高速鐵路信號裝備工業標準化設計及工藝規范研究

楊 玻

(北京鐵路信號有限公司，北京 102613)

截止2018年底，國內高鐵運營里程超過2.9萬km，在高鐵項目建設過程中，高鐵信號裝備是高鐵列控系統的重要組成部分，承擔著高鐵運行各類信息的傳輸，保障著高鐵列車的安全運行。隨著高鐵建設的高速發展，鐵路標準化建設取得顯著成績，尤其是鐵路工程建設標準在復雜地基處理、通信信號、牽引供電方面不斷取得突破，指導建設京津、京滬等一批具有世界先進水平的高速鐵路。本文以無線閉塞中心系統設備為例，從系統介紹、工業標準化設計思路、工業標準化實施方案等方面對產品工業標準化建設需求進行了深入的研究，充分對標借鑒鐵路精品工程施工標準化的經驗，對高速鐵路信號裝備工業標準化及工藝規范實施細節進行了梳理、總結。

1 系統介紹

無線閉塞中心（RBC）是CTCS-3（簡稱C3）級列控系統的地面核心設備，根據C3 車載設備提供的列車位置，聯鎖提供的聯鎖進路狀態、災害防護（落物）信息，臨時限速服務器（TSRS）提供的臨時限速命令，生成針對所控列車的行車許可，通過GSM-R 網絡傳輸給C3 車載設備，以輔助列車安全行車。RBC 系統結構如圖1 所示，系統基本性能參數如下。

圖1 RBC系統結構圖Fig.1 RBC system architecture

RBC 主機柜內設置RBC 主機、ISDN 服務器等設備；

RBC 主機是RBC 系統的核心邏輯處理單元，是基于通用服務器的二乘二取二安全計算機系統；

外形尺寸（寬 × 高 × 深）：648 × 2020 ×1105 mm；

機柜顏色：黑色；

重量：650 kg；

電源：3000 W，AC 220 V；

溫度：+10 °C ～+35 °C；

最大發熱量：2650 W。

2 工業標準化設計思路

RBC 系統產品是典型的機柜類產品，機柜設計及柜內布線部分由設備生產企業負責，站房布置及柜外布線部分由施工單位負責。在京沈客運專線精品工程施工現場中，施工現場實現了管理制度標準化、人員配備標準化、過程控制標準化，以現場管理標準化為施工管理模式；以管理標準、技術標準、作業標準和工作流程為主要施工規范流程；以專業化和信息化為支撐手段，堅持“過程控制標準化”始終貫穿于施工全過程，嚴格執行“三檢”制，確保良好的施工質量，工程項目管理水平得到較大提高。在國家鐵路局工程質量監督中心、工程監督管理司等單位的多次例行檢查中，都得到充分的肯定和高度評價，從而提升了企業品牌效應。

對于高速鐵路信號裝備產品，應該借鑒施工單位標準化管理經驗，在產品工業標準化設計及工藝規范研究方面，從以下幾點進行考慮。

管理的標準化：通過對于機箱類、線束類、機柜類分別制定相關的工藝通用標準，再結合不同的產品出具不同的產品專用工藝，加強對操作流程和關鍵工序的管控。

工裝器具的標準化：結合實際情況，考慮對于不同類型線纜制定預制及布線的專用工具，按照產品實際需求制作標準長度的線束，預制完成后，再進行綁扎。

產品工藝的標準化：在專用工藝中提出明確要求，對線束的布線規則，線槽中線束的走線方向，綁扎規則要求及內齒套管的字符、字體、套管長度等要求進行細化。

結構設計的改進：通過改進結構設計提升產品在綁扎及走線的合理性，對于需要防護的部位通過加防護材料來保證線束的外皮損傷。

生產加工的標準化：加大生產中心布線人員的業務能力培訓，加強檢驗人員的檢查力度，提升產品布線工藝的執行標準，實現對不同人員產品工藝的一致性。

標識設計標準化：對不同產品中的提示標識（包括標簽盒、標簽紙、防靜電、防雷地、設備地、防電等）進行梳理，考慮盡量做到不同產品同類標識的統一。

設計的創新：加強不同產品之間產業化設計的技術交流，互相學習借鑒優秀的設計，開拓思路，打破傳統設計思維，努力創新，共同打造形成企業產品品牌。

3 工業標準化設計實現

在保證不影響系統功能、符合產品設計性能及安全質量要求，并不影響維修的前提下，對RBC 系統產品進行產品工業標準化設計，規定RBC 產品的結構設計、工藝設計、標識、包裝等要求，從而實現產品工業標準化設計。

3.1 機柜結構標準化設計

在結構設計標準化方面，出具統一的結構設計圖紙文件，嚴格按照結構設計圖紙文件要求，進行機柜總體結構設計，如圖2 所示。機柜外形圖、機柜底座外形圖、抽屜組裝外形圖、TB 端子排安裝板外形圖、出線板外形圖、雙排網線束線塊結構設計、標牌板絲印等主要組件和零部件結構設計也需遵守設計圖紙要求，做到標準嚴格統一。

3.2 機柜工藝標準化設計

機柜生產過程應嚴格按照機柜生產工藝流程如圖3 所示進行，滿足機柜生產工藝要求。

圖2 RBC機柜總體結構示意圖Fig.2 Overall structure diagram of RBC cabinet

圖3 機柜生產工藝流程圖Fig.3 Flow chart of cabinet production process

機柜工藝標準化設計時，除了考慮機柜工藝符合基本的《線纜及線束組件的要求與驗收》（IPCWHMA-A-620C-2017）要求之外，還應該根據產品實際情況，進行如下幾個方面的標準化設計。

