铁路“四电”集成建设策略及其标准化探讨

第３９卷　第２期　Ｏ１．３９　ＮＯ．２　标准化工作　｝＿、、ｌＪ、Ｊ｛Ｉ）】　、１１ｔ｝Ｎ　（）Ｉ｛Ｋ　铁路“四电”集成建设策略及其标准化探讨　王令朝　（上海铁路局技术监督所，上海２０００７２）　摘要：在叙述铁路的“四电”系统集成定义和内涵的基础上，讨论目前铁路工程建设企业如何更好地　实施“四电”系统集成的策略及其标准化问题。提出“四电”系统集成的创新、系统和协同等策略，以及在　“四电”系统集成中如何实现和发挥标准化工作应有作用的建议。　关键词：铁路通信；铁路信号；电力系统；电气化铁道供电；系统集成；标准化　中图分类号：Ｕ２—６５　文献标　码：Ａ　文章编号：１００６－９１７８（２０１　１）０２—００１０－０３　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｎｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ“ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｅｌｅｃｔｉｃ￣ｅｌｒｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ”，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒａｉｌｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ａｄｏｐｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅｙ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｅ“ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ／ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ”．Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｃｏｌ－　ｌａｂｏｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｆｏｒ“ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ／ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ”，ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｐｌａｙ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　ｗｏｒｋ　ｉｎ　ｔｈｅ“ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｅｌｅｃｔｉｃ／ｅｌｒｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ”．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｉｌｗａｙ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｒａｉｌｗａｙ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ；Ｅｌｅｃｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ；Ｐｏｗｅｒｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ；Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　１　问题的提出　近几年，铁路建设工程有了突破性进展，特别　是电气化铁路的“四电”系统Ｔ程建设呈现出一个　２“四电”系统集成内涵的诠释　对于铁路工程建设企业来讲，“四电”系统集成　包含２个内涵。一个内涵是指物理层面上的集成。　前所未有的科技创新局面。这就是指集通信系统、　信号系统、电力系统和牵引供电系统于一体的设　计、施工、调试和检测，开创了具有中国铁路独特　的系统集成建设理念和方法。　要把通信、信号、电力和牵引供电原本各自独　立的关键环节，由１个单位总体牵头并通过若干个　子单位组成的联合体进行设计、施工和建设．难度　非常大。不仅要解决不同专业之间、不同技术标准　之间的协同，还要解决技术资源、内外系统间接口　以及工程投资控制的整合，只有达到全面完整、协　它是根据“四电”系统的实际运用需求，选择合适　的通信、信号、电力和牵引供电技术设备、控制网　络和支持软件，把不同类型、不同厂商、不同应用　的技术设备，按照总体设计有机地组合在一起，也　就是说，它是属于一个系统硬件与系统软件集成的　范畴，是大多数铁路工程建设企业所能胜任的工作，　也是系统集成中最容易做的事情，是整个“四电”　系统集成的物质基础。