CTCS—3系统下高铁通信信号系统集成项目管理的研究
【摘要】随着经济的发展，科学技术水平的提高，现我国城市化进程不断加快，城市基础交通设施也不断更新，尤其是高速铁路的建设，不仅使我国城市面貌焕然一新，而且也使我国城市化进程进一步加大。经过多年研究，现我国高铁行业已广泛使用CTCS-3系统，其虽然使我国高铁事业不断向前发展，但是对于其系统集成项目的管理却成为了利用CTCS-3系统的一个难点及重点。文章首先简单介绍了CTCS-3系统的基本概念，阐述了其组成部分，接着以武广高铁为例，分析了系统集成项目的工作特点以及现场工作的困难之处，然后提出了集成项目管理的重要性及其职责，最后针对其职责讨论了加强系统集成项目管理的相关措施。
【关键词】CTCS-3 系统集成 项目管理
引言
CTCS-3级列车运行控制系统是近些年来我国高铁行业使用较为频繁的控制列车运行安全性的一个新型系统，其同时也是一个具有强复杂性、高困难度的列控系统[1]。尤其是针对里程较长、速度较快的高速铁路而言，若要使用CTCS-3系统实现其通信信号的系统集成工作，其将面临着更大的挑战，而其项目在建设及实施时的管理则更为困难。文章主要以武广高速铁路为例，集中研究了在CTCS-3系统的前提下如何提高高铁通信信号系统集成项目的管理效率。
一、CTCS-3系统的基本概念
CTCS-3系统其全称为CTCS-3级列车运行控制系统，其是基于ETCS规范，根据我国具体国情而形成的用于对高铁列车运行进行控制的系统，此系统的主要目的是为了保证铁路运输的安全性[2]。
CTCS-3系统主要由地面子系统和车载子系统共同构成。其中地面子系统又包括应答器、轨道电路、无线通信网络、列车控制中心或是无线闭塞中心[3]。应答器是指一种无线传输设备，其主要作用是将相关报文信息发送给车载子系统，其不但可将固定信息进行传送，而且还可通过与轨旁单元进行连接以实现可变信息的传送。轨道电路所起的作用有两个，一个是轨道占用检查，另一个是将相关地车信息沿轨道进行连续性传送，因此轨道电路通常要使用UM系统的轨道电路或是数学轨道电路。无线通信网络属车地通信系统，其虽不是CTCS-3系统的设备，但其却是CTCS-3系统当中不可或缺的一部分，其所起的主要作用是将信息在车载子系统以及列车控制中心之间进行双向传输。列车控制中心是在安全计算机的基础上而建立的一个控制系统，其所起的作用主要是保证在列车控制中心的管理范围内列车运行的安全性，而实现此功能则主要是通过接收地面子系统或是源于外部地面系统的相关信息，如轨道占用信息或是联锁状态等信息，从而产生一道道的列车行车许可命令，列车控制中心在接收这个命令之后就会作出反应，将所接收到的信息利用车地信息传系统将其发送给车载子系统，通过车载子系统的作用来控制列车的安全运行。车载子系统则主要包括CTCS车载设备以及无线系统车载模块[4]。其中CTCS车载设备是在安全计算机的基础上而建立的控制系统，其所起的作用主要是对列车的运行进行控制，而其控制功能则主要是利用与地面子系统进行信息交换来实现的。另外无线系统车载模块所起的作用则主要是将信息在车载子系统与列车控制中心之间进行双向交换。
二、系统集成项目的工作特点
就武广高速铁路的现状而言，其系统集成项目工作主要存在以下特点：
第一，系统规模较大。据调查，武广高速铁路的运营里程总长1068km，整条线路上所拥有的通信信号设备主要有：车站18个，信号中继站和线路所的总量达53个。系统集成项目工作涉及了多个部门，其中CTCS-3四电集成项目部所涉及的通信信号部门及单位就有30多家，据统计，这30多家部门及单位参与系统集成项目工作的人员超过1000人[5]。