3.2.1 機柜柜體工藝方面要求

機柜表面噴涂黑色粉末，涂層應厚度均勻，無色差，無影響裝飾和防護的劃痕、堆積、氣泡、起皮等缺陷。

機柜柜門應平整，前、后及左、右側門不應有鼓脹、扭曲等現象。

柜門開啟靈活，在開啟范圍內不應與頂蓋、立柱等產生摩擦或干涉。

門鎖鑰匙插拔靈活，鎖芯旋轉靈活，無卡澀現象，鎖柄旋轉方向正確。

上架設備和補空板間縫隙應保持均勻。

機柜內絲印字體應一致，相同顏色的字跡絲印后不應有可見色差，字體清晰可辨。

機柜、補空板表面不應有劃痕、污漬、膠印殘留、掉漆、手印、磕痕、灰塵、磨損痕跡。

3.2.2 機柜布線標準化設計方面要求

所有線纜應走走線槽且捆扎均勻，捆扎時采用黑色尼龍扎帶或背膠粘扣，電源線、信號線和地線不應捆扎在一起。

所有與彈簧端子相連的阻燃線均壓接管狀接線端子。

電源線和信號線應配置雙端標識，標明源端和目的端，方向一致且整齊易讀。在線纜始末兩端均需配置標識。

所有設備接地線走一側線槽。

機柜內所有設備的網線及視頻線應走機柜背面左側豎線槽，并捆扎成束。

機柜內所有設備的220 V 電源線應走機柜背面右側豎線槽，并捆扎成束。

3.2.3 TB端子排布線標準化設計方面技術要求

相同型號端子出線時，線纜彎曲弧度一致，不傾斜，垂直于TB 裝板出線口。

線號標識應易讀取，且標識緊靠端子孔，相鄰端子（端子型號一致）的標識位置在同一直線。

線纜布放的位置應預先設計好，線纜排列整齊，外皮無損傷。

TB 端子排背面布線時，上下出線孔跨線按照布線要求應綁扎成束。

濾波器、防雷模塊輸入線和輸出線不應有交叉，應分開捆扎。

RBC 主機柜TB 端子排布線示意如圖4 所示，RBC 接口柜TB 端子排布線示意如圖5 所示。

3.3 標識標準化設計

統一規定線束標識，將保證RBC 機柜配線過程中所選用的標識標準一致。熱縮套管顏色優選黃色，宜選用相應規格的熱縮套管, 熱縮套管規格和適用線徑如表1 所示。

標識打印時，標記的文字和號碼宜采用宋體字，字體大小以充分利用標識有效印字面為原則，打印的文字和號碼應清晰、整齊，標識框內標識應分為上下兩行打印。線纜終端應有標記，標記內容可包括電纜標記、線纜類型、線纜長度等信息，采用從屬兩端標記法，即在導線的每一端均標出與本端連接的端子標記及與遠端連接的端子標記，機柜內部配線應采用從屬兩端標記法。

圖4 RBC主機柜TB端子排布線示圖Fig.4 Wiring diagram of TB terminal row of RBC main cabinet

圖5 RBC接口柜TB端子排布線示意圖Fig.5 Wiring diagram of TB terminal row of RBC interface cabinet

表1 熱縮套管規格和適用線徑對照表Tab.1 Comparison table of heat shrinkable sleeve specification andapplicable wire diameter

熱縮套管標識安裝要求如下：

熱縮套管吹縮后應緊固，無松動；

吹縮后套管表面應清潔、平整、無油污、無開裂，外觀不應有燒焦、褪色、氣泡等現象，管上的標識字跡應清晰、無變形；

熱縮套管吹縮時不應損傷連接器、導線、套管相鄰的元器件或使焊接連接再熔化；

熱縮套管標識的安裝方向應為從導線、線纜端頭（連接器插頭、冷壓端子等）讀起。

電纜標識框安裝要求如下：

標記紙放入電纜標識框后應平整，不應有折疊或翹曲現象；

電纜標識框安裝后表面應清潔，不應有損傷；

電纜標識框安裝后，沿線纜方向不可移動；

電纜標識框安裝方向應為從導線、線纜端頭（連接器插頭、冷壓端子等）讀起。

3.4 包裝標準化設計

設備包裝是產品標準統一的最直接體現，在產品包裝設計時，應按照TB/T 1498 的規定制定包裝工藝，并且按照相應的包裝工藝進行包裝。統一要求在產品包裝箱外用不褪色涂料清晰地標出下列標志：

正面：產品名稱、型號、數量、到站及收、發貨單位名稱、地址；

側面：應按GB/T 191 的規定標明“小心輕放”、“向上”、“怕雨”等標志及發站和制造廠名；

在外包裝正面左上角注明箱號。

4 結語

高速鐵路信號裝備工業標準化建設有利于穩定和提高產品、工程和服務的質量，促進信號裝備制造企業走高質量效益型發展道路，增強企業素質，提高企業核心競爭力。隨著中國鐵路高速發展，高鐵成為展示國家形象的一張閃亮名片，兼具實用性和美觀性的高速鐵路信號系統裝備制造工藝標準統一，是保障高速鐵路信號裝備高質量生產的前提。本文借鑒京沈客運專線工程項目施工經驗，對RBC系統產品工業標準化設計及工藝規范進行研究，提出具體可行的產品工業標準化設計及工藝規范技術要求，并在企業生產中得到實踐，取得了良好的效果，為后續高速鐵路信號系統裝備工業標準化設計及工藝規范的應用推廣打下堅實基礎。