張樂君，祝 銘，朱濤偉

信號聯鎖關系是鐵路運輸的生命線，確保聯鎖關系正確是信號設計、設備制造、施工維修等必須遵循的基本原則［1］，貫穿于信號大修、中修、維修及工程建設的全過程［2］。鐵路信號聯鎖設計是確保聯鎖關系正確的基礎。

隨著車站擴能提速需求的不斷增加，安全壓力日益嚴峻，設計問題與電務維修管理之間的矛盾日漸突出，目前僅靠設計文件確保聯鎖電路符合設計規(guī)范，實現聯鎖各項功能的方式，已遠遠不能滿足建設及維修全過程聯鎖安全的要求。為此，本文根據多個鐵路工程項目，擷取具有代表性的設計問題進行討論分析，并探討預防及解決措施。

1 信號設計典型問題

1.1 信號設備制式配置不統(tǒng)一

在復雜站場，特別是多線別且線路速度不同的樞紐車站，因為出入口較多，每個出入口對應的線別速度不同，導致配置的設備制式也各不相同。由于不同設備之間物理接口及數據處理方式均存在差異，因此車站設備制式越多，聯鎖關系就越復雜［3］。

1）車站設備制式越多，需采購、維護管理的備品備件就越多，明顯增加了維修成本及備品管理的難度。如果發(fā)生設備故障，又恰巧缺少了同型號備品，將無法保證設備的及時修復。

2）不同型號的設備越多，設備管理需制定的維護標準也越多，現場職工需要學習掌握的相關工作原理，維護、測試、故障處理方法等專業(yè)知識也越加復雜。

3）復雜的聯鎖關系對現場信號維護人員專業(yè)技術水平要求較高。目前鐵路電務部門主要以信號設備維修為主，普遍存在聯鎖專業(yè)人員數量少、培養(yǎng)滯后等問題，如遇到復雜的信號設計，就加大現場施工作業(yè)及故障處理的難度。日常施工過程也需要更為周密的考慮和防范措施，才能確保鐵路行車安全。

1.2 信號設計方案缺乏統(tǒng)籌考慮

1）不同的設計方案對應的維修成本不同，而每一件信號設備對應的都是一系列的維修工作，如輪換修、中修、大修、日常檢修、年度聯鎖試驗、各級電氣特性測試，以及各種專項整治工作等。每一類設備器材又對應不同的維修方法、維修用時及安全措施。近年來信號聯鎖設計經常存在雖未違反設計規(guī)范，但不符合運營場景或現場實際等情況，設計方案不經濟、不優(yōu)化［4］，給設備管理單位增加了不必要的工作量。

2）信號設計方案統(tǒng)籌考慮不全面，特別是分階段實施的多期工程，后期容易產生“非標”設計。同時，遠期規(guī)劃缺乏統(tǒng)籌考慮，如技改、基建、大修等工程結合度不高，往往造成某站剛完成大修開通，又開始局部擴能改造、設備升級等工作；又或是剛經歷完局部改造又到了大修期，增加了電務人員的工作量。

1.3 圖紙設計不全面

1）對于局部站改工程，設計單位往往只對站改范圍進行圖紙設計，當大修、新建等工程施工階段存在圖紙設計變動時，也僅僅是以提供設計聯系單的方式進行變更。隨著運輸擴能需求的增加，站改工程頻繁，如此圖紙設計變動方式不僅造成信號圖紙分冊過多、查閱困難的問題，而且導致變更設計聯系單眾多、聯系單答復不清晰、聯系單后期留存不當等問題越來越突出。若設計聯系單中的變動修訂未能及時在竣工圖紙中體現，則圖實不符的問題將難以根除。