另一个内涵是指应用层面上　的集成。它是“四电”系统集成的核心部分，是　调匹配和先进科学的组织管理水平，才能圆满完成　“四电”系统工程集成建设的各项预定目标。　因此，为确保实现“四电”系统工程集成建设　速度、能力和功能等品质目标值，不断提升和完善　“四电”系统工程集成建设的创新水平，十分有必要　探讨“四电”系统工程集成建设策略及其标准化。　收稿日期：２０１０—１０—１４　作者简介：王令朝，高级工程师　・“四电”系统集成的重点和难点，也是大多数铁路工　程建设企业想做而不敢做或者不能做到的事情，是　整个“四电”系统集成值得深入探讨的课题。　在应用层面上的系统集成，目前有２种截然不　同的状况。一种状况是有的铁路工程建设企业在应　用层面上的系统集成尚处于初始阶段或扩散阶段，　仅仅是积累了一些项目级的应用。由于这些应用往　往是为了支持一系列单项应用而分散开发的，因而　都有其各自的系统结构。并未考虑或很少考虑彼此　１０・　铁道技术监督　之间的联系，形成了各自独立运行的“孤岛”。随　着铁路运行自动化、信息化和智能化水平的提高以　及外部环境的改变，势必要求把这些“孤岛”集成　互联，这就是所谓“四电”系统集成的真正意义所　事情、少走弯路、少交学费的目的。　３．２实施“四电”系统集成的系统策略　实施“四电”集成的系统策略要求把事物当作　在。由于这些“孤岛”的系统结构各自为政，若要　直接互联就必须增加一系列的转换程序或接口。这　样，一则数量庞大的程序或接口必然使系统的复杂　度增大，二则这些处于“层面”上的接口一旦故障　就会被放大到“系统”上，导致系统的可靠性下　个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确　定系统的结构和行为。这是因为“四电”集成是一　一个复杂事物，其功能远大于某组成因果链中各环节　的简单总和，它从头到尾都处于积极的“运动”状　态，要保持其动态稳定就必须向环境充分开放．以　获得最佳的物质、信息和能量的交换。为此，系统　降。因而这样的“四电”系统集成是一条少慢差费　的“弯路”，或许是一条走不通的“死路”。　另一种状况是有的铁路工程建设企业在应用层　面上的系统集成十分重视应用的基础建设，这个基　础就是建立完善的业务品质管理体系和标准化体系．　认真做好总体规划、系统模型和功能模型，面向企　业的业务主题，严格地加以实施和坚持，使企业的　“四电”系统集成作业水平健康、有效、有条不紊地　发展。所以，对“四电”系统集成工程而言。其物　理集成只是物质基础．应用集成才是铁路工程建设　企业的最终工作目标。在这一战略思想上，铁路工　程建设企业应有正确的认识和指导方针，作为“四　电”系统集成工程建设的出发点和归宿点。　３“四电”系统集成的实施策略　３．１实施“四电”系统集成的创新策略　虽然“四电”集成创新的概念还没有非常准确　的定义，但无论哪种表述都认为集成创新的主体应　该是工程企业．集成创新的目的是有效集成各种要　素，在主动寻求最佳匹配要素的优化组合中产生　“１＋１＞２”的集成效应．以求得更多的市场份额、更　高水平的工程质量、创造更大的经济和社会效益。　系统集成创新策略是建立一种新的生产函数。　即实现生产要素和生产条件的一种新组合。这种新　组合应包括引进新产品、引入新技术、开辟新市　场、控制原料新的供应来源和实现工程的新组织。　所要把握的核心问题并不是单纯的技术，而是高效　地解决日益丰富、复杂的技术资源与实际应用之间　的链接。系统集成创新不是针对某个产品，而是一　整套的思想和方法，它是正确地建设“四电”集成　系统的前提和保证。　因此，无论工程企业、制造商，还是资源供应　商，都应认真学习、研究创新理论，直至掌握并有　所创新．达到用正确的方法在正确的时间做正确的　策略就是要强调整体与局部、局部与局部、系统本　身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关　系，把握住目的性、动态性和有序性３个基本要　素，建立一个具有一定结构形式联结构成的含有某　种功能的有机整体。　因此，实施“四电”系统集成的系统策略是一　项具有逻辑和数学性质的新兴应用技术。它是用以　研究“四电”系统集成的一般模式、结构和规律，　找出“四电”系统中的共同特征，并用数学方法定　量地描述其功能，建立适用于“四电”系统集成的　各种原理、原则和数学模型，以便合理和科学地实　现“四电”系统集成的各项指标的技术　３．３实施“四电”系统集成的协同策略　协同策略是一种基于协同论基础上的技术方　略。　“四电”系统集成实际上是由通信、信号、电　力和牵引供电系统组织起来的一个统一体，其中通　信、信号、电力和牵引供电系统可以称之为小系　统，而这个统一体就是个大系统。各个小系统既相　互作用，又相互制约，它们之间不仅要达到一种平　衡结构，而且要由原来的旧结构转变为新结构。