吳卉

摘要 在高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)城市軌道交通的特點(diǎn)，提出城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)和裝備的創(chuàng)新思路，提出城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試實(shí)施要點(diǎn)。為城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試的發(fā)展和優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞 城市軌道交通；聯(lián)調(diào)聯(lián)試；技術(shù)；實(shí)施

中圖分類(lèi)號(hào)U2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）157-0065-02

1 聯(lián)調(diào)聯(lián)試的發(fā)展

聯(lián)調(diào)聯(lián)試，顧名思義，兼顧調(diào)和試，將“調(diào)試”一詞分開(kāi)并冠以“聯(lián)”，旨在著重強(qiáng)調(diào)是對(duì)各系統(tǒng)的功能、性能和系統(tǒng)間的匹配進(jìn)行的綜合測(cè)試、驗(yàn)證、調(diào)整、優(yōu)化，使整體系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

回顧高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試的發(fā)展歷程，2008年京津城際、合寧高速鐵路邁出了高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的第一步，形成了測(cè)試技術(shù)先進(jìn)、組織方法科學(xué)的高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)平臺(tái)和評(píng)價(jià)體系。2009年，合武、石太、甬臺(tái)溫、溫福、武廣五條高速鐵路相繼完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試，高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試全面開(kāi)展。2010年9月17日，鐵道部文件下發(fā)了《高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn)指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確了高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試的工作內(nèi)容、方法、程序、組織及實(shí)施要求等，使聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn)工作規(guī)范化，邁上新的臺(tái)階。高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的成功推廣應(yīng)用，證明聯(lián)調(diào)聯(lián)試對(duì)于鐵路建設(shè)的必要性和重要意義。

城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試的提出和實(shí)施早于高速鐵路，南京、蘇州、深圳等城市嘗試開(kāi)展了城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試，取得了良好的效果，但城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試始終未能推廣開(kāi)來(lái)，一方面是由于各地軌道交通建設(shè)主管部門(mén)經(jīng)驗(yàn)不同，對(duì)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的理解不一，另一方面，城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試在技術(shù)、裝備、管理上還不夠成熟，尚未找到立腳點(diǎn)。

2 城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)創(chuàng)新

城市軌道交通與高速鐵路都是由多個(gè)系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，兩者無(wú)本質(zhì)的區(qū)別。相對(duì)于高速鐵路，城市軌道交通的速度不高，線(xiàn)路長(zhǎng)度、站間距離短，行車(chē)時(shí)刻表規(guī)律，運(yùn)營(yíng)作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單。但城市軌道交通人流密度大、站臺(tái)空間相對(duì)密閉、發(fā)車(chē)間隔短，本文針對(duì)城市軌道交通特點(diǎn)和建設(shè)單位以及乘客關(guān)注的問(wèn)題，在測(cè)試技術(shù)、裝備上提出創(chuàng)新。

2.1 車(chē)站環(huán)境控制功能檢測(cè)系統(tǒng)

隨著城市軌道交通人流量越來(lái)越大，對(duì)車(chē)站公共區(qū)溫度、濕度、新風(fēng)量、二氧化碳、可吸入顆粒物濃度、噪聲等環(huán)境指標(biāo)的智能控制要求越來(lái)越高，而國(guó)內(nèi)很少開(kāi)展對(duì)地鐵車(chē)站環(huán)境控制功能的檢測(cè)。比如，站內(nèi)各環(huán)境指標(biāo)在客流高峰和客流低峰是否都能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)；在車(chē)站火災(zāi)、阻塞模式下，地鐵通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。應(yīng)在聯(lián)調(diào)聯(lián)試過(guò)程中對(duì)這些功能進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。

根據(jù)地鐵車(chē)站或區(qū)間的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)布局方案，利用溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、風(fēng)速傳感器、噪聲監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備采集環(huán)境數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)傳送至數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到車(chē)站溫度、排煙速度、新風(fēng)量補(bǔ)充等信息，判斷設(shè)備運(yùn)行是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

設(shè)置不同的場(chǎng)景模式開(kāi)展測(cè)試，分為正常模式和災(zāi)害模式。在正常模式下，模擬客流高峰、客流低峰、單站臺(tái)列車(chē)進(jìn)站、雙站臺(tái)列車(chē)進(jìn)站、單站臺(tái)列車(chē)出站、雙站臺(tái)列車(chē)出站等場(chǎng)景進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。在災(zāi)害模式下，模擬車(chē)站火災(zāi)、區(qū)間火災(zāi)、運(yùn)行阻塞等場(chǎng)景來(lái)開(kāi)展測(cè)試。通過(guò)場(chǎng)景測(cè)試判斷各相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題。

