铁路局调度所建设设计关键技术研究及应用

潘长玉

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西西安 710043)

1 工程背景

新建兰州局集团公司调度中心调度所的项目选址位于铁路局大院东侧区域，北面紧贴金轮大厦，南面紧贴兰铁电视台大楼，东临和政路，西面向铁路局院内。新建调度所的建筑面积为18 212 m2，设计为地上六层，地下三层。建筑高度为32 m，南北长78.3 m，东西宽24.9 m。新建的调度所大楼位于省级文化建筑保护群内，建筑高度、地面空间受到一定程度的限制。

新建兰州局集团公司调度所设计年度内新设各类调度台129个，设计年度内管辖的既有营业线运营里程为5 070.4 km，在建及规划铁路共计里程4 913 km，规划实施后兰州局集团公司管辖的铁路总运营里程将达到9 983.4 km。

新建调度所工程内容涵盖了调度所土建工程、水暖电配套工程、各工种运调系统工程，以及对既有运营调度台的搬迁过渡工程[1]。由于新建调度中心系统肩负着全局管内所有列车、货车的运输组织及客货运业务，在不影响既有线路正常生产运营的情况下，兼顾运输安全、行车组织、既有利旧设备搬迁的建设工程难度大、工期压力大。因此，在新建调度所的工程建设过程中，对土建工程、运调系统的关键性技术进行了研究。新建调度所外观如图1所示。

图1 新建调度所外观

2 运调系统

运调系统主要工程内容包括与设计年度范围内129个调度台配套的通信、信息、信号、电力、暖通、车辆等运调系统设备工程。运调系统专业设计标准统筹考虑既有、在建、规划铁路的容量需求，调度所调度大厅和各专业机房面积兼顾既有铁路、在建铁路、“十二五”规划和中长期规划铁路线路调度指挥的需要，各条线共用的设备容量，应统筹考虑既有铁路、在建铁路、“十二五”规划和中长期规划铁路的容量需求[2-4]，对于搬迁工程中与行车关系密切、无法停运的设备，做好搬迁倒切方案。

2.1 信号系统

调度所行车调度指挥系统作为日常运输调度指挥的神经中枢，数据传输的可靠性、准确性直接影响到运输组织效率及行车安全[5]。国内首次应用于行车调度指挥系统中的光纤预端接技术，改良了光纤熔接工艺[6-7]，极大地提高了与行车调度指挥系统相关服务器数据传输的稳定性，为普速列车、动车组的安全、平稳运行提供了有利保障。光纤预端接技术的使用，开创了铁路运调机房光纤工艺变革的先河。预端接后的光纤能有效地减少衰耗，提高调度数据传输的稳定性，成为保证列车安全平稳运行的强有力的保障措施之一，为信号系统设计方案的创新，以及产品生产、施工验收等环节参数的适应性调整提供了可借鉴的宝贵经验。

调度所的六层调度大厅共设置了既有运营及在建铁路的各类调度台73个(规划预留的其余56个各工种调度台设置于五楼备用调度大厅)、工位96个，调度人员包括了列调、机调、计划调、货调、辆调、供电调等多个工种[8]。如何最大限度地为调度人员提供日常办公空间，需按工种划分调度区域，研究切实可行的设计方案。通过对各类调度台业务的分析、归类，最终确定了“5-6-5”中轴对称的调度大厅调度台布局方式，使同一调度工种集中设置、提高调度工作效率。调度大厅调度台设计方案如图2所示，调度大厅调度台现场布置实物如图3所示。

图2 调度大厅调度台设计方案

图3 调度大厅调度台现场布置实物

为满足在建、规划线路的调度生产计划需求，通过办公区域调整、设备机房整合，在五层预留了备用调度大厅，解决了后续线路引入调度所的空间、设备容量预留等技术难题[9]。新建调度楼房屋分配如图4所示。

图4 新建调度楼房屋分配示意

2.2 信息系统

针对调度大厅内值班主任台、值班副主任台、高铁计划台、客服台、高铁维修台、客调台、货调台、计划台、特调台、施工调度台等调度工作站布置分散、数量多的特点[10]，创新性地采用了瘦客户机的方式。瘦客户机(thin client)是使用专业嵌入式处理器、小型本地DOM电子盘、精简版操作系统的基于PC工业标准设计的专用商用PC。该设备的系统安装、调试、升级简易化，业务针对性强，性能稳定，故障率低，功能强大，安全性高。瘦客户机无风扇、低功耗的设计方案，有效降低了噪声污染和能源消耗[11]。瘦客户机的创新性设计，既保留了各类调度台的业务数量不变，又极大限度地减少了工作站的设置数量。方案中低碳节能、绿色环保的设计方案，符合国家发展绿色交通的方针政策，体现了行业领先的技术发展水平。

