CTCS—3系統下高鐵通信信號系統集成項目管理的研究

【摘要】隨著經濟的發展，科學技術水平的提高，現我國城市化進程不斷加快，城市基礎交通設施也不斷更新，尤其是高速鐵路的建設，不僅使我國城市面貌煥然一新，而且也使我國城市化進程進一步加大。經過多年研究，現我國高鐵行業已廣泛使用CTCS-3系統，其雖然使我國高鐵事業不斷向前發展，但是對于其系統集成項目的管理卻成為了利用CTCS-3系統的一個難點及重點。文章首先簡單介紹了CTCS-3系統的基本概念，闡述了其組成部分，接著以武廣高鐵為例，分析了系統集成項目的工作特點以及現場工作的困難之處，然后提出了集成項目管理的重要性及其職責，最后針對其職責討論了加強系統集成項目管理的相關措施。

【關鍵詞】CTCS-3 系統集成 項目管理

引言

CTCS-3級列車運行控制系統是近些年來我國高鐵行業使用較為頻繁的控制列車運行安全性的一個新型系統，其同時也是一個具有強復雜性、高困難度的列控系統[1]。尤其是針對里程較長、速度較快的高速鐵路而言，若要使用CTCS-3系統實現其通信信號的系統集成工作，其將面臨著更大的挑戰，而其項目在建設及實施時的管理則更為困難。文章主要以武廣高速鐵路為例，集中研究了在CTCS-3系統的前提下如何提高高鐵通信信號系統集成項目的管理效率。

一、CTCS-3系統的基本概念

CTCS-3系統其全稱為CTCS-3級列車運行控制系統，其是基于ETCS規范，根據我國具體國情而形成的用于對高鐵列車運行進行控制的系統，此系統的主要目的是為了保證鐵路運輸的安全性[2]。

CTCS-3系統主要由地面子系統和車載子系統共同構成。其中地面子系統又包括應答器、軌道電路、無線通信網絡、列車控制中心或是無線閉塞中心[3]。應答器是指一種無線傳輸設備，其主要作用是將相關報文信息發送給車載子系統，其不但可將固定信息進行傳送，而且還可通過與軌旁單元進行連接以實現可變信息的傳送。軌道電路所起的作用有兩個，一個是軌道占用檢查，另一個是將相關地車信息沿軌道進行連續性傳送，因此軌道電路通常要使用UM系統的軌道電路或是數學軌道電路。無線通信網絡屬車地通信系統，其雖不是CTCS-3系統的設備，但其卻是CTCS-3系統當中不可或缺的一部分，其所起的主要作用是將信息在車載子系統以及列車控制中心之間進行雙向傳輸。列車控制中心是在安全計算機的基礎上而建立的一個控制系統，其所起的作用主要是保證在列車控制中心的管理范圍內列車運行的安全性，而實現此功能則主要是通過接收地面子系統或是源于外部地面系統的相關信息，如軌道占用信息或是聯鎖狀態等信息，從而產生一道道的列車行車許可命令，列車控制中心在接收這個命令之后就會作出反應，將所接收到的信息利用車地信息傳系統將其發送給車載子系統，通過車載子系統的作用來控制列車的安全運行。車載子系統則主要包括CTCS車載設備以及無線系統車載模塊[4]。其中CTCS車載設備是在安全計算機的基礎上而建立的控制系統，其所起的作用主要是對列車的運行進行控制，而其控制功能則主要是利用與地面子系統進行信息交換來實現的。另外無線系統車載模塊所起的作用則主要是將信息在車載子系統與列車控制中心之間進行雙向交換。

二、系統集成項目的工作特點

就武廣高速鐵路的現狀而言，其系統集成項目工作主要存在以下特點：

第一，系統規模較大。據調查，武廣高速鐵路的運營里程總長1068km，整條線路上所擁有的通信信號設備主要有：車站18個，信號中繼站和線路所的總量達53個。系統集成項目工作涉及了多個部門，其中CTCS-3四電集成項目部所涉及的通信信號部門及單位就有30多家，據統計，這30多家部門及單位參與系統集成項目工作的人員超過1000人[5]。