第二，涉及多个子系统。在整个系统集成项目工作当中所涉及的子系统主要有无线闭塞中心、临时限速服务器、列控中心（其包括LEU/ZPW-2000/应答器等设备）、计算机联、调度集中、微机监测和车载ATP设备等等多个子系统。而地面的多个子系统则是利用安全通信网及专用数据网等一系列通信设备接口，然后再通过无线闭塞中心利用GSM-R以及车载ATP设备来将信息进行相互交换，最终实现控制列车安全运行的目的[6]。
第三，子系统之间具有很高的关联度。在整个系统集成项目当中，各个子系统之间都存在着高度的关联性，尤其是各通信系统之间，包括有线通信系统以及无线通信系统之间的联系，其也是构成CTCS-3信号系统的基础组成部分。
第四，项目所涉及的人员种类较多。在系统集成项目的管理工作当中，不但要涉及铁道部的相关部门，而且还包括研发CTCS-3系统的国内外各大厂商、国外技术的引进方、系统的测试方以及对系统进行安全评估的相关部门等，其主要是参与系统的科研；另外还有业主单位、施工指挥部门、线路弓网电力站房的各个项目施工部以及通信信号施工单位等等，其主要负责工程方面；除此之外还有武汉铁路局以及广州铁路集团公司两家企业及其下属的车务、机务、工务、电务、供电、通信、客运以及公安等单位，其主要负责运输组织。总体来说，在整个系统集成项目工作当中，其所涉及的部门较多，人员种类复杂。
第五，项目所需要的时间及空间范围较大。通过分析CTCS-3系统可知，此系统集成项目所需技术要求较高，其需要将地面子系统与车载子系统进行集成从而形成一个整体，并且要把信号和通信进行深度结合，另外其相关的试验工作不仅需要运输组织的帮助，而且还需要与其他相关电力、通信等专业紧密相连。通过科研与工程之间的相互合作与促进，武广铁路自其试验阶段到最终的正式载客运营阶段总共耗费了整整一年的时间，才使得整条线路的设备能够有机地连为一体。
三、现场工作的困难之处
因CTCS-3列车运行控制系统集成不仅不需要引进先进技术，而且对于现场工程的要求也很好，因此其在进行实施时必然也会存在很多矛盾及困难。据分析，在进行现场工作时，其困难之处主要体现以下几方面：
第一，研发进度不同于工程进度要求。在引进新技术时，对于新技术的消化及吸收受到很多因素的影响，而且在整个过程当中存在着很多不确定因素，另外对其现有的设备进行接口的改造所需的时间也不确定。若要等明确技术方案之后再开始工程的实施工作，那么其必然会对整个工程的进度造成严重的影响；但若依照工程的进度来完成现场的部署，其又可能会由于需求未确定而使得系统只能以裸机的形式出厂，或者可能会出现在现场将设备的作业进行变更等现象，这不仅会增加工作量，而且还会使得施工的质量更加难以控制。
第二，信号工程与其他工程相互影响并制约。通信信号工程是一种站后工程，其在很大程度上取决于站前工程的进度。而通信信号线路的铺设又取决于桥隧线路工程的进度，同时设备进楼工作受站房建设的影响，另外CTCS-3设备的调试及运行又会受到电力工程进度的直接影响。除此之外，工程进度节点为节约施工时间及成本，其要求各施工专业能将资源进行最大限度的利用，并实施平行作业、交叉施工，而这在很大程度上又会影响信号系统运行的稳定性。
第三，现场施工和系统联调联试存在矛盾。CTCS-3系统和其他子系统的试验及联调联试要求必须使用动车组来实施，然而动车组又具有较快的运行速度，导致运输的安全性没有保障。因此为了保证运输的安全性，就必须将试验的线路区段在时间及空间上进行隔离。同时由于工程进度的原因，施工及试验又必须交叉进行。但两者之间又存在很强的互斥性，若有一方未依照计划完成其工作，那么另一方的有效时间则会受到较大影响，最终使得整个集成项目的工作进度变慢，增加实施成本。
