正确定位,做好《铁路通信设计规范》修编工作

2012-02-15 08:26尹福康
铁路通信信号工程技术 2012年5期
关键词:设计规范子系统铁路

尹福康

(铁道部经济规划研究院,北京 100038)

1 规范现状和存在问题

《铁路通信设计规范》现行版本名称为《铁路运输通信设计规范》(TB 10006-2005),2001年立项开始编制,2005年发布。立项之初正值铁路通信管理体制改革,机构人员、设备资产、网络建设和运行维护整体剥离铁路,走向市场独立经营。由铁通公司经营管理的铁路通信网与铁路系统是市场关系、需求关系,铁路的规章制度、技术标准对铁通公司没有有效的约束力。在这样的背景下,当初的通信设计规范难免缺乏系统性、完整性和规范性。之所以称为“运输通信”,主要考虑是从业务的需求出发,而不是真正意义的实体建设及运行管理规范。

该规范从发布至今,在一定意义上指导了铁路通信工程设计,但许多方面的确也存在很多问题需要进行修订。首先,通信技术有了较大发展,特别是以GSM-R为代表的移动通信技术在铁路得到广泛应用,GSM-R与传统的无线列调相比具有革命性的进步,并已成为更加重要、更受重视的通信系统;其次,在这期间,铁路运输对通信的要求不断变化,例如列车运行控制对无线通信的需求,信息系统对承载网的需求,调度命令和车次号对校核信息的需求,运输管理和行车安全、铁路治安安全对综合视频监控业务的需求等,有些需求,一部分是新业务,另一部分在原基础上要求越来越高;再次,时隔大约十年之后,铁路通信资产和人员又重新回归铁路行列,通信设计规范应该完全适应铁路通信投资、建设、运行管理的需要。

在这样的情况下,铁道部决定立项修订《铁路通信设计规范》。

2 规范适用范围

铁路工程建设标准分为基础标准、通用标准和专用标准。按过去提法分别为一、二、三层次标准。基础标准主要包括术语、符号、限界等,各专业共用;通用标准是某专业(或专项)覆盖面较大的共性标准,是制定专用标准的依据;专用标准是通用标准的补充、延伸,内容较为具体。通用标准和专用标准按用途划分,包括设计、施工、验收、检验等标准。

由此可见,《铁路通信设计规范》定位在二层次通用标准,适用于新建和改建的铁路通信系统工程设计,应该涵盖通信专业的全部范围。也就是说,应包括铁路承载网、业务网、支撑网中各个子系统以及运行环境等各个方面。

由于铁路行业特点和特殊阶段,各专业主体设计规范之外还涵盖各专业的高速铁路、客运专线、重载以及Ⅲ、Ⅳ级铁路等设计规范(在编或已经发布),也同属通用标准。这些设规仅规定了特殊铁路的特殊要求,深层次的基本内容还得遵守本专业通用设规。

3 规范修编依据

本次“通信设计规范”修编应主要依据或参考下列文件。

1)国家和通信行业标准,主要包括相关设计规范和产品(设备)标准。

2)铁道行业标准,主要包括相关的铁路工程建设标准,也包括铁路行业产品(设备)标准和系统技术条件。

3)铁路行业规范性文件和技术规章,包括《铁路主要技术政策》、《铁路技术管理规程》,以及铁道部相关司局发布的维护标准、技术条件等。

4)相关的国际标准和规范性文件。

5)近年来按规定程序通过审查鉴定的、与工程设计相关的科研成果。

4 规范修编原则

4.1 贯彻国家和铁路行业有关方针政策、法律法规

本规范修编应坚持贯彻国家和铁路行业有关方针政策、法律法规,主要应体现与在编的《铁路主要技术政策》和《铁路技术管理规程》原则保持一致。

4.2 与铁路运输需要和运行维护体制相适应

通信的特点之一是与使用者的需求密切相关,例如使用地点和方式、系统功能、带宽和质量等系统性能,铁路运输的要求都很高、很具体,在规范中应给予体现。另外,还要适应本文开始提到的通信系统管理和运行体制的变化。

