吳中城際鐵路 朱學(xué)輝 周炳學(xué) 劉小強(qiáng) 劉 諤 李夢(mèng)豪 邵 帥
通信信號(hào)系統(tǒng)是發(fā)出行車(chē)指令、保證行車(chē)安全、提高鐵路通過(guò)能力的鐵路系統(tǒng)核心技術(shù)之一,通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)與通信無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)車(chē)組的有效控制,是鐵路運(yùn)輸中最為關(guān)鍵重要的系統(tǒng)之一。通信信號(hào)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)接口多,技術(shù)性強(qiáng),工序復(fù)雜,在現(xiàn)場(chǎng)施工前,采用建模仿真技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工1:1模擬預(yù)演,起到安裝、布線(xiàn)一次成型,實(shí)現(xiàn)“零交叉、零碰撞、零差錯(cuò)”的效果。新建吳忠至中衛(wèi)鐵路,采用Solidworks軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工組織進(jìn)度登記,實(shí)現(xiàn)工程階段動(dòng)態(tài)可視化管理;通過(guò)對(duì)工序流程環(huán)節(jié)的預(yù)演操作,將施工過(guò)程重難點(diǎn)步驟,提前碰撞、解剖、分析,制定詳細(xì)的接口工程施工措施、物資技術(shù)規(guī)格,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工工廠(chǎng)化、技術(shù)接口數(shù)字化、施工過(guò)程流水化、安裝配線(xiàn)工藝化;形成運(yùn)行設(shè)備位置信息模型、視頻安全技術(shù)交底、二維碼信息庫(kù),利于設(shè)備管理單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備醒目便捷的監(jiān)管維護(hù),提高運(yùn)輸安全社會(huì)效益。為鐵總在高速鐵路四電領(lǐng)域推行BIM技術(shù)提供了成功案例。
隨著國(guó)家鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展,鐵路總公司對(duì)施工工藝、施工質(zhì)量的要求逐年提高。《高速鐵路通信工程細(xì)部設(shè)計(jì)和工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等5項(xiàng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的通知 鐵總建設(shè)[2018]35號(hào)的發(fā)布,采用了施工示意圖、圖例、安裝實(shí)物圖等形式對(duì)施工中細(xì)部進(jìn)行了明確要求,并附主要材料配置表。“細(xì)部”中明確指出,高速鐵路“四電”工程應(yīng)采用信息化手段進(jìn)行項(xiàng)目管理,應(yīng)使用BIM、二維碼、視頻等技術(shù),實(shí)現(xiàn)布局規(guī)劃合理、質(zhì)量追溯、隱蔽工程可視化等目標(biāo)。
對(duì)于通信信號(hào)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的施工方法已不能滿(mǎn)足對(duì)施工工藝目標(biāo)、施工質(zhì)量目標(biāo)的完美要求。吳中城際鐵路,運(yùn)用Solidworks軟件1:1建模仿真模擬預(yù)演技術(shù),形成程序化施工臺(tái)賬,將通信信號(hào)設(shè)備機(jī)架、開(kāi)關(guān)柜、線(xiàn)纜、繼電器等相關(guān)數(shù)據(jù)生成信息化三維模型、二次安裝圖、布線(xiàn)路徑圖,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)布線(xiàn)分路徑、分色、分層布置;在現(xiàn)場(chǎng)施工前形成詳細(xì)具體的細(xì)部工藝標(biāo)準(zhǔn)圖片,提前建模仿真接口配件規(guī)格型號(hào),確定物資材料技術(shù)規(guī)格詳細(xì)參數(shù),精確化生成物資清單,進(jìn)行設(shè)備安裝、布線(xiàn)、上端子,錄入設(shè)備原理電氣性能指令,動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)、顯示設(shè)備安裝、布線(xiàn)、上端子、電路運(yùn)行狀態(tài)的正確性。實(shí)現(xiàn)通信、信號(hào)系統(tǒng)可視化施工操作維護(hù),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備安裝布線(xiàn)利于散熱、一次成型、無(wú)接頭、無(wú)浪費(fèi)、無(wú)隱蔽工程、無(wú)交叉、無(wú)錯(cuò)位、無(wú)缺失、零碰撞、零誤差、不結(jié)合的目標(biāo)。引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工序工程推進(jìn),優(yōu)化四電施組、工序?qū)嵤抡骐娐愤\(yùn)行狀態(tài)。解決傳統(tǒng)工藝存在的不足,有效提高工藝質(zhì)量,節(jié)約人工、物資成本,加快現(xiàn)場(chǎng)施工效率。
