龔 臣

(上海地鐵維護保障有限公司通號分公司， 200235， 上?！沃砉こ處?

上海軌道交通1號線(以下簡稱“1號線”)是上海首條建成的城市軌道交通線路，該線于1993年開始投入運營。2015年5月開始，該線進行信號大修改造項目，改造區(qū)段為上?；疖囌菊尽非f站。該改造項目已于2019年2月完成信號系統(tǒng)割接。此次信號大修項目是上海城市軌道交通運營設(shè)備維護單位在項目全壽命周期的首次嘗試。本文通過對項目在決策階段及實施階段的目標(biāo)控制效果對1號線信號大修進行后評估分析。

1 1號線信號系統(tǒng)大修的背景簡述

上海自1958年8月開始籌建城市軌道交通1號線，1983年8月政府批復(fù)立項，1993年試運營段開通時采用人工閉塞模式，1994年12月開始信號系統(tǒng)設(shè)備分多次進行了投用。該線的信號設(shè)備是引進美國GRS公司(現(xiàn)ALSTOM公司)的ATC(列車自動控制)系統(tǒng)，與國內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備配套使用。

1號線全長37.8 km，共有28座車站。如表1所示，1號線分多次進行延伸建設(shè)，因此，不同延伸段的信號系統(tǒng)設(shè)備間存在一定的差異。

表1 上海軌道交通1號線分段開通運營年限表Tab.1 Service life of Shanghai rail transit line 1

上?；疖囌菊尽非f站(上海南站站除外，該站在2004年已改為微機聯(lián)鎖)區(qū)段的聯(lián)鎖采用中國標(biāo)準(zhǔn)6502電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，并按照城市軌道交通的特點予以改進。該集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)為1號線的信號系統(tǒng)實現(xiàn)進路控制，并通過繼電電路與ATP(列車自動防護)、ATO(列車自動運行)、DTM(數(shù)據(jù)傳輸模塊)接口，與這些子系統(tǒng)交換必要的表示信息和控制信號。1993—2008年，1號線的信號設(shè)備基本能滿足當(dāng)時的客運量需求，可確保行車安全、行車密度等方面的要求，但由于其中的一些系統(tǒng)設(shè)備使用已超過設(shè)計壽命(15年)，以及6502電氣集中聯(lián)鎖技術(shù)的局限性，在經(jīng)過多次運能升級后，1號線信號系統(tǒng)的故障率略有上升。2010年， 1號線的上?；疖囌菊境霈F(xiàn)了因DTM導(dǎo)致設(shè)備性能限制的問題，該問題無法通過修改內(nèi)部邏輯予以解決，出現(xiàn)了進路無法自動排列等問題。

1號線的上海南站站于2004年進行了改造，其聯(lián)鎖模式與1號線的北延伸段(上?；疖囌菊尽哺恍麓逭?、北北延伸段(共富新村站—富錦路站)保持一致，采用國產(chǎn)計算機聯(lián)鎖的VPI(Vital Process Interlocking,重要處理器聯(lián)鎖)系統(tǒng)。VPI的應(yīng)用簡化了各信號子系統(tǒng)間的接口，降低了工程建設(shè)和設(shè)備維護的難度。在上海南站站、上?；疖囌菊尽诲\路站的線路上采用了新型的ATP軌道電路模塊，實現(xiàn)了聯(lián)鎖和ATP之間的數(shù)字接口。新型的ATP軌道電路模塊采用了AF_CPU(音頻中央處理單元)的音頻軌道電路插箱，原來由繼電電路執(zhí)行的速度選擇功能改為由VPI布爾邏輯實現(xiàn)。通過聯(lián)鎖和ATP之間的接口，將速度選擇信息發(fā)送給軌道電路，由軌道電路向列車發(fā)送正確的速度命令。

