高明智

（中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司，北京 100088）

1 項目背景

某保稅國際陸港口岸園區(qū)2007年4月建成，至今已經(jīng)十年多了。工程建設(shè)分一期和二期工程建設(shè)完成：一期工程建設(shè)占地243 333 m2，口岸作業(yè)區(qū)建有 1 246 m的專用線 2條、380 m專用線 1條，高標準站臺2個，堆場20萬 m2；二期工程占地200萬m2，建有6條有效長超過1 050 m鐵路專用線，25萬m2高標準倉庫，50萬m2堆垛站臺。另外配套建設(shè)聯(lián)檢辦公大樓、特殊監(jiān)管區(qū)、境外購——洋貨碼頭、集裝箱分撥區(qū)、大宗散雜貨區(qū)、融資監(jiān)管區(qū)等設(shè)施，具備國家賦予的進口貨物保稅存儲，出口貨物入中心退稅，進出口貨物監(jiān)管配送，深加工結(jié)轉(zhuǎn)貨物入中心“一日游”，具有轉(zhuǎn)口貿(mào)易、國際采購、分撥配送中轉(zhuǎn)、流通性簡單加工與增值服務(wù)、保稅商品展示等6大功能。配備有現(xiàn)代化專業(yè)物流設(shè)備、專業(yè)隊伍以及全方位無盲點的監(jiān)控系統(tǒng)、信息處理中心。

一、二期鐵路工程共設(shè)一條正線，9條鐵路專用線，19條調(diào)車作業(yè)線路，正線長約5.6 km。線路設(shè)施設(shè)備設(shè)置分散，由甲乙兩個信號樓控制。根據(jù)集團園區(qū)規(guī)劃的總體要求，甲信號樓需要拆遷，樓內(nèi)信號設(shè)備擬遷于園區(qū)大門處既有空余房屋內(nèi)。

2 建設(shè)單位招標要求

1）設(shè)計符合鐵路建設(shè)現(xiàn)行規(guī)范《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》（TB10007-2017）、《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范》（TB10071-2000）、《鐵路車站計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件》（TB/T 3027-2015）等鐵路總局現(xiàn)行規(guī)范及相關(guān)文件要求。

2）采用經(jīng)濟、適用、可靠的信號聯(lián)鎖設(shè)備。

3）充分利用既有信號設(shè)備，節(jié)省工程投資。

4）減少施工對既有運輸?shù)男熊嚫蓴_。

5）實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)車站便捷的調(diào)車管理工作。

3 既有設(shè)備概況

某保稅國際陸港口岸園由多條鐵路專用線組成，車站按縱列式布置，站線長，室外信號設(shè)備分散，信號聯(lián)鎖采用區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，設(shè)備分別設(shè)于甲、乙兩個信號樓。區(qū)域計算機聯(lián)鎖主控設(shè)備設(shè)于甲信號樓（擬拆遷信號樓），計算機執(zhí)行機和車站值班員操控設(shè)備設(shè)于乙信號樓，兩信號樓之間通過光纜通道傳輸信息。

既有信號聯(lián)鎖采用TYJL-II型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，接口電路采用繼電器接口；信號集中監(jiān)測采用TJWX-2000（TY）信號集中監(jiān)測系統(tǒng)；采用綜合智能電源屏；軌道電路采用25 Hz相敏軌道電路；室內(nèi)采用組合柜、防雷分線柜、防雷配電箱；計算機室設(shè)置室內(nèi)屏蔽網(wǎng)。信號設(shè)備開通運營至今已10年有余。

4 方案比較及選擇

4.1 通過現(xiàn)場調(diào)查和征求意見，設(shè)計方案綜合考慮因素

1）根據(jù)相關(guān)規(guī)定，計算機聯(lián)鎖等電子設(shè)備10年為一個大修期，園區(qū)信號樓室內(nèi)計算機聯(lián)鎖和信號集中監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)到了大修期，設(shè)備利舊意義不大。

2）經(jīng)向原計算機聯(lián)鎖設(shè)備供應(yīng)商咨詢，雙機熱備計算機聯(lián)鎖已經(jīng)沒有生產(chǎn)制造許可證，必須更換安全性更高的新型計算機聯(lián)鎖設(shè)備。

3）原計算機聯(lián)鎖設(shè)備供應(yīng)商表示，其他型號計算機聯(lián)鎖設(shè)備與既有設(shè)備不兼容。如果更換新型計算機聯(lián)鎖主控設(shè)備，與原計算機執(zhí)行機不兼容，導致已有信號樓聯(lián)鎖設(shè)備必須更換。

