關于鐵路信號施工圖設計與審核的思考

梁朝輝，馬 章

（1.中國鐵路設計集團有限公司，天津 300308；2.中國國家鐵路集團有限公司，北京 100844）

1 概述

施工圖文件是工程實施和驗收的依據，應根據有關法律法規、規程規范等，采用定測及補充定測資料編制，為施工提供需要的圖表和必要的設計說明，并依據施工圖數量和相關規定編制施工圖預算。

施工圖審核是鐵路項目建設的一道重要程序，指建設單位收到勘察設計單位完成的施工圖（含變更設計施工圖）后，交付施工單位前，組織對施工圖進行檢查核對的活動。

近年來，隨著大規模、高標準鐵路項目建設的持續推進、陸續投產，信號施工圖設計與審核工作卓有成效，滿足了工程建設的基本需求，為安全高效的運營管理提供了基礎保障。同時，鐵路建設項目日益增長的質量要求和參差不齊的設計成果質量之間的矛盾逐漸凸顯，信號施工圖設計與審核也存在一些問題，主要體現在合規性有待完善、安全性有待加強、系統性有待提升、可實施性有待增強、建設服務運營的理念有待樹牢、設計與審核技術手段有待創新等方面。

2 信號施工圖設計與審核應關注的主要事項

2.1 堅守合規紅線

經審核后的施工圖不僅是工程招標、工程實施、驗工計價和竣工驗收的重要依據，也是巡視審計、事故溯源的重要證據，信號施工圖設計與審核必須嚴格執行國家法律法規、行業標準規范、國鐵集團企標、相關技術文件、初步設計批復意見等，堅守依法合規的紅線。

1）采用有效的設計依據

有的項目僅以運營單位需求為依據開展設計，隨意調整初步設計批復的技術方案。運營單位的合理需求雖應得到關切，但作為設計依據有效性不足，尤其是涉及方案和投資調整較大的工程內容，可在項目建設過程中，條件具備時按有關建設管理規定處置。

2）避免涉嫌指定產品型號

信號工程設計以滿足信號系統架構、設備功能需求為導向，易涉嫌指定產品型號，設計、審核應加強內控管理，避免違規。有的項目在轉轍機型號尚未確定的情況下，在設計文件中進行說明或在預算中計列了某特定型號轉轍機專用的監測類設備，涉嫌指定轉轍機產品型號，違反了相關規定。

3）嚴把“四新”產品上道運用關

鐵路建設項目有義務推動信號技術進步，積極推廣運用新技術、新設備、新工藝、新材料，但前提是要嚴把上道運用關。設計、審核應嚴格識別擬運用的新產品是否符合鐵路信號產品運用管理的有關規定，尤其要關注與聯鎖、列控、高鐵軌旁安裝等基礎安全有關的新產品，列入中國國家鐵路集團有限公司（以下簡稱“國鐵集團”）產品認證采信目錄的鐵路信號產品必須取得相應的證書方可上道使用。

2.2 嚴守安全底線

信號施工圖設計與審核應始終堅持“故障-安全”原則，高度關注建設、運營安全，一些情況下還應考慮合理的安全冗余度。

1）滿足建設安全要求

信號安全要求貫穿于實施方案、圖紙設計、基礎數據、施工建造、試驗調試等各個環節，設計、審核各項工作首先要考慮安全因素。

CTCS-3級線路由于RBC管轄范圍大，實施局部工程改造時，施工、調試影響面廣，運營干擾大，控制工程實施難度及安全風險的難度大。根據《高速鐵路設計規范》新增條文 “CTCS-3級線路接入樞紐，受工程條件、運輸需求和列控系統接口能力等因素限制，樞紐內設計速度250 km/h及以下的線路列控系統可采用CTCS-2級”，結合項目實際情況，在滿足互聯互通和運輸效率的前提下，按照有利于控制實施難度及安全風險、有利于運營維護及后續更新改造的原則，可依據上述新條文合理優化CTCS-3列控系統控制范圍。