在1號線信號大修項目的前期策劃階段，在結(jié)合設(shè)備實際情況及經(jīng)濟因素考量后，將大修改造范圍定為莘莊站—上?；疖囌菊緟^(qū)段。項目目標(biāo)定位為基于既有的信號系統(tǒng)進行升級改造，改造后的ATP、ATO、閉塞設(shè)計和軌道電路分割、頻率分配等與1號線上海火車站站—富錦路站區(qū)段基本保持一致，將6502繼電聯(lián)鎖模式升級為計算機聯(lián)鎖模式。

2 1號線信號大修項目組織和管理后評估

建設(shè)性項目都具有差異性，不存在2個完全相同的項目。與城市軌道交通的新線建設(shè)相比，老線改造有很多實際存在的問題，現(xiàn)場情況相對更為復(fù)雜。在改造項目的策劃前期就需要對目標(biāo)進行分析和論證，制定完善的改造方案，并配套相應(yīng)的組織關(guān)系和管理措施。

2.1 項目進度管理

1號線作為上海第1條城市軌道交通線路。該線連通2個大型火車站，沿線途經(jīng)上海市中心的商業(yè)區(qū)及大型住宅區(qū)，因此1號線莘莊站—上海火車站站區(qū)段的信號設(shè)備大修改造確定以不間斷正常運營為改造原則。該項目自2015年5月開工至2019年2月全線割接完成，歷時3年多，超出了原計劃工期。究其原因，主要是為了保障既有線正常運營，頻繁的施工準(zhǔn)備及復(fù)原工作嚴(yán)重影響了施工功效，造成施工效率降低。

2.1.1 施工點資源不足

因為1號線已運營多年，設(shè)備老舊，各設(shè)備系統(tǒng)都存在著維護及大修的需求，這使得原本就十分緊張的夜間維修時間變得極其稀缺。而大修常態(tài)化的夜間施工不僅會影響本項目的施工效率，在時間上也會對其他各專業(yè)的維護及施工作業(yè)產(chǎn)生制約。因此，在前期工程策劃階段需要統(tǒng)籌考慮整個施工期的計劃安排，并在施工階段與其他各專業(yè)協(xié)商，對施工點的資源進行合理的協(xié)調(diào)配置。如可利用項目管理軟件(Project等)繪制甘特圖，對項目進行動態(tài)跟蹤及糾偏，對關(guān)鍵節(jié)點偏差進行及時的預(yù)警；還可采用管理結(jié)構(gòu)圖、工作任務(wù)分工表等對組織關(guān)系和任務(wù)界面進行分解，以有效提高項目的組織和管理水平。

2.1.2 施工利用率偏低

為保障日間的正常運營，1號線信號大修施工只能利用夜間線路停運窗口期實施。施工調(diào)試前后的準(zhǔn)備及調(diào)試后的復(fù)原工作在整個施工時長中占比較大，造成每日的施工利用率偏低。碎片化的施工時間不僅影響了整個工程的進度，對施工流暢性的破壞也在一定程度上造成施工質(zhì)量的下降。如圖1所示，以區(qū)間內(nèi)的安裝調(diào)試工作為例，施工前的現(xiàn)場準(zhǔn)備和施工后的收工清場共需1 h，在此情況下單次過短的施工總時長會造成施工無法開展，而隨著施工總時長的增加，施工的有效利用率也呈現(xiàn)顯著增加的變化趨勢。

圖1 施工有效利用率與施工總時長的關(guān)系曲線

工時安排應(yīng)盡量保障每次施工所需時間。在無法改變施工總時長的情況下，制定充分的施工準(zhǔn)備與資源配置方案，可有效提高施工有效利用率，具體的措施如圖2 所示。