2.2 城軌安全門(mén)（PSD）系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試

安全門(mén)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于城市軌道交通，安全門(mén)將列車(chē)與站臺(tái)候車(chē)區(qū)隔離，一方面防止乘客跌落軌行區(qū)，另一方面提高乘客候車(chē)的環(huán)境水平。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行時(shí)，區(qū)間活塞風(fēng)和振動(dòng)等因素對(duì)安全門(mén)沖擊很大，為防止氣壓載荷對(duì)安全門(mén)結(jié)構(gòu)造成破壞，應(yīng)開(kāi)展測(cè)試對(duì)列車(chē)進(jìn)出站臺(tái)和通過(guò)時(shí)安全門(mén)不同位置的壓力和結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行分析，為安全門(mén)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供氣動(dòng)載荷數(shù)據(jù)，為新型站臺(tái)門(mén)設(shè)計(jì)提供參考。

1）列車(chē)風(fēng)速和風(fēng)壓測(cè)試

在屏蔽門(mén)前后安裝風(fēng)速傳感器測(cè)試列車(chē)風(fēng)變化曲線(xiàn)，利用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析列車(chē)風(fēng)的變化規(guī)律，測(cè)試屏蔽門(mén)受到的風(fēng)壓荷載。

2）屏蔽門(mén)變形測(cè)試

在屏蔽門(mén)前后外側(cè)布置位移傳感器，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)接收傳感器數(shù)據(jù)，得到在風(fēng)壓荷載作用下屏蔽門(mén)的變形數(shù)據(jù)，并做出分析。

3）瞬變壓力測(cè)試

在屏蔽門(mén)前后不同位置安裝氣壓傳感器測(cè)試氣壓變化曲線(xiàn)，分析瞬變壓力的變化規(guī)律，測(cè)試屏蔽門(mén)受到的氣動(dòng)荷載。

4）開(kāi)關(guān)門(mén)力

在屏蔽門(mén)的滑動(dòng)門(mén)一側(cè)安裝力傳感器，檢測(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)力變化曲線(xiàn)，分析開(kāi)關(guān)門(mén)力的變化規(guī)律，以測(cè)試分析屏蔽門(mén)受到的阻力荷載。

2.3 搭載式檢測(cè)設(shè)備

綜合檢測(cè)列車(chē)是高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的重要裝備，對(duì)于城市軌道交通的建設(shè)投資來(lái)說(shuō)，綜合檢測(cè)車(chē)造價(jià)太高，如能在線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)列車(chē)上搭載具備檢測(cè)功能的設(shè)備開(kāi)展測(cè)試，將極大的提高檢測(cè)裝備的靈活性、可用性和經(jīng)濟(jì)性。

搭載式檢測(cè)設(shè)備在國(guó)外已有探索和應(yīng)用。美國(guó)聯(lián)邦鐵路管理局（ FRA）將軌道狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)（ATGMS）安裝在運(yùn)營(yíng)列車(chē)的轉(zhuǎn)向架或車(chē)體上，在列車(chē)行駛過(guò)程中完成對(duì)軌道狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)，并利用GPS技術(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。在日本新干線(xiàn)上運(yùn)行的N700系列車(chē)上，搭載了數(shù)字慣性檢測(cè)裝置，對(duì)軌道平順性進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)試，用以針對(duì)乘車(chē)舒適度不理想的路段進(jìn)行維修作業(yè)。日本九州新干線(xiàn)利用運(yùn)營(yíng)車(chē)搭載設(shè)備對(duì)接觸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

國(guó)內(nèi)城市軌道交通領(lǐng)域還沒(méi)有使用搭載式檢測(cè)設(shè)備的先例，以下針對(duì)城市軌道交通中問(wèn)題突出的輪軌匹配關(guān)系、弓網(wǎng)匹配關(guān)系、車(chē)地通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出搭載式檢測(cè)設(shè)備方案。

1）搭載式軌道檢測(cè)設(shè)備

在列車(chē)底部搭載軌道檢測(cè)梁，通過(guò)激光攝像、圖像處理和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌外觀、鋼軌輪廓、波浪磨耗、幾何參數(shù)的測(cè)量。軌道檢測(cè)設(shè)備主要有軌道檢測(cè)梁及梁上設(shè)備、車(chē)內(nèi)數(shù)據(jù)處理設(shè)備、地面數(shù)據(jù)分析設(shè)備。