4.3 适应技术发展,推动技术进步

吸收近期已成熟的新技术、新工艺、新设备或新材料方面科研成果,经相关规定程序确认可以纳规的,作为相关规定的修编依据。

4.4 正确定位,与相关标准保持协调

《标准化法》、《标准化工作导则》(GBT 1.1)以及《工程建设标准编写规定》(住建部建标[2008] 182号,以下简称182号文件)等都强调了“有关标准的协调配套”。国务院“7·23事故”调查报告指出“要坚持依法行政,采取有力措施,有效防止行政不作为、行政乱作为,做到不越位、不缺位、不错位,确保政府部门法定监管职能落实、工作到位”,铁路通信工程建设标准同样要贯彻这个基本要求。

总体来看,标准是技术范畴的规范性文件,应该学习借鉴法规编制的经验。不能把标准规范当作教科书、技术资料。该规定的不能缺位,一定要明确、具体,具有可操作性;不该规定的不能越位,但可以引用,告诉使用者在什么地方、规定了什么事情。至于是怎样规定的,应该去看相关标准,也可以在条文说明中告知标准使用者相关标准规定的具体内容。不能因为强调标准的好用性,不恰当的扩大涵盖范围。

正确定位、保持协调应重点注意下列问题。

1)协调与铁路通信专用(三层次)标准之间的关系

我国通信行业标准体系与铁路不同,没有层次之分,不存在层次关系的问题。但是铁路通信在铁路行业中仅仅是一个专业,在体系上需与铁路行业一致。层次关系一直困扰铁路通信工程建设标准的编制,重复交叉的问题屡见不鲜。由于专业特点,铁路通信专用(三层次)的专用设计规范相对较多,例如数字调度和专用无线通信、数字程控电话交换、图像通信、GSM-R以及在编的传输及接入网等。处理不好的话,会造成上下层次重复交叉、甚至矛盾冲突,使执行者无所适从。为协调好关系,建议如下。

第一,“通信设计规范”的涵盖范围应全面,包括铁路在用的所有系统,例如通信线路、传输及接入网、数据通信、电话交换、数字调度通信、GSM-R数字移动通信、会议电视、综合视频监控、应急通信、综合布线、数字同步及时间分配、通信综合网络管理、电源设备等。

第二,详细规定铁路通信设计的共性内容,包括设备房屋要求、电源设备、防雷和接地、系统接口关系,还包括通信各子系统内部之间以及与信号、信息、电力等外部物理接口(接口位置、类型、协议等),与各专业的设计分工接口等。这些内容在各子系统的三层次专用设计规范中不应重复规定,只做引用(指向),专用设计规范可以规定本子系统的特殊要求。

第三,简写已经存在三层次专用设计规范的子系统,例如GSM-R、传输与线路等。在“通信设计规范”中仅规定子系统设置条件,不同条件下的优选方案(例如什么条件下选用无线列调或GSM-R),系统应提供的主要业务(或功能),系统应达到的主要性能,具体的设计方法、细节留给三层次规范。

第四,详细描写目前没有、也不在体系之内的子系统,例如应急通信、数字同步及时间分配、综合网络管理、防雷接地、设备安装和布线等,达到可操作性的程度。

2)协调与高速铁路设计规范等综合性相关建设标准之间的关系

这里所讲的综合建设标准包括两类。

一类是高速铁路、城际铁路、重载、Ⅲ/Ⅳ级铁路等不在长远标准体系内的过渡性设计规范。它们仅规定一些特殊性要求,不具备系统性、完整性。但“通信设计规范”是本专业的基础规范,适用于各种速度和等级、不同运输性质的铁路,该规范将长期存在。因此,本次修编的“通信设计规范”不应该顾虑与这类交叉重复问题,但应该注意与其协调一致。

另一类是防火、房屋、防雷接地等各专业通用性标准。这类规范是在某方面的专门规范,包括通信在内的各专业应该把自己的要求提出来,反映在这些规范中。“通信设计规范”中仅规定本系统的特殊要求,其他方面应该引用,而不是重复规定。如果发现其某些具体规定不正确,应该有相关修订规范。

3)协调与铁路通信施工和验收等标准之间的关系

理论上讲,设计规范是验收和施工的上位标准。但是由于近几年来铁路建设和标准编制的实际,施工和验收标准走在了前列,反映了近几年来技术发展和铁路需求的实际。这里所要求的与施工和验收标准协调,主要是指在涵盖范围、子系统划分及名称、技术要求方面与近期发布的高速铁路施工和验收标准协调。