第二，涉及多個子系統。在整個系統集成項目工作當中所涉及的子系統主要有無線閉塞中心、臨時限速服務器、列控中心（其包括LEU/ZPW-2000/應答器等設備）、計算機聯、調度集中、微機監測和車載ATP設備等等多個子系統。而地面的多個子系統則是利用安全通信網及專用數據網等一系列通信設備接口，然后再通過無線閉塞中心利用GSM-R以及車載ATP設備來將信息進行相互交換，最終實現控制列車安全運行的目的[6]。

第三，子系統之間具有很高的關聯度。在整個系統集成項目當中，各個子系統之間都存在著高度的關聯性，尤其是各通信系統之間，包括有線通信系統以及無線通信系統之間的聯系，其也是構成CTCS-3信號系統的基礎組成部分。

第四，項目所涉及的人員種類較多。在系統集成項目的管理工作當中，不但要涉及鐵道部的相關部門，而且還包括研發CTCS-3系統的國內外各大廠商、國外技術的引進方、系統的測試方以及對系統進行安全評估的相關部門等，其主要是參與系統的科研；另外還有業主單位、施工指揮部門、線路弓網電力站房的各個項目施工部以及通信信號施工單位等等，其主要負責工程方面；除此之外還有武漢鐵路局以及廣州鐵路集團公司兩家企業及其下屬的車務、機務、工務、電務、供電、通信、客運以及公安等單位，其主要負責運輸組織。總體來說，在整個系統集成項目工作當中，其所涉及的部門較多，人員種類復雜。

第五，項目所需要的時間及空間范圍較大。通過分析CTCS-3系統可知，此系統集成項目所需技術要求較高，其需要將地面子系統與車載子系統進行集成從而形成一個整體，并且要把信號和通信進行深度結合，另外其相關的試驗工作不僅需要運輸組織的幫助，而且還需要與其他相關電力、通信等專業緊密相連。通過科研與工程之間的相互合作與促進，武廣鐵路自其試驗階段到最終的正式載客運營階段總共耗費了整整一年的時間，才使得整條線路的設備能夠有機地連為一體。

三、現場工作的困難之處

因CTCS-3列車運行控制系統集成不僅不需要引進先進技術，而且對于現場工程的要求也很好，因此其在進行實施時必然也會存在很多矛盾及困難。據分析，在進行現場工作時，其困難之處主要體現以下幾方面：

第一，研發進度不同于工程進度要求。在引進新技術時，對于新技術的消化及吸收受到很多因素的影響，而且在整個過程當中存在著很多不確定因素，另外對其現有的設備進行接口的改造所需的時間也不確定。若要等明確技術方案之后再開始工程的實施工作，那么其必然會對整個工程的進度造成嚴重的影響；但若依照工程的進度來完成現場的部署，其又可能會由于需求未確定而使得系統只能以裸機的形式出廠，或者可能會出現在現場將設備的作業進行變更等現象，這不僅會增加工作量，而且還會使得施工的質量更加難以控制。

第二，信號工程與其他工程相互影響并制約。通信信號工程是一種站后工程，其在很大程度上取決于站前工程的進度。而通信信號線路的鋪設又取決于橋隧線路工程的進度，同時設備進樓工作受站房建設的影響，另外CTCS-3設備的調試及運行又會受到電力工程進度的直接影響。除此之外，工程進度節點為節約施工時間及成本，其要求各施工專業能將資源進行最大限度的利用，并實施平行作業、交叉施工，而這在很大程度上又會影響信號系統運行的穩定性。