2）搭載式接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備

列車(chē)行駛時(shí)，由于接觸網(wǎng)跨距的彈性不均勻和受電弓的慣性力，會(huì)導(dǎo)致受電弓與接觸線(xiàn)離線(xiàn)，從而影響受流。利用搭載式接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)受電弓受流參數(shù)和接觸網(wǎng)幾何參數(shù)，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，為弓網(wǎng)匹配提供數(shù)據(jù)支撐。

在運(yùn)營(yíng)列車(chē)上裝載與原受電弓同型號(hào)的檢測(cè)受電弓，檢測(cè)受電弓上安裝了檢測(cè)傳感器，如壓力傳感器、位移傳感器等，實(shí)時(shí)檢測(cè)接觸網(wǎng)高度、弓網(wǎng)接觸力、硬點(diǎn)、燃弧和接觸網(wǎng)電壓等弓網(wǎng)受流參數(shù)。在列車(chē)頂部搭載支架，支架上裝配激光器和高速數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，利用線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)原理，高速數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝光條在接觸線(xiàn)上的畸變圖案，通過(guò)成像位置計(jì)算出接觸線(xiàn)相對(duì)攝像機(jī)的位置，從而得到接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)。

搭載式接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備主要含檢測(cè)受電弓、供電隔離變壓器、高低壓隔離傳輸裝置、攝像裝置、直流分壓器、激光器、車(chē)內(nèi)數(shù)據(jù)處理設(shè)備、地面數(shù)據(jù)分析設(shè)備。

3）搭載式通信檢測(cè)設(shè)備

對(duì)線(xiàn)路沿線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)、電磁環(huán)境和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)繪制無(wú)線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋曲線(xiàn)，判斷基站的弱場(chǎng)位置和區(qū)間設(shè)備工作狀態(tài)。電磁環(huán)境檢測(cè)可測(cè)出所測(cè)頻段頻譜的最大保持值、最小保持值、瞬時(shí)值信息，輸出所測(cè)頻段內(nèi)各類(lèi)信號(hào)電平值、載干比、BSIC、LAC、CI等參數(shù)，判斷出無(wú)線(xiàn)干擾類(lèi)別，掌握城市軌道交通車(chē)站、沿線(xiàn)的電磁環(huán)境狀態(tài)。通過(guò)檢測(cè)TETRA集群無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)和列車(chē)控制信息傳輸通道無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）的相應(yīng)參數(shù)，掌握無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，從而判斷相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)。

搭載式通信檢測(cè)設(shè)備包括車(chē)外、車(chē)內(nèi)和地面3個(gè)部分。車(chē)外安裝接收/發(fā)射傳感器（車(chē)載天線(xiàn)）。車(chē)內(nèi)設(shè)備有場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)系統(tǒng)（含場(chǎng)強(qiáng)系統(tǒng)處理控制器、測(cè)量接收機(jī)）、電磁環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)（含電磁環(huán)境處理控制器、頻譜分析儀、掃頻儀等）、服務(wù)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)（含服務(wù)質(zhì)量系統(tǒng)處理控制器、移動(dòng)測(cè)試終端）。地面設(shè)置檢測(cè)分析設(shè)備包括地面數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備及分析服務(wù)器等。

3 城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試實(shí)施要點(diǎn)

3.1 聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作內(nèi)容

聯(lián)調(diào)聯(lián)試是城市軌道交通測(cè)試與調(diào)試的最后環(huán)節(jié)，聯(lián)調(diào)聯(lián)試服務(wù)商不能取代分包商進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，也不是重復(fù)系統(tǒng)商的調(diào)試工作，而是在單系統(tǒng)調(diào)試完成的前提下，對(duì)系統(tǒng)間接口、系統(tǒng)關(guān)鍵功能和大系統(tǒng)整體功能及性能的驗(yàn)證及確認(rèn)。

