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城市轨道交通弱电系统调试管理探讨-赵列远


【摘要】弱电系统是城市轨道交通最大的组成系统之一,包括综合监控、通信、信号、AFC等各个系统。其中,综合监控系统与各弱电系统及风水电等其他几点系统均有接口,是弱电系统功能实现的主要系统。因此,本文以国内轨道交通综合监控系统调试为例,介绍了轨道交通弱电系统的各个阶段调试内容、调试特点及难点。结合这些特点以及难点,并以项目开通为目标,提出了一些弱电系统调试管理的思路建议。

【关键词】地铁;弱电;综合监控;调试;管理

【作者】赵列远

一、概述

随着计算机技术、通信技术及自动化技术的发展,基于提高自动化水平、加强系统间的功能联动以及降低运营成本等的考虑,国内越来越多的城市在地铁建设中设置综合监控系统。而轨道交通机电系统调试过程中,由于综合监控系统与各个弱电系统均有接口,并逐渐成为用户端功能实现的主要系统,使轨道交通弱电系统的调试更加复杂。针对轨道交通弱电系统的调试特点,本文从弱电系统的调试阶段、调试内容、难点等方面进行了详细分析,提出了弱电系统调试管理措施,以顺利保证地铁开通。

二、轨道交通弱电系统调试的阶段和内容

轨道交通弱电系统项目实施的主要流程如下:

轨道交通弱电系统项目实施的主要流程

调试工作是弱电系统实现满足地铁用户最终使用目标的重要环节,项目执行过程中,为了更好的实现调试工作的衔接和人力物力等资源的统筹安排,在调试前需要进行详细的计划和统筹安排。

1、调试前的准备内容

轨道交通弱电系统进入调试阶段之前,必须具备以下的前提条件:

A、系统的安装完成,并经过安装验收;

B、系统的接线完成,并且经过测试、验收;

C、系统的软件出厂验收完成,并安装到现场;

D、系统的各个设备单机调试完成;

E、制定详细的调试计划和大纲,并报业主审核完毕。

2、调试的主要阶段和内容

A、单系统调试弱电系统单系统调试,是指各个工艺子系统按照设计联络阶段确认的系统功能要求和接口要求,目的是测试单工艺子系统的功能满足技术规范要求。

B、车站调试车站调试是指弱电系统与各个工艺子系统的接口调试,目的是验证弱电系统与各个系统的接口功能符合技术规范要求。包括弱电系统对子系统的监视、控制、模式、联动等功能。

C、系统联调

系统联调是指完成所有子系统和系统验证及确认,以确保整个系统在常规和降级状态下正常运行。在子系统调试完成后,设备进入系统联调。联调包括静态和动态调试。

系统联调(站级)的准备条件:

1)车站相关设备系统完成调试,某些系统如 PA、CCTV、PIS等通过初验,投入使用;

2)信号、通信系统完成初验,投入使用;

3)按联调需要,凡当天所涉及的车辆段、车站、区间的运行线路实现全封闭;

4) OCC、车控室设备投入使用;

5)临管设备供货商准备好备品备件、检修及抢修的工器具、设备。

6)所有参与本联调的单位及人员均已熟悉本联调组织及实施方案,并已做好相关各项准备工作。

7) 制定相关的操作手册、规范制度、安全制度。

系统联调的内容:

1)通过总联调,验证车站设备的功能是否与设计相符;

2)对调度、车站值班员等各设备操作人员以及维护人员进行培训,使其进一步熟悉掌握车站系统设备性能,提高对设备的认识掌握程度;

3)通过联调,使得各单位人员对公司组织架构、有关作业原则与设备操作办法等进行熟悉,并通过联调提高认识,加以总结提升;

4)通过联调,评估车站设备系统状态,是否满足空载试运行要求。

三、轨道交通弱电系统调试的特点及难点

1、调试接口多,规模大

与其他行业的弱电系统比较,轨道交通弱电系统的规模非常巨大,以杭州地铁 1号线综合监控系统统计数字为例,该系统集成了 FAS(火灾自动报警系统)、BAS(设备与环境监控系统)、ACS(门禁系统)、PSCADA(变电所综合自动化系统)等,同时互联了CCTV(闭路电视监控系统)、PA(广播系统)、PIS(乘客信息系统)、AFC(自动售检票系统)、SIG(信号系统)等系统。经初步测算,平均每个车站的监控点达到了 10000点左右,IO点规模的增加导致调试工作量极度增大。

2、调试时间紧张

轨道交通弱电系统的调试,需要在各个子系统具备条件后才能进行调试,这些前提条件包括安装、布线、装修等环节的配合。而地铁开通的工期一般都是不变的。若不加强对相关专业工期的控制,弱电系统的调试工期将不能严格受控。

3、接口单位多,协调量大

轨道交通弱电系统中,接口众多,从车站土建、装修、政府职能部门等到安装单位、风水电等设备厂家全部包含。从调试工作来说,不仅与各接口子系统有技术接口,还与各相关参与单位有职能接口,协调工作量极大。

四、轨道交通弱电系统调试管理建议

轨道交通弱电系统调试管理

结合上述轨道交通弱电系统调试的特点、重点以及难点,根据各地地铁的调试经验,提出如下弱电系统调试管理理念:

1、保证组织力量

目前国内地铁工期一般都相对紧张,由于涉及到消防验收以及运营安全等方面,业主领导层面需要重视弱电系统尤其是综合监控系统、通信信号系统等的调试工作,加强调试组织力量,业主层设置至少一名能够把控所有机电专业的领导主抓调试工作,成立调试管理办公室,下设一名主抓弱电调试的工程师,办公室成员应包括所有相关单位的调试技术主管人员。