这　就是实施“四电”系统集成协同策略的目的。　显而易见，研究上述“四电”系统之间一定的　平衡规律就是协同策略的精髓所在。协同学理论也　是处理复杂系统的一种策略，它十分符合“四电”　系统集成的实际状况．协同策略的研究和实施可以　建立一系列用于处理复杂“四电”系统集成的概念　和方法。协同策略对于实施“四电”系统集成的重　要贡献在于通过大量的工程类比和严谨的现场分　析，找出其各个小系统及其与大系统之问从无序到　有序的进程动态演变，通过组成系统的各个单元之　间相互合理科学地协调。达到既统一又和谐的最佳　结果。由此，实现“四电”系统集成，为从一个专　业学科的成果推广和渗透到另一个专业学科产生的　重要价值，提供了理论依据，也可为铁路工程部门　标准化工作　从原来熟知的施工组织领域进入新的领域提供理论　依据和有效手段。　应包括ＲＡＭＳ标准及评估办法，用以识别铁路工　程系统中的风险，采取控制或降低风险的措施，提　高铁路的服务水平，减少建设和运营风险。　在实施过程中．可在对相关国际标准进行调研　的基础上．编制适合我国铁路现状和发展的ＲＡＭＳ　４“四电”系统集成标准化解读　４．１制定标准及其标准化实施方案　“四电”系统集成是目前铁路建设中的一项崭　新的工程施工模式，它不仅要贯彻铁道部提出的　“高标准、讲科学、不懈怠”的铁路建设要求，而　标准、评估办法（包括主要评估参数、风险分析及　安全评估方法）及其管理办法（包括立项研究、设　计、制造、安装、调试及试运行、验收、缺陷责任　且更要实施和推进铁路建设标准化管理工作，以便　打造精品工程和安全工程，高标准、高质量、高效　率地完成“四电”系统集成建设任务。　制定标准及其标准化实施方案是一项系统工　程，各工程单位要以“四电”系统集成项目为依　托，按照其总体目标和要求对其进行统一规划，　并结合本单位项目和本标段实际，按照人员配　备、现场管理和过程控制等要求，编制诸如《总　体技术方案》、《“四电”系统集成接口管理准则》、　《“四电”系统联调联试办法》、《施工技术标准》　等各自适用的标准及其标化管理实施方案，将标　准及其实施方案与“四电”系统集成总体、施工　组织有机衔接，并在实施中不断补充完善优化。　４．２发挥“四电”系统集成建设牵头单位的作用　“四电”系统集成建设牵头单位是实施标准化　管理的龙头，要切实发挥统筹功能和带头作用。牵　头单位应组建项目管理机构，配齐管理人员．构建　结构清晰、职责分明、内容稳定、体现“六位一　体”管理要求的各种标准体系和规范，以完善工作　流程，规范接口部门之间管理，运用标准及其标准　化管理手段，改进和加强对现场设计配合、丁地施　工和作业标准化的指导和监督，依托标准化实施　“四电”系统集成建设的过程控制，在ＰＤＣＡ闭环　管理的基础上衡量偏差．及时发现问题，及时矫正　工作程序和解决问题，最终达到引导各参建单位把　标准化管理当作企业文化，把标准化管理覆盖到　“四电”系统集成建设项目的方方面面。　４．３建立“四电”系统集成建设的评估体系　建设最高速度３５０　ｋｍ／ｈ铁路，并将以往分散　独立的通信、信号、电力、牵引供电系统高度集　成，这是一场革命性的核心专业技术变革。使“四　电”在整体上相互协同、相互配合和总体达到最　优，关系到高速铁路整体工程建设的成败。因此，　建立“四电”系统集成建设的可靠性、可用性、可　维护性、安全性（ＲＡＭＳ）评估体系尤为重要，它　・１２・　期、运行及维护以及退出运行的全过程ＲＡＭＳ管　理）。与此同时，引进ＲＡＭＳ评估关键技术、集约　化设计概念等举措，以便解决“四电”系统集成建　设集中设置、功能完整、资源共享、接口设计和系　统优化等技术评估。　４．４确保全方位、全过程和全员参与　“四电”系统集成建设单位必须将标准化工作　渗透到“质量、安全、工期、投资效益、环境保　护、技术创新”的各个方面，并将其延伸到每项工　作的每个环节之中，这样才能达到标准化管理的预　定目标。为此，确保全方位、全过程和全员参与是　实现上述目标的保证。设计单位要提高勘察设计质　量，按时提供设计文件，做好现场配合和规范变更　工作。施＿［单位应为具有重复性的、有规律的各种　施工活动制定规范的作业程序和作业标准，加强人　员设备配备、过程控制和现场管理等标准化工作。　监理单位要认真巡视、检查和监督，推进施工现　场、过程管理标准化。所有单位都要加强人员标准　化培训教育，牢同树立标准化管理意识，自觉严格　按照标准作业，达成规范化、标准化目标。　５　结语　近几年，国内一批“四电”系统集成建设单位　已经崛起。这些单位在引进消化吸收国外先进专业　技术、掌握高速铁路系统集成建设成果的基础上，　从试水实践到积累经验再到自主创新，正在逐步形　成独特的“四电”系统集成建设管理理念和方法。　然而，想要形成先进和完善的“四电”系统集　成建设理念和技术并非是一蹴而就的事，必须依靠　“四电”系统集成建设单位坚持不懈的努力，以　“高标准、讲科学、不懈怠”的要求，充分发挥技　术优势、装备优势、管理优势和人才优势，大胆探　索，勇于创新，才能实现中国高速铁路“四电”系　统集成建设的完全自主创新和技术装备产品的国产　化和标准化。