圖2 施工準(zhǔn)備方案的具體措施Fig.2 Specific measures for construction preparation scheme

充分合理的技術(shù)方案、技能熟練的施工人員、先進配套的施工器械、完善的設(shè)備及軟件，以及施工前充分交底，能最大程度地減少試錯成本，提高施工效率。在設(shè)備安裝調(diào)試前，應(yīng)先組織用戶單位、監(jiān)理等人員進行廠驗；軟件在新版軟件升級前進行實驗室模擬試驗，試驗成功后利用夜間施工點進行驗證。驗證無誤后將軟件備份，并進行組織安全交底，方可實施軟件的升級及割接。此外，施工前對技術(shù)方案、施工人員及工器具進行交底，也是提高施工效率的有效手段。

2.1.3 施工環(huán)境管控

從設(shè)計到施工的全過程，應(yīng)在滿足工程目標(biāo)的情況下盡可能減少對周邊環(huán)境的影響。城市軌道交通是一個相對封閉的環(huán)境，且面臨大修的既有軌道交通線路的環(huán)境相對比較復(fù)雜，因此在大修改造的設(shè)計初期就要對現(xiàn)場進行詳細(xì)的勘察。在改造項目實施的同時，還必須竭力保障線路日常運營的安全，減少對空間及環(huán)境的影響。為了避免施工過程受到制約，以及不影響既有設(shè)備的正常運行，應(yīng)盡量在既有機房周邊設(shè)置獨立的新機房。若受制于環(huán)境、只能在既有機房進行施工，應(yīng)設(shè)置有效的隔離措施，以創(chuàng)造較為有利的施工條件。暴露于公共部位的施工應(yīng)設(shè)立臨時幕墻，以有效降低粉塵、噪聲的污染，避免對過往人員造成意外傷害。

2.2 項目風(fēng)險控制

項目在實施過程中會面臨著許多不可預(yù)估的因素，因此風(fēng)險是客觀存在、不以人為意志而轉(zhuǎn)移的。建立項目的質(zhì)量及安全控制管理體系、落實質(zhì)量安全制度，是項目風(fēng)險控制的有效手段之一。由于1號線的信號大修改造項目是上海首次進行信號大修的項目，面臨著風(fēng)險識別困難、在風(fēng)險評價中無施工經(jīng)驗可借鑒等難題。雖然信號專業(yè)的維保單位內(nèi)部已有相對完善的質(zhì)量安全管理體系，為了進一步規(guī)避風(fēng)險，該項目通過工程咨詢服務(wù)的方式對風(fēng)險進行轉(zhuǎn)移。例如，在項目初期簽訂了初步設(shè)計咨詢合同，請專家對項目前期的規(guī)劃及設(shè)計方案進行評估；在實施過程中簽訂了工程監(jiān)理合同和投資監(jiān)理合同等，利用其專業(yè)優(yōu)勢對項目實施過程的進度、安全、質(zhì)量及資金進行有效的管控。

1號線信號大修的風(fēng)險主要體現(xiàn)在決策風(fēng)險和實施風(fēng)險方面。因在項目前期決策保留1號線原美國GRS公司(現(xiàn)ALSTOM公司)的信號制式，因此在中美貿(mào)易戰(zhàn)及全球新冠疫情爆發(fā)時面臨著政治風(fēng)險：在項目的實施過程中，美方頒布的限制出口清單造成該線的進口設(shè)備大批次延誤，嚴(yán)重影響了改造的進度。

2.2.1 決策風(fēng)險

1號線因設(shè)備壽命周期不同，采用了保留原信號制式、區(qū)段性大修的改造方案，此方案的優(yōu)點體現(xiàn)在：投資費用少；原有信號制式不變，用戶及維護單位的適應(yīng)期較短。但是，該方案存在著下列問題：未實現(xiàn)設(shè)備全國產(chǎn)化，面臨政治風(fēng)險，后期的維護受到制約；設(shè)備性能提升不大，舊的接口制式在城市軌道交通線網(wǎng)中不易形成統(tǒng)一；智能化程度相對較低；設(shè)備兼容性差等。如圖3所示，自2015年1號線信號大修改造工程開展以來，信號系統(tǒng)的故障接報次數(shù)較大修前有所減少。但在2020年全球新冠疫情爆發(fā)后，美國累計感染者超過千萬，成為了重災(zāi)區(qū)，系統(tǒng)供應(yīng)商缺少了ALSTOM的技術(shù)支持，導(dǎo)致信號故障無法在短時期內(nèi)排除，信號故障的接報次數(shù)又呈現(xiàn)為上升態(tài)勢。