2）圖紙總體設計說明、特殊聯鎖關系說明不夠充分。特別是涉及CTCS-2 級客貨共線的車站，站間情況較為復雜，站間條件、相關聯鎖條件的傳遞方式也多種多樣，即使全部由安全數據網傳遞，各站在實際執(zhí)行時也與規(guī)范存在一定出入［5］。因此充分的設計說明既是聯鎖技術人員、現場維修人員快速掌握設備情況，定位故障源頭，判斷故障影響范圍的重要技術資料，也是設計單位掌握施工圖設計的重要依據。近年來，因圖紙設計說明不充分導致施工圖設計錯誤的情況時有發(fā)生。

3）圖紙配線表與現場實際配線不符。究其原因，一是施工設計階段的配線圖不符合現場布線操作，施工單位需根據實際情況進行配線調整，最終造成竣工圖中配線表的準確性依賴于施工單位的修訂質量；二是缺少各子系統(tǒng)配線的整合配線圖，特別是前期還存在調度集中子系統(tǒng)、道岔缺口監(jiān)測子系統(tǒng)等無配線圖表的問題。

1.4 設計變動影響施工驗證時間

對于電務部門來說，凡涉及聯鎖關系變化的，就需要重新進行聯鎖軟件仿真試驗；凡涉及組合變動的，需返回原廠家進行配線修改；利舊設備不足的，需重新補充采購及入所檢驗。由于設計人員對現場情況考察不足，以及與運營部門需求溝通不充分等原因，導致工程進入施工階段后設計方案仍發(fā)生變動。而這些變動造成的時間成本往往嚴重擠壓電務工程驗收環(huán)節(jié)的時間，特別是壓縮了驗證聯鎖關系是否正確的試驗時間，給聯鎖工程師造成極大的工作壓力。

2 實例場景討論

不同的工程項目，設計中存在的問題不盡相同。下述舉例的典型場景是目前影響電務維修管理的突出問題，值得設計人員關注。

2.1 站場改造方案的合理選擇

以A、B 兩站為例，A 站是配置了列控中心的客貨共線車站，B 站是既有普速車站，A、B 站均進行站場改造，并配置列控中心，連通某高速客運專線。B 站先開通，A 站后開通。A、B 站之間既有設備概況見圖1。

圖1 A、B站間既有設備概況

根據A、B 兩站既有設備情況及B 站先開通，A站后開通的開通順序，提出4種設計方案。

方案一：A、B 站間相互聯系的設備維持既有設計方案，即由四線制方向電路控制區(qū)間改方，站間聯系通過信號電纜傳輸，區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)負責區(qū)間占用邏輯檢查，區(qū)間軌道電路為ZPW-2000A繼電編碼。

方案二：將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸納入QJK-JS 型區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其余維持既有設計。

方案三：區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能都納入列控中心控制，區(qū)間軌道電路編碼維持既有繼電編碼方式。

方案四：區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能、區(qū)間軌道電路編碼全部納入列控中心控制［6］。

方案一的優(yōu)點是當B站先行開通時，對A站的運輸影響最小，A站施工風險較低；缺點是車站設備制式多、系統(tǒng)間接口多，設備功能利用率不高，聯鎖關系較為復雜，不利于后期維護管理。

方案二與方案一比較，將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸納入區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)，雖開通時工作量有所增加，但施工風險較低。優(yōu)點是減少了部分外部繼電電路，區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)利用率提高，聯鎖關系復雜性有所降低。

方案三相比方案一、方案二，是將區(qū)間改方控制、站間信息傳輸、區(qū)間占用邏輯檢查功能均納入列控中心，提高了列控中心功能利用率，減少了車站外部繼電電路及系統(tǒng)間接口，聯鎖關系較為簡單，有利于后期維護管理。但是對A 站的列控中心改動較大，且涉及部分設備拆除，開通點工作量及施工風險均高于方案一及方案二。

方案四是在方案三的基礎上，又將區(qū)間編碼功能納入了列控中心。優(yōu)點是充分利用了列控中心設備功能，車站設備制式少，聯鎖關系簡單清晰，有利于設備維護管理及設備制式的統(tǒng)一；缺點是需要過渡施工，費用較高，開通點工作量及施工風險均高于前3種方案。