運(yùn)用Solidworks軟件形成動(dòng)態(tài)視頻施工安全技術(shù)交底、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)、維修運(yùn)營(yíng)。形成二維碼信息庫(kù),說(shuō)明通信信號(hào)設(shè)備性能、機(jī)構(gòu)內(nèi)容、施工工藝方法、維修運(yùn)營(yíng)方法。保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠可追溯。創(chuàng)新的電源線(xiàn)分色、分層布置,區(qū)別于傳統(tǒng)綁把、固線(xiàn)器工藝,清晰體現(xiàn)每種用途線(xiàn)的位置、數(shù)量。形成的詳細(xì)位置信息動(dòng)態(tài)視頻,編成培訓(xùn)課件,登記在機(jī)房設(shè)備維護(hù)機(jī)中,對(duì)施工、維管人員進(jìn)行長(zhǎng)期培訓(xùn)交底,通俗易懂,提高工作人員的業(yè)務(wù)水平,為鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)、改造、故障處理及安全行車(chē)提供醒目、便捷、高效的實(shí)施依據(jù)。
高速鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)建模仿真單元,按專(zhuān)業(yè)劃分為:通信、信號(hào)、綜合
接地相關(guān)內(nèi)容。信號(hào)系統(tǒng)按單位工程分為:車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)CBI、列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS、調(diào)度集中系統(tǒng)CTC、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CSM。通信專(zhuān)業(yè)按單位工程主要分為:通信線(xiàn)路、傳輸系統(tǒng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)、GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信設(shè)備房屋環(huán)境監(jiān)控及電源監(jiān)控系統(tǒng)、電源設(shè)備。
信號(hào)專(zhuān)業(yè)接口工序涉及:電纜敷設(shè)、箱盒安裝、矮型色燈信號(hào)機(jī)、信號(hào)標(biāo)志牌、轉(zhuǎn)轍裝置安裝裝置、外鎖閉裝置、密貼檢查裝置、鎖閉檢查裝置、道岔融雪裝置、軌旁設(shè)備、補(bǔ)償電容、鋼軌絕緣、軌道連接線(xiàn)、扼流變壓器、應(yīng)答器、室外地面電子單元、控顯設(shè)備、電源設(shè)備、機(jī)柜架設(shè)備、室內(nèi)配線(xiàn)、電纜引入、室內(nèi)設(shè)備接地及電磁兼容、室外設(shè)備接地、綜合接地系統(tǒng)、設(shè)備單項(xiàng)檢驗(yàn)、子系統(tǒng)檢驗(yàn)。通信專(zhuān)業(yè)接口工序涉及:光電纜敷設(shè)、光電纜引入及成端、機(jī)柜安裝、室內(nèi)配線(xiàn)、綜合接地系統(tǒng)、設(shè)備單項(xiàng)檢驗(yàn)、子系統(tǒng)檢驗(yàn)。
按照以往書(shū)面文字交底無(wú)法清晰描述細(xì)部工藝實(shí)施方法,采用Solidworks軟件進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì),圖形與視頻相結(jié)合的交底方式達(dá)到了詳細(xì)、清晰、完整、通俗易懂的效果。
2.3.1 橋梁擋渣墻鉆孔工藝改進(jìn)
采用Solidworks軟件設(shè)計(jì)一個(gè)能調(diào)節(jié)、折疊的擋渣墻鉆孔機(jī),解決鉆孔機(jī)
水鉆眼上下不方便調(diào)節(jié)及固定,解決水鉆導(dǎo)軌過(guò)長(zhǎng)易對(duì)軌道行車(chē)安全產(chǎn)生影響,解決體積較大不利于施工攜帶運(yùn)輸。采用Solidworks軟件編制《擋渣墻鉆孔模擬視頻教程》,將書(shū)面文字資料轉(zhuǎn)換為視頻資料,形象生動(dòng)的對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底,清晰說(shuō)明施工工序、物資材料,提高施工效率、施工質(zhì)量。如圖1所示。