圖3 上海軌道交通1號線信號故障接報數(shù)量統(tǒng)計

2.2.2 實施風(fēng)險

在項目實施時風(fēng)險通常具有隱蔽性，而人們常常容易被一些表面現(xiàn)象所迷惑。在實踐中，風(fēng)險主要有3種存在形式：真風(fēng)險、潛伏風(fēng)險和假風(fēng)險。在項目管理中首先應(yīng)正確識別風(fēng)險，對風(fēng)險進行全面的識別，然后制定與之相應(yīng)的管理措施。此外，可通過有效的項目溝通(如定期的項目例會)來識別、評估風(fēng)險并解決這些問題。

2.3 項目質(zhì)量安全管理

在項目壽命周期的不同階段對項目質(zhì)量都有不同的作用，并且在不同階段影響質(zhì)量的因素也有所不同，而項目往往具有多目標(biāo)性。各目標(biāo)之間是對立統(tǒng)一的關(guān)系，如質(zhì)量、時間和費用之間的三角制約關(guān)系，需要用系統(tǒng)的思想來對待。作為建設(shè)單位不僅需要考慮決策及實施階段的質(zhì)量安全，更應(yīng)通過決策及實施階段的質(zhì)量安全控制來提高運營階段的安全性及穩(wěn)定性，以減少后期的維護成本。1號線作為上海首條信號大修的城市軌道交通線路，其信號大修項目存在分項工程多、隱蔽工程多、接口單位多等特點，沒有可參考的程序化過程來對照執(zhí)行，而施工過程是不可逆的，因此項目質(zhì)量很容易產(chǎn)生波動和變異。盡管在項目定義和設(shè)計階段對項目質(zhì)量提出了具體的要求，但幾乎沒有哪個項目是完全按照項目定義和設(shè)計階段確定的項目質(zhì)量完成的，大多會在實施過程中對項目質(zhì)量進行變更、修訂和更新。所以，在1號線信號大修項目執(zhí)行過程中，可利用TQC(全面質(zhì)量管理)思想進行管理，利用PDCA(計劃-執(zhí)行-檢查-處理)循環(huán)原理來促進項目質(zhì)量及安全的不斷完善與提高?？偨Y(jié)得到的經(jīng)驗和教訓(xùn)可為將來其他的信號改造項目提供重要的參考和依據(jù)。

3 結(jié)語

與新線建設(shè)相比，城市軌道交通老線的改造面臨著施工風(fēng)險大、有效施工利用率低、組織協(xié)調(diào)困難等問題。如何在工程項目全壽命周期通過科學(xué)的管理理論進行組織項目的具體實施，滿足成本、進度、質(zhì)量、安全及合同的目標(biāo)控制和健康持續(xù)發(fā)展，是項目管理的首要目標(biāo)。具體的措施包括：一是需要加大前期準(zhǔn)備工作的深度，完備的決策方案是保障后期實施階段順利的前提；二是重視工程籌劃的可實施性和靈活性；三是強化工程管理職能，充分調(diào)度各單位的積極性；四是預(yù)判、識別項目風(fēng)險，通過科技方法與組織手段攻堅克難；五是在確保質(zhì)量與安全的前提下，抓好進度管理，通過編制管理結(jié)構(gòu)圖、工作任務(wù)分工表等對組織關(guān)系和任務(wù)界面進行分解，有效提高組織管理水平；六是注重統(tǒng)籌兼顧各系統(tǒng)、各專業(yè)，協(xié)同推進工程，保證信號與其他相關(guān)專業(yè)接口施工的順利實施。