4)协调与系统标准、产品(设备)标准之间的关系

根据现行《标准化法》,技术标准主要按产品、建设和环保分类。由于通信技术特点,有时系统标准、产品(设备)标准和建设标准分工界限不清楚,以往标准之间重复交叉较多。按照准确定位和协调的原则,建议在本次“通信设计规范”修编中尽力从三方面处理好关系。一是属于系统或设备的设置、数量要求以及应达到的系统功能和性能,必须明确规定,不能缺位;二是属于设备层次的技术要求,例如设备的构成、功能和性能一律不写,不能越位,必要时可以引用(指向)相关产品(设备)标准;三是不好界定的某些系统技术要求,根据需要酌情编写,但力求与现有相关的系统技术标准相协调。

5)协调与主要技术政策、技规等技术规章以及通信网规划之间的关系

《铁路主要技术政策》是铁路技术发展的纲要性文件,指导铁路有关规划、规章、规范、规程、标准等的编制和修订。《铁路技术管理规程》是铁路技术管理的基本规章。铁路其他规章和规范性文件以及各部门、各单位制定的技术管理文件等,都必须符合《铁路技术管理规程》的规定,二者同属铁路行业顶层技术规章。因此,“通信设计规范”必须认真贯彻执行。但设计规范应该相对系统更加完整和具体。铁道部及相关部门以规范性文件发布的、与铁路通信设计相关的其他技术规章,应该进行梳理总结,合理纳规。

6)借鉴国家标准、通信行业标准以及国际、国外标准

通信具有较强的开放性,除特殊要求之外,国家乃至世界都是互联互通的,因此通信标准的完整性、通用性很强,许多国家标准、通信行业标准以及国际、国外标准都可以拿来用。因此,在保证结构、内容完整性基础上,具体内容应该尽力引用现有国家标准、通信行业标准以及国际、国外标准。无论是考虑技术先进性、还是采购市场的广泛性,都不宜搞铁路特殊标准,把自己孤立起来。

4.5 提高标准编制的质量

1)认真贯彻《工程建设标准编写规定》

住建部发布的《工程建设标准编写规定》(建标[2008] 182号)对工程建设标准的构成、层次划分及编号、编排格式、引用标准、编写细则、条文说明等都做出了具体规定,编写时应认真遵守,按照编制标准,做到格式规范、结构清晰、逻辑严谨、用词简明、规定明确。具体应该注意下列问题。

a.格式规范。章节结构划分和表达形式应符合规定,使用规定的典型用语。

b.结构清晰。技术内容排列有序,章节清楚;相同情况下,各子系统(章)中的排列基本相同或相似。

c.逻辑严谨。本标准之内应协调,避免差错漏碰;一条只规定一件事情、一件事情只在一处规定,并规定明确到位;类似事项应相当集中;内容表述符合逻辑,思维严谨。

d.用词简明。执行程度用词(应、宜、可等)恰当;标准要用词严谨、避免口语化、随意化。各阶段文稿的字体、字号等均应按照建设部《工程建设标准出版印刷规定》的要求。

e.规定明确。各条款应该符合《标准化工作导则 第1部分 标准的结构和编写规则》GBT 1.1关于目的性原则、性能原则、可证实性原则要求。

2) 编好条文说明

条文说明中应对正文规定的依据、对正文的数据来源、对正文引用的标准内容进行重点说明,对强制性条文必须进行说明。不得对正文延伸规定,必须与正文保持对应性,避免“风马牛不相及”。条文说明与正文不需要面面俱到,正文中简单明了的事项可不说明。

3)准确确定强制性条文

强制性条文是直接涉及人民生命财产安全、人身健康、环境保护、能源资源节约和其他公共利益,且必须严格执行的条文;强制性条文应是完整的条,当特殊需要时可为完整的款;强制性条文必须明确具体、没有异议,具有可操作性。诸如“安装牢固”等不可评判、模棱两可的描述不能作为强制性条,实际上也不能作为标准用词。

5 主要修订内容建议

按照上述分析,建议参照修订中的《技规》和已经发布高速铁路设计、验收、施工标准的内容,合理安排《铁路通信设计规范》正文部分的章节结构,包括总则,术语和符号、基本规定、通信线路、传输及接入、数据通信、电话交换、数字调度通信、GSM-R数字移动通信、专用无线通信、会议电视、综合视频监控、应急通信、综合布线、数字同步及时间分配、通信综合网络管理,以及电源设备、综合布线、设备安装及运行环境、接口等。下面对一些重点内容提出个人看法和建议。

