(shí)施情況見表3。

2.4 動態(tài)驗(yàn)證方案

對信號系統(tǒng)設(shè)備軟件修改范圍內(nèi)的列控系統(tǒng)相關(guān)功能進(jìn)行測試和驗(yàn)證。測試范圍如下：鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐涉及的鄭州東站周邊接發(fā)及通過進(jìn)路C2/C3拉通測試，商合杭鐵路引入商丘樞紐涉及的商丘鄭徐場和商丘西線路所C2/C3進(jìn)路測試，鄭州西站—鄭州東徐蘭場—碭山南站（局界）區(qū)間正線正反向C2/C3拉通測試［7]。

表3 鄭萬、商合杭鐵路引入鄭州東、商丘樞紐優(yōu)化方案實(shí)施情況

動態(tài)驗(yàn)證利用3 個300 min 天窗點(diǎn)，其中第1、2 個天窗點(diǎn)動態(tài)驗(yàn)證完成后軟件回退，第3個天窗點(diǎn)軟件動態(tài)試驗(yàn)完畢確認(rèn)全部軟件無問題后，軟件不回退啟用新軟件?？紤]到鄭州西站經(jīng)鄭州東站—碭山南站試驗(yàn)區(qū)段線路較長，動車單程運(yùn)行超過70 min，為確保在有限的時間內(nèi)完成全部動車測試序列，通過調(diào)整運(yùn)輸組織，采取增加上線試驗(yàn)動車（最多達(dá)6 輛）小圈套跑、分段試驗(yàn)的方案［8]。

2.5 實(shí)施效果

在5個天窗點(diǎn)無法兌現(xiàn)的情況下，鄭州東樞紐和商丘樞紐于2019年8月9日利用18 個天窗點(diǎn)時間完成了軟件換裝試驗(yàn)及動態(tài)驗(yàn)證，為鄭萬和商合杭鐵路如期開展聯(lián)調(diào)聯(lián)試奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)（商合杭鐵路較原定工期提前22 d）。

本次軟件換裝試驗(yàn)及動態(tài)驗(yàn)證共使用18個天窗點(diǎn)，比原計(jì)劃2 條線路單獨(dú)實(shí)施方案的35 個天窗點(diǎn)大大減少，極大地減少了對既有運(yùn)輸及維修作業(yè)的影響。若2 條線路分開實(shí)施，商合杭鐵路至少要遲后鄭萬鐵路1個月，將造成商合杭鐵路工期目標(biāo)無法兌現(xiàn)，無法實(shí)現(xiàn)商合杭鐵路當(dāng)年開通、當(dāng)年投產(chǎn)、當(dāng)年釋放京滬高鐵運(yùn)輸能力的目標(biāo)［9]。由于天窗點(diǎn)數(shù)量的有效結(jié)合，使工程本身工期緊張和天窗點(diǎn)數(shù)量不足等問題得到了有效解決，確保了2 條線路如期開展聯(lián)調(diào)聯(lián)試。而且，該方案的實(shí)施大大減少了對調(diào)度集中系統(tǒng)和臨時限速服務(wù)器過渡軟件的編制任務(wù)，以及各系統(tǒng)軟件仿真場景搭建和鐵路局集團(tuán)公司電務(wù)段對系統(tǒng)軟件的仿真測試任務(wù)，極大地降低了軟件編制人員和電務(wù)仿真人員的工作量以及相關(guān)成本。

3 結(jié)束語

隨著高速鐵路的不斷建設(shè)，樞紐接入方案及施工組織的優(yōu)化研究，對高鐵項(xiàng)目的順利推進(jìn)以及優(yōu)質(zhì)、高效、安全地交付運(yùn)營至關(guān)重要。結(jié)合新建鄭萬鐵路引入鄭州東樞紐、商合杭鐵路引入商丘樞紐2個工期不同的信號系統(tǒng)工程引入樞紐的實(shí)例，提出多個新建高鐵信號系統(tǒng)同步引入樞紐的實(shí)施方案。在具體實(shí)施過程中，需要嚴(yán)格把控和落實(shí)施工圖提交、列控工程數(shù)據(jù)發(fā)布、各系統(tǒng)接口資料提交、設(shè)備軟件發(fā)布、仿真模擬試驗(yàn)、方案提報(bào)和批復(fù)、要點(diǎn)計(jì)劃批復(fù)等各關(guān)鍵環(huán)節(jié)［10]。在多個項(xiàng)目同步實(shí)施時，要統(tǒng)籌考慮上述關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實(shí)施節(jié)點(diǎn)。不同項(xiàng)目的建設(shè)工期要接近，在關(guān)健工程工期及軟件編制進(jìn)度方面，不同項(xiàng)目要具備同步的條件，并需要經(jīng)過嚴(yán)格科學(xué)的論證分析，否則會帶來設(shè)備供應(yīng)、軟件發(fā)布及施工組織等方面的問題。同時，要充分研究外部不利因素或突發(fā)事件對實(shí)施過程的影響，各環(huán)節(jié)均應(yīng)考慮時間余量和應(yīng)急補(bǔ)救措施［11]。在上述實(shí)例中，軟件換裝階段的5 個天窗點(diǎn)沒有兌現(xiàn)，2 次動態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)點(diǎn)分別晚點(diǎn)10 min 和4 min，動態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)點(diǎn)又延長進(jìn)入90 min 預(yù)留時段，存在打亂運(yùn)輸秩序的風(fēng)險(xiǎn)，說明安排300 min 天窗冗余不足，應(yīng)在今后同類工況下引起注意。