4）信號集中監(jiān)測系統(tǒng)鐵路已經(jīng)更新為TJWX-2010版。

5）其他室內(nèi)設(shè)備如各種繼電器、變壓器、防雷單元等必須經(jīng)過檢測和整修合格后才能利用，需要花費一定時間，施工再快也需要1.5至2個月時間。

6）經(jīng)與現(xiàn)場車站值班員人員交流得知，該園區(qū)每天調(diào)車作業(yè)量30～40鉤不等，鐵路運輸作業(yè)比較繁忙，不允許長時間停止鐵路運輸業(yè)務(wù)。

7）園區(qū)涉及多條鐵路專用線，用戶多，難協(xié)調(diào)，停止鐵路運輸2個月時間幾乎是不可能的。同時，停止鐵路運營業(yè)務(wù)帶來的經(jīng)濟損失目前無法估算。

4.2 既有設(shè)備改造利舊原則

綜合現(xiàn)場調(diào)查資料和建設(shè)單位的意見，堅持節(jié)省投資的原則，本次設(shè)計甲乙兩信號樓室內(nèi)設(shè)備全部更新；乙信號樓控制的室外設(shè)備全部利舊，甲信號樓控制的室外設(shè)備除更換、接續(xù)、增加部分干線電纜外，其余室外設(shè)備全部利舊，以便節(jié)省工程投資，減少對鐵路運輸?shù)男熊嚫蓴_。

4.3 方案比較

4.3.1 方案一：信號聯(lián)鎖采用區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，維持既有聯(lián)鎖控制方式。

區(qū)域計算機聯(lián)鎖是網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化的信號控制系統(tǒng)，它是由中心站聯(lián)鎖機、安全傳輸網(wǎng)、遠端車站電子終端所構(gòu)成故障-安全控制系統(tǒng)。區(qū)域計算機聯(lián)鎖是在車站計算機聯(lián)鎖基礎(chǔ)上結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、安全傳輸、遙控及自動進路控制等技術(shù)發(fā)展起來的，它的優(yōu)點是將整個控制區(qū)域視為一個車站（場），使用一套聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，實現(xiàn)區(qū)間閉塞、車站聯(lián)鎖一體化。該方案優(yōu)點：一方面，充分發(fā)揮計算機信息量大、信息處理快、功能強的特點，實現(xiàn)了兩個及以上車站（場）的集中監(jiān)督和控制，不僅將大幅度提高運輸效率和服務(wù)質(zhì)量，還可減少運輸人員，起到了減員增效的作用；另一方面，減少一套聯(lián)鎖主機設(shè)備，節(jié)省場間電纜和工程投資。方案缺點是主控站聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)生故障時，全站（場）設(shè)備停用，故障影響范圍大；當甲乙兩場間區(qū)域控制通信線路或者傳輸設(shè)備故障時，無辜殃及被控站聯(lián)鎖失效停用。

4.3.2 方案二：甲乙兩個信號樓內(nèi)分別設(shè)置獨立的計算機聯(lián)鎖設(shè)備。

正常情況下園區(qū)信號設(shè)備可采用集中控制，當一套聯(lián)鎖設(shè)備或者傳輸設(shè)備故障時，也可采用甲乙兩信號樓分散控制。方案優(yōu)點：一套聯(lián)鎖設(shè)備故障時，不影響另一套計算機聯(lián)鎖管轄范圍的信號設(shè)備，能夠保持部分線路正常進行調(diào)車作業(yè)。缺點：工程投資大，較方案一多投資約140萬元。

4.3.3 方案三：甲信號樓室內(nèi)信號設(shè)備全部遷移利舊。

該設(shè)計方案建設(shè)單位需要承擔以下風險。

1）園區(qū)內(nèi)所有專用產(chǎn)權(quán)單位同意在信號樓搬遷過程中較長時間停止辦理鐵路運輸業(yè)務(wù)。

2）甲信號樓所有既有室內(nèi)信號設(shè)備搬遷，必須經(jīng)檢測、整修合格后方能夠繼續(xù)利用。

3）一旦出現(xiàn)既有設(shè)備不能利用，尤其是計算機聯(lián)鎖相關(guān)設(shè)備不能利用時，能夠承擔長時間停止辦理鐵路運輸業(yè)務(wù)的風險。