在近年的工程項目中，與舉例類似的場景設計采用方案一的情況較多。但由于方案一不利于后期信號設備的維護管理，同時隨著運輸提速的需求及技術的標準化，今后將面臨不斷改造的局面。因此，若A 站為規(guī)模較大車站或樞紐站，推薦使用方案三；若A 站存在受列控型號限制，安全數據網無法提前到位等問題時，推薦使用方案二；只有當A 站規(guī)模較小，在機械室具備條件的情況下，推薦使用方案四。

2.2 設計初期方案的合理制定

圖2 為某上行咽喉平面示意圖，在8G 下行方向設置了2 個出站信號機：X8-1 和X8-2。X8-1 可向SDF、SWF、SD、SW 4 個方向發(fā)車，X8-2 僅能向SW 方向進行反方向發(fā)車。由于X8-1 與X8-2均為發(fā)車信號，當列車接至X8-2 信號機外方無岔區(qū)段時，需X8-1點亮藍燈才能跨越，因此X8-1信號機顯示存在“非標”問題。同時由于X8-2 向SW 的反方向發(fā)車在實際運營中很少使用，因此還存在設計方案與實際運用不符的問題，不僅不經濟，還給現場增加了不必要的信號設備。為此提出2種改進方案。

圖2 上行咽喉平面示意

方案一，將X8-2出站信號機改為調車信號機，取消X8-2相關列車進路。

方案二，將X8-1改為發(fā)車進路信號機X8-1L，增加X8-1L至X8-2的列車進路。

上述2 種方案雖都能解決X8-1 的“非標”問題，但因站場平面已定，與實際運用不符、不經濟的問題依然存在。由此看出，設計初期現場情況考察是否充足，設計方案是否合理，對于運營及信號維護管理有直接的影響［7-8］。

2.3 設計初期缺乏深入調查

針對機車信號與地面出站信號機顯示不一致的設計問題，以某站2006年進行的一次施工改造為例，自動閉塞結合電路圖設計見圖3。在實際施工過程中，該結合電路的X2LQJ3 和X3LQJ3 勵磁電路上分別增加了原1947G 和1959G 的GJF 接點條件［9］，實際電路見圖4。

圖3 自動閉塞結合電路

圖4 實際自動閉塞結合電路

施工開通后，該電路變更設計未在竣工圖中體現，加之設計聯系單缺失，導致在后續(xù)區(qū)間改造施工中，設計單位又依據了錯誤的電路圖進行設計，最終造成X2LQJ1、X2LQJ2 與X2LQJ3，X3LQJ1、X3LQJ2與X3LQJ3勵磁不同步。如果該車站后續(xù)未進行相關施工改造，則此類圖實不符問題將長期存在。由于該設計錯誤較為隱蔽，難以發(fā)現，因此只能依靠經驗豐富的聯鎖專業(yè)人員把關。相似問題還出現過，如既有竣工圖電碼化載頻與實際不符、重載線路竣工圖電碼化低頻設計與實際不符等，導致后續(xù)工程改造時施工圖設計出現錯誤。

近年來因現場情況考察不充分、現場調查不細、既有原理圖不準確、缺少技術說明、設計聯系單缺失等，導致施工圖設計錯誤或施工階段后期圖紙設計發(fā)生變更的情況時有發(fā)生，不僅影響聯鎖試驗范圍的判斷，在試驗過程中不斷修改配線，也給聯鎖試驗過程造成一定的影響。

3 改進建議

1）嚴格執(zhí)行各類設計規(guī)范，優(yōu)化設計結構，減少系統(tǒng)間的設備接口，保持相同線別車站設備制式統(tǒng)一，并盡可能從經濟性、適用性、節(jié)約維修成本等角度進行設計。

2）完善設計流程的過程控制。一是加強聯鎖專業(yè)技術人員參加初步設計及各環(huán)節(jié)的施工圖審核、變更設計等相關會議；二是鐵路相關部門應相互協(xié)作，把好統(tǒng)籌施工關，將相關事宜及時反饋給設計單位，以利于設計人員及時掌握設計思路，檢查及統(tǒng)籌考慮工程設計的安全管理、規(guī)劃是否完善。