圖1
2.3.2 箱盒安裝工藝改進(jìn)
采用Solidworks軟件編制《箱盒安裝模擬視頻教程》,將書(shū)面文字資料轉(zhuǎn)換為視頻資料,形象生動(dòng)的對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底,清晰說(shuō)明施工工序、物資材料、注意事項(xiàng),提高施工效率、施工質(zhì)量。如圖2所示。

圖2
2.3.3 室內(nèi)設(shè)備安裝工藝改進(jìn)
采用Solidworks軟件編制模擬視頻教程,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定測(cè)數(shù)據(jù),1:1還原現(xiàn)場(chǎng)房屋空間、機(jī)柜架箱布置位置、機(jī)柜架規(guī)格尺寸、安裝接口工序、設(shè)備數(shù)量。如圖3所示。

圖3
2.4.1 下走線(xiàn)工藝改進(jìn)
將靜電地板下傳統(tǒng)的纜線(xiàn)用地走線(xiàn)槽的方式,統(tǒng)樣改為高強(qiáng)度卡槽式鋁合金走線(xiàn)架分層用固線(xiàn)卡固定方式,解決了槽子內(nèi)容易躲藏老鼠、害蟲(chóng)損壞纜線(xiàn)隱患。
2.4.2 上走線(xiàn)工藝改進(jìn)
將傳統(tǒng)的上走線(xiàn)用鋼槽裝線(xiàn)模式,改用高強(qiáng)度卡槽式鋁合金走線(xiàn)架分層用固線(xiàn)卡布線(xiàn)方式,所有的纜線(xiàn)一覽無(wú)遺,解決了上走線(xiàn)槽內(nèi)布線(xiàn)看不見(jiàn),不便于巡檢和維護(hù)的弊端。
2.5.1 室外設(shè)備及配件安裝工廠(chǎng)化標(biāo)準(zhǔn)模型
根據(jù)安全技術(shù)交底確定室外設(shè)備規(guī)格型號(hào)及必須配件,形成成品模型,每個(gè)成品模型定義實(shí)現(xiàn)功能、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、使用方法。如圖4所示。