若建設(shè)方同意以上條件，甲信號樓室內(nèi)設(shè)備全部利舊，整體遷移至新的信號機械室，其控制的室外設(shè)備除更換、接續(xù)、增加部分干線電纜外，其余設(shè)備全部利舊。該方案優(yōu)點：本方案工程投資較省，較以上兩個方案大大節(jié)省工程投資。缺點：不可預(yù)知的因素導致無法正常開通運營，影響鐵路運輸生產(chǎn)工作，風險大。

4.3.4 研究結(jié)論

綜上方案比較，本設(shè)計推薦采用方案一，即采用區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。

5 車站聯(lián)鎖設(shè)備選擇

5.1 車站聯(lián)鎖系統(tǒng)

5.1.1 聯(lián)鎖制式

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展，計算機聯(lián)鎖成為鐵路信號技術(shù)裝備的發(fā)展方向。計算機聯(lián)鎖主要有雙機熱備型計算機聯(lián)鎖、3取2計算機聯(lián)鎖和2乘2取2計算機聯(lián)鎖。雙機熱備型計算機聯(lián)鎖在我國鐵路發(fā)展史上占有重要地位，對計算機聯(lián)鎖的發(fā)展做出了突出貢獻，滿足了那個時代的鐵路運輸需要。隨著鐵路運行速度的不斷提高，高速鐵路對鐵路技術(shù)裝備的安全性、可靠性、可用性要求越來越高，雙機熱備型計算機聯(lián)鎖市場逐漸萎縮，進而被安全性更高的2乘2取2計算機聯(lián)鎖代替。2乘2取2聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為I系、II系二重冗余主從系統(tǒng)，每系均有2個CPU，雙系通過高速通道進行數(shù)據(jù)交換，同步運行，實時比較，每系均為2取2，比較結(jié)果一致輸出，否則系統(tǒng)自動切換從系輸出；驅(qū)采設(shè)備為并列兩重系結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)備可靠性高；設(shè)備安全性、可靠性、使用性比雙機熱備系統(tǒng)高；系統(tǒng)切換可靠，在防電磁干擾和雷擊方面性能優(yōu)異。本工程推薦采用2乘2取2區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。

5.1.2 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)接口電路

1）現(xiàn)場調(diào)查得知，甲信號樓遷移新址，有足夠的空間容納新增信號設(shè)備。

2）若維持既有繼電器接口方式，乙信號樓室內(nèi)沒有預(yù)留集中設(shè)置和插架設(shè)置新增信號接口設(shè)備的條件。

3）本設(shè)計推薦計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)接口電路采用日常免維護，實現(xiàn)狀態(tài)修，故障定位精確到板級、占地面積少的全電子執(zhí)行單元。

5.2 信號設(shè)備

1）室外信號機、道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備、軌道電路全部利舊，室內(nèi)更換相應(yīng)的全電子執(zhí)行單元接口電路。

2）電源屏：兩個信號樓均更換綜合智能電源屏，為計算機聯(lián)鎖設(shè)備、信號集中監(jiān)測設(shè)備、信號設(shè)備集中供電。

3）信號集中監(jiān)測系統(tǒng)：兩個信號樓新設(shè)TJWX-2010型信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，為信號設(shè)備維修提供科學數(shù)據(jù)和手段。

4）信號設(shè)備防雷及接地：按照鐵路綜合防雷相關(guān)標準對新遷入信號樓設(shè)置法拉第籠和綜合接地系統(tǒng)，加強對信號設(shè)備的雷電防護及接地措施。

6 電力供應(yīng)

本工程新設(shè)桿式變壓器一臺，為新的信號樓室內(nèi)外信號設(shè)備提供電源供應(yīng)。

7 結(jié)束語

既有信號設(shè)備改造方案的選擇，很大程度上決定了工程投資和技術(shù)方案的可行性、可實施性。既有信號設(shè)備不同、投入運營時間不同、設(shè)備狀態(tài)不同、建設(shè)單位要求不同，選擇改造的設(shè)計方案則不同。本文通過對信號設(shè)備投入運營時間、計算機聯(lián)鎖設(shè)備停產(chǎn)、既有設(shè)備房屋空余面積不足、運輸生產(chǎn)干擾等方面因素考慮及多方案比較，選擇了經(jīng)濟、合理的改造方案，并在投標競爭中勝出，對于類似既有信號設(shè)備改造工程設(shè)計具有一定借鑒作用。