3）研制或補充完善配線圖自動生成系統(tǒng)，以實現聯鎖、閉塞、列控、調度集中、集中監(jiān)測等子系統(tǒng)配線關聯及配線表的自動整合功能，按照“雙端配線”原則生成綜合性配線圖表，以解決實物端子配線與竣工圖配線表不一致問題。

4）規(guī)范施工圖紙設計，提升圖紙細部標準，出臺“規(guī)范圖紙設計說明編寫”的相關要求，明確設計說明需涵蓋的項點內容。

5）增加工程開通后的圖紙驗收環(huán)節(jié)，并將竣工圖驗收質量納入電務工程驗收管理，嚴抓設計聯系單未在竣工圖中修改、實物配線與配線圖表不一致等問題，以解決因施工期間設計變更、改線等原因造成的圖紙與實物不符問題［10］。

6）優(yōu)化施工方案，減少開通壓力。將開通施工分為幾個階段，由一天啟用全部系統(tǒng)功能改為幾天逐步完成，達到減少過渡設計，統(tǒng)一設備制式，降低聯鎖關系復雜性的目的。

7）加強聯鎖專業(yè)人才隊伍建設。近年來青年職工占比逐步提高，而運輸擴能提速需求導致基建、大修、技改項目連年增加，施工維修任務重、安全壓力大，急需加強技術力量。由于聯鎖關系逐步多元化，聯鎖不再僅僅局限于6502 電氣集中、計算機聯鎖等單個系統(tǒng)，而是指通過現代化手段保障列車高速安全運行的一系列系統(tǒng)設備、聯鎖關系，以及標準的電氣特性、施工工藝和嚴謹的施工組織等綜合概念。因此，培養(yǎng)出一批掌握聯鎖技術的綜合型人才是關鍵。為此提出3 點建議：①為解決聯鎖崗管理職能逐步弱化的現狀，扭轉職工對聯鎖業(yè)務學習不主動積極、聯鎖崗吸引力不夠的問題，應將聯鎖業(yè)務技能、業(yè)務資質與管理職能崗位掛鉤，以提升聯鎖業(yè)務學習氛圍及聯鎖崗位的吸引力；②開展多種形式培訓，拓寬培養(yǎng)渠道，提高基層職工隊伍整體技術水平，強化高技能人才持續(xù)培養(yǎng)；③鑒于工程聯鎖試驗的工期短、時間緊、試驗人員人手不足等情況，建議成立車間級聯鎖試驗小組，將熟悉聯鎖電路的同志納入聯鎖試驗小組，參與本車間管轄車站的軟件或現場聯鎖試驗［11］。

4 結束語

鐵路運輸的快速發(fā)展，不僅是一次次的技術革新，更是對鐵路運輸安全的不斷挑戰(zhàn)。信號圖紙作為保障聯鎖關系準確的重要技術資料，既是設計單位大修、技改出圖的設計依據，又是施工單位布線搭建的施工依據，更是設備管理單位維修管理、施工作業(yè)、應急故障處置的重要技術資料［12］。

為確保信號圖紙聯鎖關系的準確，需要嚴格的圖審和聯鎖關系檢查試驗。而圖審和聯鎖試驗的范圍、關鍵點、試驗方法又受制于施工圖設計及施工組織方式。因此合理準確的信號設計、工程過渡設計至關重要，需要各級鐵路部門、設計單位、施工單位鼎立協(xié)作，嚴格審核把關，才能確保信號設計的合理、準確，真正做到鐵路運輸安全的長治久安。

本文結合鐵路工程建設項目，從設備管理角度，深入探討和分析了當前信號設計在施工圖階段存在的問題，以及給后期信號設備維護工作帶來的不利影響，并以此提出7 條解決對策，為今后的信號設計及鐵路信號管理工作提供一定借鑒。