第三，現場施工和系統聯調聯試存在矛盾。CTCS-3系統和其他子系統的試驗及聯調聯試要求必須使用動車組來實施，然而動車組又具有較快的運行速度，導致運輸的安全性沒有保障。因此為了保證運輸的安全性，就必須將試驗的線路區段在時間及空間上進行隔離。同時由于工程進度的原因，施工及試驗又必須交叉進行。但兩者之間又存在很強的互斥性，若有一方未依照計劃完成其工作，那么另一方的有效時間則會受到較大影響，最終使得整個集成項目的工作進度變慢，增加實施成本。

第四，在進行聯調聯試的過程當中，信號系統與其他系統之間存在資源沖突。武廣高速鐵路在正式開通之前必須經過聯調聯試，而通信信號系統只是進行各系統聯調聯試中的一小部分，其他還有線路、車輛、弓網等各系統的聯調聯試，這些項目有些是可以同時進行，但是也不乏有些項目之間存在資源沖突。比如對于車輛或是線路的聯調聯試，其有固定的技術指標及速度，其要求動車組進行長距離連續性的高速運行才能進行，然而為了保證信號系統運行的安全性，動車組又無法實現長距離連續性的調整運行。因此在進行聯調聯試時必須充分考慮不同系統之間的資源，進行協調以避免出現沖突。

四、系統集成項目管理的重要性及其職責

在建設及試驗整個武廣高鐵項目的CTCS-3系統的過程當中，最為重要的便是現場指揮部所發揮的指揮作用。現場指揮部主要由運輸組織單位、施工組織企業以及聯調聯試牽頭企業三家單位以聯合辦公的形式來共同完成現場指揮的工作。其中聯調聯試牽頭單位主要負責有關于科學試驗及聯調聯試等方面工作，并依照所測試的內容來完成試驗大綱的制定；而武廣公司則主要負責對施工單位及集成商進行領導，以完成施工組織的工作；運輸組織單位則由鐵路局來擔任，其可根據工程需求對相關人員進行安排，接著由指揮部來將運輸、施工及試驗等工作進行協調處理，利用每日運輸計劃來使資源的調配得以完成。武廣高速鐵路當中的CTCS-3系統的研制以及四電系統集成的主要由通號公司擔心，其一邊合理安排CTCS-3的測試內容，以完成科研項目和信號系統的聯調聯試工作，一邊又對各個子系統的現場實施進行負責，以滿足工程進度的需求。

CTCS-3系統對于整個武廣高速鐵路項目來說非常重要，同時其也是一項非常復雜的工程項目。而又由于CTCS-3系統集成項目同時具有科研性及工程性雙重性質，因此對其進行管理的相關人員也必須以多重身份來參與。首先，其是科研項目的參與者，因此其必須對有關科研項目的系統及總體架構進行了解，以熟悉各子系統的工作原理與不同子系統之間的關系；其次，相關管理人員還與現場集成項目部聯系，針對負責四電工程的實施單位，要及時掌握相關的工程進度及其具體情況；再次，還要作為一個協調者，以集成商的身份與其他相關關系人及時進行溝通，并將集成商的相關需求傳達給試驗負責單位以及運輸組織部門，另外還要將三方的信息進行匯總，并根據信息的相關需求及工程進度等將有關信息傳遞和匯報給相關負責人。

項目的管理人員是聯系各實施部門的紐帶，其必須緊密聯系現場項目部以及科研攻關實施組，并依靠其部門職能以完成各項工作。總體來說，系統集成項目管理主要需完成以下幾方面工作：

第一，對集成商的內部資源進行管理。從某些角度來看，系統集成項目管理部門就是系統的研制部門、設備的供貨單位，因此其必須要與現場施工單位進行溝通，以了解各情況的第一手資料，同時給予現場施工單位以必需的技術支持，以將相關信息提供給技術部門保證實施決策的科學性。比如說可參加技術會議，對現場所需的配合或支持條件進行系統的計劃，同時與現場施工單位進行溝通以完成相關配合工作等等。