3 空调通风系统

作为新建调度所保证设备稳定运行的空调系统，以及与调度人员日常办公环境密切相关的通风系统，在调度所的建设过程中也进行了专项的创新性研究。

3.1 空调系统

在运调系统相关的信号、通信、牵引变电、信息等机房的空调设计方案中，为保证设备运行的可靠性，降低因设备不能及时散热而导致数据瘫痪、系统故障等风险，创新性使用“热通道和冷通道”的排列模式来设置机柜，将机柜采用“背靠背、面对面”摆放的方式，在两排机柜正面的正面通道中间布置冷风出口，形成一个汇集冷空气的“冷通道”区，冷空气流经设备后形成的热空气，排放到两排机柜背面中的“热通道”中，通过热通道上方布置的回风口回到空调系统。冷通道工作原理示意如图5所示。

图5 冷通道工作原理示意

3.2 通风系统

由于调度大厅层高较高，在施工设计中对空调送风口进行了优化，即：由散流器送风口改为旋流风口下送风，有效地提高了调度大厅的送风效果，改善了大厅内调度人员的工作环境，提高了调度作业的工作效率。由于调度大厅内调度台的布置较为密集，为了防止发生火灾时水消防对调度工作站的二次损伤，创新性地采用了以水为灭火剂进行物理灭火的高压细水雾灭火系统设计方案，避免了大量的消防排水对各类调度工作站的损坏和对环境的二次污染。降低噪声污染和减少能源消耗，体现了绿色环保的环境要求。旋流式送风口安装实物如图6所示。

图6 旋流式送风口安装实物

4 结构设计

新建兰州局集团公司调度所设计基坑形状为不规则L形，最大宽度为46.7 m，基坑开挖深度14.35 m；基坑周围既有条件复杂，北侧为既有金轮大厦，南侧为兰铁电视台办公楼，西侧为铁路局办公楼北楼，东侧为和政路。根据结构形式、场地地质及周围环境特征，结合专家审查意见，经计算分析主体围护结构采用“钻孔咬合灌注桩+一道混凝土内支撑+三道锚索体系”；采用1000@1500钻孔灌注桩，部分桩位间距略有调整，内支撑水平向间距约4.5～5.0 m，设置撑间格构柱，锚索水平向间距3 m。桩顶设置钢筋混凝土冠梁，内撑支撑撑在冠梁上，三道锚索均撑在混凝土围檩上。基坑外侧与金轮大厦及兰铁电视台办公楼侧均采用旋喷桩加固。

设计中创新性地采用了混凝土“内支撑+三道锚索结构体系”，在保证基坑安全性的基础上，为基坑开挖提供了充分的作业面，缩短了施工周期，并降低了施工难度，从而保证了基坑工程安全、经济、快速完成。

5 结论

铁路是国家重要的基础设施，是综合交通运输体系的骨干，是国民经济的大动脉。调度系统是铁路运输组织工作的指挥中枢，列车运行的高速度、高密度以及其运输业务的复杂性、多样性和高可靠性，对列车调度指挥设施提出了自动化、集成化、综合化、智能化等更高要求[12]，既有调度指挥设施已不能满足改革和发展的需要。兰州局集团公司管辖范围内的铁路干线地处“一带一路”、“欧亚大陆桥”、“丝绸之路经济带”、“西部大开发”等一系列国家重大发展战略的最前沿。新建兰州局集团公司调度所的建设，既满足了调度技术现代化发展的需要，提高了铁路运输生产效率与运输服务质量。同时，为保证西北地区客运专线及普速铁路运输生产的正常秩序、保证铁路运输安全、加快西部大开发等重要政策的推进具有重大的意义。

新建兰州局集团公司调度所工程的建设，实现了普速铁路与客运专线集中调度、统一指挥的需要。建设过程中采用的冷通道封闭技术、光纤预端接技术、瘦客户机方案、“内支撑+三道锚索结构体系”等一系列创新性技术措施，经实践证明安全有效，为其他项目提供了重要的技术借鉴。本次设计和研究过程中取得的成果，可作为制定类似工程建设标准的重要理论基础和实践经验。