第四，在进行联调联试的过程当中，信号系统与其他系统之间存在资源冲突。武广高速铁路在正式开通之前必须经过联调联试，而通信信号系统只是进行各系统联调联试中的一小部分，其他还有线路、车辆、弓网等各系统的联调联试，这些项目有些是可以同时进行，但是也不乏有些项目之间存在资源冲突。比如对于车辆或是线路的联调联试，其有固定的技术指标及速度，其要求动车组进行长距离连续性的高速运行才能进行，然而为了保证信号系统运行的安全性，动车组又无法实现长距离连续性的调整运行。因此在进行联调联试时必须充分考虑不同系统之间的资源，进行协调以避免出现冲突。
四、系统集成项目管理的重要性及其职责
在建设及试验整个武广高铁项目的CTCS-3系统的过程当中，最为重要的便是现场指挥部所发挥的指挥作用。现场指挥部主要由运输组织单位、施工组织企业以及联调联试牵头企业三家单位以联合办公的形式来共同完成现场指挥的工作。其中联调联试牵头单位主要负责有关于科学试验及联调联试等方面工作，并依照所测试的内容来完成试验大纲的制定；而武广公司则主要负责对施工单位及集成商进行领导，以完成施工组织的工作；运输组织单位则由铁路局来担任，其可根据工程需求对相关人员进行安排，接着由指挥部来将运输、施工及试验等工作进行协调处理，利用每日运输计划来使资源的调配得以完成。武广高速铁路当中的CTCS-3系统的研制以及四电系统集成的主要由通号公司担心，其一边合理安排CTCS-3的测试内容，以完成科研项目和信号系统的联调联试工作，一边又对各个子系统的现场实施进行负责，以满足工程进度的需求。
CTCS-3系统对于整个武广高速铁路项目来说非常重要，同时其也是一项非常复杂的工程项目。而又由于CTCS-3系统集成项目同时具有科研性及工程性双重性质，因此对其进行管理的相关人员也必须以多重身份来参与。首先，其是科研项目的参与者，因此其必须对有关科研项目的系统及总体架构进行了解，以熟悉各子系统的工作原理与不同子系统之间的关系；其次，相关管理人员还与现场集成项目部联系，针对负责四电工程的实施单位，要及时掌握相关的工程进度及其具体情况；再次，还要作为一个协调者，以集成商的身份与其他相关关系人及时进行沟通，并将集成商的相关需求传达给试验负责单位以及运输组织部门，另外还要将三方的信息进行汇总，并根据信息的相关需求及工程进度等将有关信息传递和汇报给相关负责人。
项目的管理人员是联系各实施部门的纽带，其必须紧密联系现场项目部以及科研攻关实施组，并依靠其部门职能以完成各项工作。总体来说，系统集成项目管理主要需完成以下几方面工作：
第一，对集成商的内部资源进行管理。从某些角度来看，系统集成项目管理部门就是系统的研制部门、设备的供货单位，因此其必须要与现场施工单位进行沟通，以了解各情况的第一手资料，同时给予现场施工单位以必需的技术支持，以将相关信息提供给技术部门保证实施决策的科学性。比如说可参加技术会议，对现场所需的配合或支持条件进行系统的计划，同时与现场施工单位进行沟通以完成相关配合工作等等。
第二，对外部资源进行管理。对外部资源进行管理主要是指相关管理人员首先要将本方的资源需求对相关单位进行提交并说明，以免因资源需求而出现冲突，争取实现最大化利益；其次，与各项目关系人相互沟通、交流，以了解其对于系统的需求及要求，并给予其必要的帮助，安排相应工作以实现双方的共同目标；再次，要将各方资源信息提供给相关单位，以使其制定的现场实施计划能更符合实际情况，保证计划方案的科学性及合理性。