5.1 总则和基本规定

总则应规定标准的适用范围、设计原则、执行相关标准等共性要求。

基本规定内容应明确下列原则,并贯彻在后续的具体设计要求中。

可靠性原则。提高系统可靠性,是通信设计越来越重要的内容,无论是调度指挥对有线调度通信的可靠性需求,还是信息系统对传输、数据承载网的可靠性需求,或是列控系统对GSM-R的可靠性需求,都是越来越高。不容许中断使用,这是铁路运输对通信系统的要求。对重要子系统或设备应进行冗余设计,当系统或设备局部发生故障不影响用户使用。

可用性原则。通信系统提供的使用功能和所能达到的性能(服务质量)应满足铁路运输基本需要。具体的功能和性能都宜以相关技术标准和技术规章为依据。可用性也应包括互联互通,互联互通是通信系统的重要特点,任何一个新建工程都是通信网的一部分,必须与既有系统互联互通。

可维护性原则。任何系统或设备投入运行之后都可能需要进行修理或系统技术升级,暂时停止使用。因此通信设计如何满足可维护性需求,也是设计的重要原则。

各种技术选择原则,例如通信线路中的电缆与光缆选择原则、光通信与微波通信的选择原则、无线通信中的GSM-R与无线列调选择原则、承载网中的传输网与数据网分工原则等。

5.2 术语和符号

鉴于正在修订报批的国标《铁路工程基本术语》(GB/T 50262)包含了通信专业的基本术语,并且现在涉及术语的铁标、通信行标较多。为了避免歧义,建议本规范不编写术语内容。但保留符号(代号、缩略语)内容,主要目的是便于对照使用,且一般较少发生歧义。

5.3 通信线路和承载网

通信线路章节应规定设置原则,包括如何选择确定光缆、电缆、微波线路;光电缆线路的条数、类型、容量及敷设方式等。

承载网部分按传输系统、接入网、数据通信分别设章,规定传输和接入系统的组成、系统结构、保护方式、承载业务类型、与既有传输系统互通等。

5.4 业务网

电话交换、数字调度通信、GSM-R数字移动通信、专用无线通信、会议电视、综合视频监控、应急通信等都属于业务网范畴,各子系统宜单独设章。其中除应急通信之外,其他子系统目前都存在三层次规范,因此,按照本文前述关于“协调与铁路通信专用(三层次)标准之间的关系”原则进行编写。

5.5 电源设备及运行环境

建议对原设计规范 “10 通信电源及通信设备接地”、“11交流电气化铁路对通信电缆线路的影响及防护”、“12 通信房屋、引入配套设备”进行整合。

电源设备单独成章,具体规定交直流配电、整流、UPS电源设备以及蓄电池的设置原则和容量等。

将房屋建筑及环境要求、外部电源、防雷接地、干扰防护等保证系统和设备正常运行的技术要求集中在本章。设备机房设备安装及配线、维护要求也可以写进本章。

5.6 接口

接口设计是通信专业的特点,也是设计工作的重点工作。接口往往是双方面的事情,应该站在更高一个层次上进行规定,这样才能约束双方,具有可操作性。

1)通信内部各子系统接口设计应是本设计规范的重要任务。各子系统之间应设置哪些接口、设在什么位置、采用什么形式等应该明确规定。至于接口的物理特性(机械的、电气的)、通信协议等具体技术要求,宜引用相关技术规范。

2)通信系统与信号、信息等专业技术层次的接口设计,内容同上。

3)通信系统与电力、房建、隧道、路基等专业技术层次的接口设计,例如对房屋结构、环境要求,对电源负荷等级和供电质量要求,对光电缆槽道要求等。这些具体规定,应符合相关设计规范或标准图的规定。

4)设计分工层面的接口可参考高速铁路等相关规范进行编写,主要是在规定工程设计过程中各专业之间互相提供相关资料的规定。

6 结束语

《铁路通信设计规范》是铁路通信专业的通用规范,对于指导通信专用规范编制,规范通信工程设计,理顺设计与施工验收标准、有关产品(设备)技术标准和技术规章的关系,理顺与相关综合工程建设标准的关系都具有重要意义。因此修编好本规范是铁路通信专业的一件主要工作,编制单位应该集全路专家力量和聪明才智完成好这项工作。

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