2、完善的调试管理制度

由业主编制并下发调试管理制度,明确相关的责任、调试流程、进度管理、质量控制、资料文档要求以及争端解决方式,各司其职,充分发挥监理单位、弱电系统集成商对厂家、施工的监督管理功能,做到奖惩分明、落实到人。

3、可行的调试计划及进度控制

万事计划为先,弱电系统专业需要完善的调试计划和计划的控制,需对前道工序(安装及调试)提出明确的工期及其他要求,在得到业主方确认后,各个单位均以此计划执行(其他专业在编制计划时,也需要考虑到与弱电系统调试的时间)。同时,由于地铁车站众多,业主层面需要对车站进行批次管理,对不同批次的车站提出不同的节点要求,避免出现最后所有工期压力都集中在弱电系统。

4、明确核心目标

消防验收、运营安全是弱电系统调试的最核心的目标,在实际项目操作过程中,特别是在工期特别严峻的情况下,需要根据消防验收以及运营安全的要求,划分必调项和可甩项,确定必调项的实现,并落实到具体的调试计划中。

5、加强弱电系统核心监控软件的现场适应性

目前国内地铁弱电系统基本由综合监控系统进行管理,一般为两级管理(控制中心级、车站级)三级控制(控制中心、车站、现场),香港、深圳、杭州等地的部分地铁还增加了区域中心车站级的监控(对本站及所辖车站)。由于工期原因,国内大部分地铁端对端等的现场测试不可能按照车站、区域中心站、控制中心三级分多次进行调试,因此对需要加强综合监控软件的现场适应性,主要体现在:

1)加快软件版本生产速度,加强对关键系统的现场调试支持。一些系统如 PSCADA(变电所综合自动化系统),由于送电时间较早(特别是主变电所)等原因,需要提前调试,而此时该站点可能由于其他系统点类表及图纸不全,整站的软件版本无法生产,需要提前生产单系统软件版本用于现场调试。因此对综合监控软件的组态、配置工具、资料输入(点类表、图纸等)提出了较高要求。

2)某一车站端对端调试时,需要同时开发出该车站及相应区域中心站、控制中心的软件版本,做到一次性调试(其中控制点部分需要进行多级控制)。这种调试方法极大的减少了综合监控专业以及相关接口专业的调试(及配合)工作量。

3)软件版本的更新,需要保证原有的调试成果。上述两点对综合监控软件的要求,以及软件日常的更新(如功能修改、调试问题整改等)的需要,决定了车站(区域中心站)、控制中心的软件版本都在不断更新,在更新过程中,需要加强软件版本控制,务必保证之前的现场调试成果。

6、灵活的调整计划,赶抢工期

调试过程中,一定要见缝插针、想方设法抢工期,弱电系统及相关专业都要从自身发掘调试条件,通过相关项目的实施,可以有以下处理方式:

1)对于通讯口的接口,如 PSD(屏蔽门)、PIS(乘客信息显示系统)等系统,如受制于终端设备未安装(如 PIS显示屏受公共区装修进度影响无法安装)或者终端设备的成品保护需要(如 PSD门控单元因成品保护考虑,需在后期安装)等原因,在子系统完成(或基本完成)现场调试的前提下,可以采用如下方式:

A.类似于 PSD,由于协议一般为标准的MODBUS协议,可以采用软件模拟的方式,由 PSD模拟器与综合监控系统进行调试。同样的,AFC、SIG等系统也可以采用此类方式。

B.类似于 PIS,由于现场设备(显示屏)未完全安装无法进行全站设备的调试,但由于 PIS控制器往下由 PIS方确保相关显示功能,可以采用单现场设备(显示屏、或者模拟屏)进行调试,通过单现场设备的调试,可以验证接口以及功能,同样达到了现场调试的目的。同样的,PA等系统也可以采用此类方式,但 CCTV例外,因为综合监控需要对 CCTV每个摄像头进行控制、切换以及联动。

2)对于硬线类的接口,如水泵、消防设备等设备,经常受制于无水源、或者其他因素,正常情况下也无法调试,可以采用点动方式,在接口设备完成子系统调试的前提下,调试至对方侧端子排。

上述调试方式需要经过业主、监理以及相关接口方的一致同意后实施。

7、加强对接口工作的控制,减少接口变更

在实际现场调试过程中,经常出现一方、或者多方出现接口变更,主要体现在:现场接线发生变化、设备数量及位置发生变化、设备型号发生变化、监控点发生变化、接口协议发生变化等。由于综合监控软件都是依据当时的接口文件、施工图纸以及相关点类表进行开发,因此出现接口变更后,将对综合监控软件整个开发、修改造成较大影响,并最终影响现场调试。

因此,需要从业主、设计以及各个接口方的层面,合理控制变更,尽量在设计联络阶段将需求最终确定。同时,若一方发生变更,需要及时通知相关单位,通过正式的变更流程进行确认。

8、重视实验室测试

由于现场调试工期紧,实验室测试能将调试问题提前暴露,可以有效避免现场调试发现接口协议等问题后,解决问题时间过长的风险。

各个接口厂家务必提供现场实际设备及相应模拟器,以实际的通讯协议与其他系统进行实验室测试,验证相关接口协议、接口功能等。若无法提供实际设备,需提供相关软件模拟器,但须确保软件模拟器能完全替代实际设备。

五、总结

上文对轨道交通弱电系统的调试提出了一些具体的思路,但由于实际执行过程中,由于各个地铁公司的管理方式、管理架构、开通标准等不一致,具体到各个项目需要重新梳理。



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