圖4
2.5.2 室內(nèi)設(shè)備及配件安裝工廠(chǎng)化標(biāo)準(zhǔn)模型
根據(jù)安全技術(shù)交底確定室內(nèi)設(shè)備規(guī)格型號(hào)及內(nèi)配器材,形成成品模型,每個(gè)成品模型定義實(shí)現(xiàn)功能、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、電路原理、使用方法、接口關(guān)聯(lián)設(shè)備。
線(xiàn)纜名稱(chēng)、規(guī)格型號(hào)、用途、顏色具體如下說(shuō)明:
(1)4對(duì)非屏蔽對(duì)絞電纜-六類(lèi)-通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)線(xiàn)纜-藍(lán)色外護(hù)套;
(2)直流電源線(xiàn)-ZR-BVR-25mm2-通信系統(tǒng)連接設(shè)備正極-紅色外護(hù)套;
(3)直流電源線(xiàn)-ZR-BVR-25mm2-通信系統(tǒng)連接設(shè)備負(fù)極-藍(lán)色外護(hù)套;
(4)地線(xiàn)-ZR-BVR-25mm2-通信系統(tǒng)設(shè)備接地-黃綠雙色外護(hù)套;
(5)尾纖-FC/PC-LC/PC-通信系統(tǒng)主用業(yè)務(wù)-紅色外護(hù)套;
(6)尾纖-FC/PC-LC/PC-通信系統(tǒng)備用業(yè)務(wù)-黃色外護(hù)套;
(7)光纜-GYTZA53-48B1-通信系統(tǒng)干線(xiàn)A纜-黑色外護(hù)套內(nèi)嵌一條黃色色帶;
(8)光纜-GYTZA53-48B1-通信系統(tǒng)干線(xiàn)B纜-黑色外護(hù)套內(nèi)嵌二條黃色色帶;
(9)光纜-GYTZA53-12B1-通信系統(tǒng)視頻光纜-紅色外護(hù)套;
(10)光纜-GYTZA53-12B1-通信系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)光纜-藍(lán)色外護(hù)套;
(11)光纜-GYTZA53-12B1-通信系統(tǒng)其它光纜-黑色外護(hù)套;
(12)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-RV 0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)聯(lián)鎖、列控系統(tǒng)機(jī)柜架內(nèi)部環(huán)線(xiàn)-藍(lán)色芯線(xiàn);
(13)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-RV 0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)柜架內(nèi)部環(huán)線(xiàn)-紅色芯線(xiàn);
(14)阻燃銅芯多股屏蔽紐絞電源線(xiàn)-SBVVPZR 2*0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn)、綠色外護(hù)套;
(15)阻燃銅芯多股屏蔽紐絞電源線(xiàn)-SBVVPZR 2*0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn)、藍(lán)色外護(hù)套;
(16)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-RVV 12*0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)接口柜及軌道電路外線(xiàn)(普通線(xiàn))-藍(lán)色芯線(xiàn)、黃色外護(hù)套;
(17)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-RVV 12*0.4mm2(23*0.15)-信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)柜架外線(xiàn)-紅色芯線(xiàn)、橙色外護(hù)套;
(18)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-RVV 12*0.75mm2(42*0.15)-信號(hào)設(shè)備電源漏流采集線(xiàn)-紅色芯線(xiàn)、橙色外護(hù)套;
(19)阻燃銅芯多股電源線(xiàn)-ZR-XV 2*10mm2-信號(hào)電源屏輸出電源線(xiàn)-紅藍(lán)芯線(xiàn),紅色外護(hù)套。
走線(xiàn)路徑類(lèi)型、層號(hào)、用途、顏色具體如下說(shuō)明:
(1)下走線(xiàn)-1-通信直流電源線(xiàn)負(fù)極-藍(lán)色外護(hù)套-機(jī)柜正前方內(nèi)側(cè);
(2)下走線(xiàn)-2-通信交流電源線(xiàn)-黑色外護(hù)套-機(jī)柜正前方外側(cè);
(3)下走線(xiàn)-3-通信直流電源線(xiàn)正極-紅色外護(hù)套-機(jī)柜正前方內(nèi)側(cè);
(4)下走線(xiàn)-通信地線(xiàn)-黃綠雙色外護(hù)套-機(jī)柜正后方內(nèi)側(cè);
(5)下走線(xiàn)-通信光纜-黑色、紅色、藍(lán)色外護(hù)套-機(jī)柜正后方外側(cè);
(6)上走線(xiàn)-通信網(wǎng)線(xiàn)-藍(lán)色外護(hù)套-可疊加;
(7)上走線(xiàn)-通信2M線(xiàn)-白色外護(hù)套-可疊加;
(8)上走線(xiàn)-通信尾纖-黃色、紅色外護(hù)套-尾纖槽;
(9)下走線(xiàn)-1-信號(hào)LEU線(xiàn)、CAN線(xiàn)(綜合)-黑色外護(hù)套;
(10)下走線(xiàn)-2-信號(hào)CAN線(xiàn)(移頻)、網(wǎng)線(xiàn)-黑色外護(hù)套、灰白色外護(hù)套;
(11)下走線(xiàn)-3-信號(hào)驅(qū)采線(xiàn)-灰白色外護(hù)套;
(12)下走線(xiàn)-4-信號(hào)監(jiān)測(cè)外線(xiàn)(監(jiān)測(cè))-紅色芯線(xiàn),橙色外護(hù)套;
(13)下走線(xiàn)-5-信號(hào)電源線(xiàn)(電源屏-機(jī)柜)-紅藍(lán)芯線(xiàn),紅色外護(hù)套;
(14)上走線(xiàn)-1.1-信號(hào)電源線(xiàn)-紅藍(lán)芯線(xiàn),紅色外護(hù)套;
(15)上走線(xiàn)-1.2-信號(hào)電源線(xiàn)-紅藍(lán)芯線(xiàn),紅色外護(hù)套;
(16)上走線(xiàn)-1.3-信號(hào)電源線(xiàn)-紅藍(lán)芯線(xiàn),紅色外護(hù)套;
(17)上走線(xiàn)-2.1-信號(hào)監(jiān)測(cè)外線(xiàn)-紅色芯線(xiàn),橙色外護(hù)套;
(18)上走線(xiàn)-2.2-信號(hào)CAN線(xiàn)(綜合)及熔絲報(bào)警跨線(xiàn)-黑色護(hù)套線(xiàn);
(19)上走線(xiàn)-2.3-信號(hào)CAN線(xiàn)(移頻)-黑色外護(hù)套;
(20)上走線(xiàn)-2.4-信號(hào)LEU線(xiàn)-黑色外護(hù)套;
(21)上走線(xiàn)-2.5-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn),綠色外護(hù)套;
(22)上走線(xiàn)-2.6-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn),綠色外護(hù)套;
(23)上走線(xiàn)-2.7-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn),綠色外護(hù)套;
(24)上走線(xiàn)-2.8-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn),綠色外護(hù)套;
(25)上走線(xiàn)-2.9-信號(hào)軌道電路發(fā)送-紅藍(lán)芯線(xiàn),綠色外護(hù)套;
(26)上走線(xiàn)-2.10-信號(hào)接口柜及軌道電路外線(xiàn)(普通線(xiàn))-藍(lán)芯線(xiàn),黃色外護(hù)套、監(jiān)測(cè)組合柜至綜合柜-紅色芯線(xiàn),橙色外護(hù)套;
(27)上走線(xiàn)-2.11-信號(hào)接口柜及軌道電路外線(xiàn)(普通線(xiàn))-藍(lán)芯線(xiàn),黃色護(hù)套線(xiàn);
(28)上走線(xiàn)-2.12-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn),藍(lán)色外護(hù)套;
(29)上走線(xiàn)-2.13-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn),藍(lán)色外護(hù)套;
(30)上走線(xiàn)-2.14-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn),藍(lán)色外護(hù)套;
(31)上走線(xiàn)-2.15-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn),藍(lán)色外護(hù)套;
(32)上走線(xiàn)-2.16-信號(hào)軌道電路接收-紅藍(lán)芯線(xiàn),藍(lán)色外護(hù)套;
(33)上走線(xiàn)-2.17-信號(hào)絕緣漏流采集線(xiàn)-紅色芯線(xiàn),橙色外護(hù)套。
如圖5所示。