2）滿足運營安全要求

運營安全是檢驗建設質量的關鍵標準，，信號設計必須從源頭考慮運營安全，做到慎終如始。

為確保高鐵運營持續安全，結合運營10年以上高鐵專項安全評估情況，以及對高鐵運營10年來安全方面有效措施辦法、風險隱患和短板弱項的梳理分析，國鐵集團就進一步加強高鐵運營安全管理發布指導意見，提出高度警惕動車所與車站間聯絡線按調車進路設計，動車組出/入段（所）未完全實現機控的安全風險，要求動車所與車站聯絡線采用列車進路方式。項目設計中動車組出/入存車場走行線的工況易被疏忽，一些項目按調車方式設計，存在運營安全風險。有的項目因存車場與銜接的車站共用一套聯鎖而按調車方式處理，可結合站場布置合理優化設計，如動車組出/入存車場采取場間列車進路方式，走行線具備條件時可設進路信號機提高作業效率。有的項目存車場走行線在車站銜接處未設置與正線隔開的設施，此情況調車作業存在較高安全風險，應結合具體站型布置按列車方式設計，以提高動車組運用的安全性。

3）考慮合理的安全冗余度

近年來，一些涉及安全的冷門問題時有發生，如室外大電流引入室內燒損信號設備、既有線改造配線錯誤導致點燈發碼錯亂致停列車、列車換端折返受鄰線發碼干擾危及行車安全等。信號設計與審核除嚴格執行各項規定外，還應將工程措施導向安全、留有余地，考慮合理的安全冗余度。

某既有普速鐵路為開行動力集中型動車組進行提質改造，信號專業將動車組圖定停靠的車站股道警沖標與對應的出站信號機距離按5 m設計。此情況看似滿足了工程的基本要求，在工程改造范圍內開展設計，實則缺乏系統性考量，未將其他具備動車組停靠條件的車站股道、特殊情況需臨時停靠的車站股道、軍專線等有潛在運輸組織需求的工況納入設計。動車組運行線路警沖標距對應信號機5 m的距離為鐵路運輸安全的基礎條件，既有線改造可通過調整警沖標或信號機位置滿足安全要求，工程代價可控。類似項目應統籌考慮運輸組織的各種工況需求，將全線具備動車組停靠的車站股道警沖標距對應信號機均按5 m設計，提高基礎設施的安全冗余度。

2.3 提升系統性設計能力

信號專業需與站前、站后等10余個專業實現接口，接口設計的優劣決定著工程品質。實現高質量的信號接口設計要改變“一對一、點對點”的慣例模式， 應“跳出專業看系統”，按照站前、站后“一體化設計”的要求，從更高的站位、更廣的視角、更深的層次把握接口設計，提升系統性設計能力。

1）接口設計再認識

建設精品工程、智能鐵路對接口設計提出了更高的要求，信號專業應主動適應新要求，對接口設計再認識、再提高。信號設計應突出問題導向，針對工程建設中易發多發、隱匿性強、影響面廣的接口設計問題進行深入梳理分析，研究提出系統性解決措施，一些影響大、根源深的接口問題可考慮再造設計流程，徹底疏通接口設計的堵點、難點、痛點。

鐵路樞紐、長大坡道、短聯絡線等特殊復雜地段信號布點、電分相設置、動車組自動過分相等系統性技術問題，應統籌運輸組織、線路及站場設計方案、區間通過信號機或閉塞分區標志牌布置要求、列控系統方案、電分相設置等因素進行多專業協同研究、綜合驗算分析，針對此類特殊工況應在可研、初設等前期階段提升多專業接口配合精度、加強協同研究深度，必要時及時調整線路、站場設計方案，避免施工圖階段引起較大方案調整增加工程代價，甚至無法調整而形成工程缺陷。某新建高鐵引入既有車站，施工圖審核發現由于聯絡線較短、坡度較大、設有電分相且反向發車進路內方經12#道岔側向，導致動車組經聯絡線反向運行時無法正常通過電分相。由于受用地所限車站無法調整道岔布置，受市政規劃及兩端接軌點高程所限線路無法軟化坡度，受供電方案所限無法取消聯絡線電分相。為滿足技規規定的雙方向行車要求，最終選擇反向運行時采用越區供電的設計方案實現動車組帶電過分相，在反向列控數據中不寫入電分相信息，但會一定程度影響既有線區間及車站能力，降低運輸效率。