第二，對外部資源進行管理。對外部資源進行管理主要是指相關管理人員首先要將本方的資源需求對相關單位進行提交并說明，以免因資源需求而出現沖突，爭取實現最大化利益；其次，與各項目關系人相互溝通、交流，以了解其對于系統的需求及要求，并給予其必要的幫助，安排相應工作以實現雙方的共同目標；再次，要將各方資源信息提供給相關單位，以使其制定的現場實施計劃能更符合實際情況，保證計劃方案的科學性及合理性。

第三，及時了解現場施工情況，針對施工變化及時找出應對措施并解決。指揮部可將信息進行匯總并有著運輸指揮中心的地位。因此在進行系統集成項目的管理時可利用此點以及時了解現場施工情況，并將相關情況及時反映給相關部門，另外還要協調指揮部以將工作內容進行及時調整，最終達到將各部門的工作效率提高的目標。比如說若有對施工計劃產生影響的緊急情況出現時，相關管理人員不僅要及時通知相關部門進行及時處理，而且還要系統安排其他人員進行其他工作，以免因一個部門的問題而影響整個工程項目的施工進度。

第四，參與項目的試驗指揮。系統集成項目管理需要利用指揮部所擁有的軟件資源及硬件資源，以對相關運輸單位進行協調并幫助其完成實驗內容，同時通過對現場人員進行調度指揮以完成試驗測試項目的所有內容。此外，還要根據工程實施的具體情況以臨時變更實施計劃，做到最大限度地利用所有線路資源。

五、加強系統集成項目管理的相關措施

針對系統集成項目管理的相關職業，考慮到項目管理的重要性，為加強系統集成項目的管理，可從以下幾方面著手：

第一，盡早參與項目的前期工作，以了解項目的后期工作能否順利進行。

第二，加強與集成商內部各部門之間的溝通，以對施工項目進行全面掌握。

第三，多與集成商外部相關人員溝通。通過與集成商外部相關人員溝通，項目管理人員不但可了解各方資訊，使手頭資料更豐富，而且還可通過大量的說明工作以介紹自身相關集成設備的優勢，并說明己方的有關需求，通過溝通可加強雙方的相互理解，從而能夠更好地完成整個項目的建設。

第四，多使用積極的步驟并及時進行溝通。在實際的工作當中，因工程進度與資源之間難免會出現矛盾與沖突，為保證項目施工的順利進行，必須多使用積極的步驟以使工作能夠進一步開展。另外要特別注意與各關系單位進行溝通，以尋求解決問題的最好方法。若關系單位很難相互妥協則應將此情況及時匯報給上級，以尋求高層項目管理人員的幫助實現溝通與協調。

第五，在項目實施的過程當中，相關項目管理人員要更多關心做的目的，而不是做的方法，利用目標管理法，盡量少干預各職能部門的本職工作。但是若是信號系統集成的工作者，則不僅要關心做的目的，而且還要注重做的方法，以促進工作目標的快速、穩定實現。

第六，盡量在項目前期就明確項目的協調管理人員及其職責，以免在對項目進行協調時出現無序的現象。在項目前期若能及時指定項目的協調管理人員，那么相關管理人員就能及時做好資源協調及歸口部門的對接工作，這樣就不至于在關鍵時刻了出現找不到負責人或是不知從何下手解決問題的情況。

六、結語

現武廣高速鐵路自其正式投入運營至今已有多年的歷史而從未出現過安全事故，通過上述分析可以看出，其主要原因便是有著系統的集成項目管理，由于管理人員的大量使用，不管是集成商內部系統項目部門還是科研攻關組，其都在原有的垂直管理層次的基礎上形成了擁有專職管理人員的側身或是水平管理層次的結構，從而在各關系方及關系人之間架起了一座溝通的橋梁，這不但保證了各項目之間的目標平衡性，而且還使得各職能部門之間的聯系更加緊密，使整個工程的建設處于一種平衡的狀態，因此而保證了整個系統的穩定、安全運行。

參考文獻

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