第三，及时了解现场施工情况，针对施工变化及时找出应对措施并解决。指挥部可将信息进行汇总并有着运输指挥中心的地位。因此在进行系统集成项目的管理时可利用此点以及时了解现场施工情况，并将相关情况及时反映给相关部门，另外还要协调指挥部以将工作内容进行及时调整，最终达到将各部门的工作效率提高的目标。比如说若有对施工计划产生影响的紧急情况出现时，相关管理人员不仅要及时通知相关部门进行及时处理，而且还要系统安排其他人员进行其他工作，以免因一个部门的问题而影响整个工程项目的施工进度。
第四，参与项目的试验指挥。系统集成项目管理需要利用指挥部所拥有的软件资源及硬件资源，以对相关运输单位进行协调并帮助其完成实验内容，同时通过对现场人员进行调度指挥以完成试验测试项目的所有内容。此外，还要根据工程实施的具体情况以临时变更实施计划，做到最大限度地利用所有线路资源。
五、加强系统集成项目管理的相关措施
针对系统集成项目管理的相关职业，考虑到项目管理的重要性，为加强系统集成项目的管理，可从以下几方面着手：
第一，尽早参与项目的前期工作，以了解项目的后期工作能否顺利进行。
第二，加强与集成商内部各部门之间的沟通，以对施工项目进行全面掌握。
第三，多与集成商外部相关人员沟通。通过与集成商外部相关人员沟通，项目管理人员不但可了解各方资讯，使手头资料更丰富，而且还可通过大量的说明工作以介绍自身相关集成设备的优势，并说明己方的有关需求，通过沟通可加强双方的相互理解，从而能够更好地完成整个项目的建设。
第四，多使用积极的步骤并及时进行沟通。在实际的工作当中，因工程进度与资源之间难免会出现矛盾与冲突，为保证项目施工的顺利进行，必须多使用积极的步骤以使工作能够进一步开展。另外要特别注意与各关系单位进行沟通，以寻求解决问题的最好方法。若关系单位很难相互妥协则应将此情况及时汇报给上级，以寻求高层项目管理人员的帮助实现沟通与协调。
第五，在项目实施的过程当中，相关项目管理人员要更多关心做的目的，而不是做的方法，利用目标管理法，尽量少干预各职能部门的本职工作。但是若是信号系统集成的工作者，则不仅要关心做的目的，而且还要注重做的方法，以促进工作目标的快速、稳定实现。
第六，尽量在项目前期就明确项目的协调管理人员及其职责，以免在对项目进行协调时出现无序的现象。在项目前期若能及时指定项目的协调管理人员，那么相关管理人员就能及时做好资源协调及归口部门的对接工作，这样就不至于在关键时刻了出现找不到负责人或是不知从何下手解决问题的情况。
六、结语
现武广高速铁路自其正式投入运营至今已有多年的历史而从未出现过安全事故，通过上述分析可以看出，其主要原因便是有着系统的集成项目管理，由于管理人员的大量使用，不管是集成商内部系统项目部门还是科研攻关组，其都在原有的垂直管理层次的基础上形成了拥有专职管理人员的侧身或是水平管理层次的结构，从而在各关系方及关系人之间架起了一座沟通的桥梁，这不但保证了各项目之间的目标平衡性，而且还使得各职能部门之间的联系更加紧密，使整个工程的建设处于一种平衡的状态，因此而保证了整个系统的稳定、安全运行。
参考文献
[1]李纪军.谈武广高速铁路C3系统集成项目的协调管理[J].铁路通信信号工程技术.2010（03）.
[2]张曙光.CTC-3级列控系统总体技术方案[J].中国铁道出版社会.2010（05）.
[3]于长洪，崔新民，王现军.沪杭高速铁路C3列控室内仿真系统研究[J].铁道标准设计.2011（06）.
[4]刘淼，曾祥兵.温福线无线通信系统集成的问题思考[J].铁路通信信号工程技术.2010（01）.
[5]陈磊.适应CTC-3系统集成的安全保障体系研究[J].铁路通信信号工程技术.2011（02）.
[6]李剑.客运专线系统集成接口体系管理的探讨[J].高速铁路技术.2011（02）.
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