鐵路建設工況的復雜程度越來越高，信號布點需考慮的因素不斷增加，需要接口配合的專業越來越多。信號布點除了滿足制動距離、追蹤間隔、軌道電路制式及區段可靠工作長度上限值、電分相位置、一離去區段長度、接觸網支柱里程等常規條件，還應考慮避開路/橋/隧過渡段、有縫線路與無縫線路過渡段、有砟軌道與無砟軌道過渡段、輔助軌、鋼軌伸縮調節器、過電分相磁感應裝置等影響區域，以及RBC切換需求等因素。

2）系統優化再加強

施工圖設計是對初步設計的深化、細化、優化，對上階段深度不足、尚需改進的方案應積極加強系統性優化設計，尤其是涉及多專業的復雜工點、工況，應綜合研究、協同設計、系統解決。

甲高鐵項目引入樞紐，由于聯絡線較短（左線2.1 km，右線1.9 km）、坡度較大（最大坡度30‰）且設有電分相，如圖1所示。施工圖原設計為了滿足A站動車組發車不掉分相的要求，在聯絡線未設置信號點，既有乙高鐵RBCn需延伸管轄新建甲高鐵2車站、1線路所共約60 km的線路，導致乙高鐵RBCn改造調試工作量大、控制能力緊張，且需配合站前進行施工過渡，施工調試難度較大，運營風險較高。施工圖審核要求進行系統優化，經行車、牽引供電、信號、線路等多專業綜合分析，優化完善行車檢算，在聯絡線上/下行各增設1處信號點，A站向鄰站發車采取自動站間閉塞方式，滿足不掉分相的要求，且不降低原設計運輸效率。優化后甲高鐵RBCm與乙高鐵RBCn可在聯絡線實現切換，有效避免了乙高鐵RBCn改造調試工作量大、控制能力緊張的問題，實現施工調試難度及運營風險可控。

某新建鐵路，設計速度目標值為200 km/h，股道有效長650 m。施工圖階段正值《高速鐵路設計規范》局部修訂發布實施，原設計按“高規”新增條文將側線股道分割為三段，股道兩端各設1段80 m防護區段，中間段長490 m。施工圖審核發現新建線路以客運為主， 兼顧少量貨物運輸， 采用動車組、 普速客車和貨物列車共線運行的運輸組織模式，站臺長度550 m。因此車站側線股道按三段軌道電路設計不能滿足普速客運列車、貨物列車的正常停靠，應系統性考慮運輸組織需求、動車組及機車類型、站場設施等因素，車站側線股道按兩段軌道電路進行優化設計。

2.4 提升設計成果可實施性

經審核后的施工圖直接服務于施工建造，信號施工圖設計與審核要“跳出設計看施工”，設身處地提升設計成果的可實施性。

1）加強現場踏勘調研

施工圖設計要加強現場踏勘調研，積極征求運營單位意見，必要時主動提供多方案供有關部門參考選擇，提高工作效率和質量，及早穩定實施方案，避免建設過程中造成返工。如復雜車站的信號顯示方案、動車所（存車場）存車線信號機設置方案、中繼站選址等，應充分調研運營單位意見。

2）設計成果落地落實

施工圖設計要保證設計成果能夠落地實施，初設批復要求的“進一步……”等內容要在施工圖階段予以解決，設計說明不應出現“暫按”“暫定”等有關內容，如設備的設置地點、接入中心系統方案等，應有具體設計內容或相配套的實施方案。施工圖設計不能以標準規范名稱或技術文件文號代替設計說明和圖紙，常見有精品工程細部設計、股道絕緣破損防護、區間軌道電路室外監測及診斷系統、CTC綜合維護平臺中心系統等，應結合項目實際開展具體設計，滿足現場實施需求。