圖5
電源線(xiàn)單獨(dú)走一層,與其它信息線(xiàn)、傳輸線(xiàn)分層物理隔離。
設(shè)備監(jiān)測(cè)采集線(xiàn)布置在電源線(xiàn)、信息傳輸線(xiàn)之間。
設(shè)備信息傳輸線(xiàn)布置在軌道電路電源傳輸線(xiàn)、監(jiān)測(cè)采集線(xiàn)之間。
如圖6所示。

圖6
如圖7所示。
安裝、布線(xiàn)完成后,將電路參數(shù)錄入軟件內(nèi)容,模擬電路運(yùn)行狀態(tài),根據(jù)運(yùn)
行設(shè)備指示分析電路效果。
對(duì)設(shè)備安裝圖、運(yùn)行圖輸入指令數(shù)據(jù),生成物資計(jì)劃清單。如圖8所示。

圖7

圖8
利用Solidworks軟件進(jìn)行仿真后,對(duì)成幾百上千根纜線(xiàn)從頭到尾進(jìn)行路由
設(shè)計(jì),拐彎處理,上線(xiàn)、下線(xiàn)位置以“條”為單位進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)走線(xiàn)“零交叉”、“零差錯(cuò)”的目標(biāo)。這在傳統(tǒng)施工方法中是不可能做到的。如圖9所示。

圖9
Solidworks技術(shù)建模仿真模擬施工通過(guò)對(duì)工序流程環(huán)節(jié)的預(yù)演操作,將施工過(guò)程重難點(diǎn)步驟,提前碰撞、解剖、分析,制定詳細(xì)的施工措施,完善每處細(xì)部工藝,實(shí)現(xiàn)布線(xiàn)無(wú)交叉、一次成型、無(wú)接頭、無(wú)浪費(fèi)、無(wú)隱蔽工程的效果。形成專(zhuān)項(xiàng)的安裝、布線(xiàn)完整動(dòng)態(tài)流程圖,為設(shè)備管理單位運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供了可視、信息、安全、高效、清晰的管理技術(shù)和電子檔案資料。
新建吳忠至中衛(wèi)鐵路采用Solidworks軟件進(jìn)行建模仿真模擬預(yù)演,提前形成物資計(jì)劃表(物資耗損率低)、布線(xiàn)徑路圖(施工用時(shí)短),便于計(jì)算物資需求、施工組織、工程費(fèi)用,有利于成本測(cè)算及工程進(jìn)度節(jié)點(diǎn)控制,節(jié)約成本,提高工作效率。此技術(shù)可應(yīng)用擴(kuò)大至各種等級(jí)鐵路線(xiàn)路,包含普鐵、客貨專(zhuān)線(xiàn)、地鐵。另外,將Solidworks應(yīng)用中系統(tǒng)元件庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)建模數(shù)據(jù)分享,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈接將施工單位元件庫(kù)與設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、鐵路局、鐵路總公司實(shí)現(xiàn)共享,提高施工、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)動(dòng)態(tài)可視化管理效率。