城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）針對(duì)容易隱藏問(wèn)題和扯皮的環(huán)節(jié)開(kāi)展測(cè)試，如前文提到的軌道性能、弓網(wǎng)性能、車(chē)站環(huán)境、車(chē)地通信質(zhì)量、安全門(mén)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以及各設(shè)備系統(tǒng)接口匹配關(guān)系。由聯(lián)調(diào)聯(lián)試服務(wù)商牽頭組織相關(guān)分包商確定測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試計(jì)劃，提供關(guān)鍵的檢測(cè)工具，對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，分析測(cè)試數(shù)據(jù)并指出問(wèn)題，督促責(zé)任方整改。2）組織與行車(chē)安全和運(yùn)營(yíng)指揮密切相關(guān)的功能測(cè)試。如列車(chē)自動(dòng)防護(hù)功能、故障導(dǎo)向安全功能、系統(tǒng)冗余功能、系統(tǒng)熱備功能、系統(tǒng)降級(jí)使用功能等。該類(lèi)測(cè)試一般不采用特殊工具，需提前設(shè)置場(chǎng)景模式，按照模式表逐個(gè)驗(yàn)證。3）大系統(tǒng)整體性能測(cè)試，如滿(mǎn)圖運(yùn)載的供電能力和車(chē)地通信能力、列車(chē)最小追蹤間隔等。

3.2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作程序

1）成立聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部。接到聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作任務(wù)后，通過(guò)專(zhuān)業(yè)能力選拔，任命聯(lián)調(diào)聯(lián)試總指揮，確定各專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人及實(shí)施組，由總指揮組織開(kāi)展下一步工作。

2）編制聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作方案?？傊笓]組織各專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人以設(shè)計(jì)文件、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及征詢(xún)建設(shè)單位意見(jiàn)編制聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作方案，確定了聯(lián)調(diào)聯(lián)試具體實(shí)施項(xiàng)目、測(cè)試方法、測(cè)試流程，作為聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作開(kāi)展的指導(dǎo)性文件。

3）制定聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作計(jì)劃。城市軌道交通建設(shè)工期十分緊張，以北京為例，在線(xiàn)路開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)前的三個(gè)月試運(yùn)行期間，仍有大量的單系統(tǒng)調(diào)試工作，如信號(hào)系統(tǒng)要開(kāi)展單車(chē)調(diào)試、多車(chē)調(diào)試以及運(yùn)行圖調(diào)試。區(qū)別于高速鐵路，城市軌道交通沒(méi)有獨(dú)立、充裕的時(shí)間開(kāi)展聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作。為節(jié)省時(shí)間資源，聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作計(jì)劃必須和分包商的調(diào)試計(jì)劃緊密結(jié)合，制定高效可行的工作計(jì)劃是成功實(shí)施的關(guān)鍵。

3）聯(lián)調(diào)聯(lián)試的實(shí)施。根據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的實(shí)施方案和計(jì)劃開(kāi)展具體工作，著重把握測(cè)試質(zhì)量和進(jìn)度。聯(lián)調(diào)聯(lián)試實(shí)施過(guò)程中，各分包商聽(tīng)從聯(lián)調(diào)聯(lián)試統(tǒng)一安排，給予充分配合。

4）聯(lián)調(diào)聯(lián)試問(wèn)題的分析和處理。針對(duì)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，深入分析并出具報(bào)告提交建設(shè)單位，由建設(shè)單位協(xié)調(diào)分包商整改，整改后安排重新測(cè)試。

5）編制聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作報(bào)告。聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作結(jié)束后出具整體工作報(bào)告，說(shuō)明調(diào)試內(nèi)容、分析、結(jié)論和建議。

3.3 聯(lián)調(diào)聯(lián)試與驗(yàn)收工作結(jié)合

將通過(guò)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的測(cè)試作為各專(zhuān)業(yè)單位工程驗(yàn)收的前提條件。以信號(hào)專(zhuān)業(yè)為例，驗(yàn)收時(shí)需提供聯(lián)調(diào)聯(lián)試服務(wù)商出具的列車(chē)防護(hù)功能、與其他系統(tǒng)接口功能、列車(chē)控制系統(tǒng)降級(jí)使用功能、信號(hào)系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全功能等項(xiàng)目的測(cè)試報(bào)告。

將完成將整條線(xiàn)路聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作完成作為竣工驗(yàn)收的前提條件。

4 結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)遍地開(kāi)花，僅靠政府財(cái)政投資難以滿(mǎn)足，各地方政府正在積極吸引社會(huì)資本進(jìn)入（如PPP模式），開(kāi)展聯(lián)調(diào)聯(lián)試可有效的控制建設(shè)質(zhì)量，是成功實(shí)施新建設(shè)模式的關(guān)鍵因素。

城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試仍然存在一些問(wèn)題，如國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)規(guī)范，各城市聯(lián)調(diào)聯(lián)試所采用的組織模式和技術(shù)方法也不盡相同，檢測(cè)技術(shù)、工具不夠成熟等。為了盡快解決這些問(wèn)題，需要進(jìn)一步系統(tǒng)全面地研究。