2.5 提升建設為運營服務的理念

鐵路工程設計應持續提升建設為運營服務的理念，要“跳出建設看運營”，從整個鐵路項目全生命周期管理的角度思考建設與運營的關系。信號施工圖設計與審核要主動換位思考，積極回應運營維護合理關切，運用精細化、人性化、建營一體化的設計思想服務建設和運營。

1）增強基礎設施可靠性、可用性

信號中繼站不宜設于隧道內，當遇到長大隧道無法避開時，為便于運營維護，可設于隧道斜井洞口外方。長大隧道的斜井通常為臨時設施，當中繼站設于斜井洞口時，設計過程中需加強接口配合，要求斜井按永久設施參照隧道正洞標準考慮二襯、防排水、電纜槽、接地等措施，并配套滿足檢修搶險的通所道路。

路基、隧道、橋梁、站場、房建等工程預留的溝槽管洞除滿足信號工程實施外，還應充分考慮運營維護的可用性、便捷性。如多車場并列布置的大型車站，由于光電纜敷設規模大，應在兩咽喉區分別設置專用過軌涵，供包括信號電纜在內的“四電”光電纜等統籌使用。車站范圍內布置的光電纜過軌管數量，除滿足項目建設需要外，還應考慮運營期搶險維修、更新改造所需。

2）提高人性化設計服務水平

在設計跨省界、鐵路局管界的項目時，信號專業應根據自身特點，將運營維護管界、調度管界、資產管界統一起來，便于根據鐵路局界開展運營維護、調度指揮，根據省界進行資產組固，也為項目運營期維護管理、更新改造厘清界面，減少跨局協調配合工作量，提高運營效率。

規模較大的車站，由于入戶光電纜及管線較多，宜在房屋集中布置一側的基本站臺內設置綜合廊道，便于維護管理人員使用，并可避免日常維護、故障搶險、更新改造時揭鋪或者破壞站臺面。綜合廊道應考慮檢修維護的人性化，深度宜按不小于1.8 m設計，根據需要可設隔墻實現強弱電電纜物理隔開，并設置防火門、照明設施等。長三角某高鐵項目進行了有益的嘗試，車站基本站臺設置了綜合廊道，效果良好，目前在全局推廣。

2.6 積極促進設計與審核技術手段創新

積極運用新技術，創新信號設計與審核手段，是提高質量和效率的重要抓手，是智能鐵路建設的新要求。

1）運用BIM技術開展設計與審核

經過京張高鐵、京雄城際等智能鐵路的初步實踐，以及川藏鐵路的深度應用，BIM技術在鐵路建設領域的作用日益凸顯，是貫通精細設計、電子交付、智能建造、智能運維全鏈條的重要技術手段，是數字鐵路全生命周期管理的重要基礎。信號施工圖設計與審核應積極運用BIM技術，融入BIM協同設計平臺，開展多專業綜合信息模型集成，檢查優化各項設施、設備及結構體的空間關系，并為智能運維功能拓展提供數字化基礎。

2）采用“四位一體”數字化技術開展中繼站選址

地形陡峭、橋隧相連峽谷區段、隧道斜井口、既有鐵路范圍等高危復雜環境下，信號中繼站選址現場踏勘存在較大困難。可綜合利用“空天地”新型技術手段，采用空（衛星影像）、天（無人機航拍）、地（三維數字地圖）、人（現場查看）“四位一體”的選址及核對方法，應用“空天地”及虛擬-現實踏勘模式，會同建設、運營、地方政府及站前專業等各方綜合研判，合理確定信號中繼站位置，有效躲避泥石流、滑坡、行滯洪區、巖溶、危巖落石等安全隱患區域。

3 結束語

鐵路信號施工圖設計與審核應嚴格執行法律法規、規程規范、技術標準，堅守合規紅線，嚴守安全底線。注重經驗總結和問題導向，積極轉變設計理念，綜合問題協同設計，復雜問題前置研究。要運用“跳出專業看系統，跳出設計看施工，跳出建設看運營”的思維，從鐵路項目全生命周期管理的角度推進信號施工圖設計與審核工作，增強系統性設計能力，提升服務施工建造和運營維護的水平，創新設計與審核技術手段，為高質量鐵路建設、運營奠定堅實基礎。