铁路四电集成建设策略及其标准化探讨

摘要：目前，铁路建设工程有了突破性进展，特别是电气化铁路的“四电”系统工程建设呈现出一个前所未有的科技创新局面。文章提出“四电”系统集成的创新、系统和协同等策略，以及在“四电”系统集成中如何实现和发挥标准化工作的相关建议。

关键词：铁路；四电集成；建设策略；标准化探讨

中图分类号：X731文献标识码： A

铁路建设集成技术的特点在于集成设备、集成管理、集成施工、集成创新。把握好这几个方面有助于理解和掌握高速铁路的建设体系。通信、信号、电力和牵引供电原本各自独立的关键环节，只有组织达到全面完整、协调匹配和先进科学的状态，“四电”系统工程集成建设的各项预定目标才能圆满完成。所以为确保实现“四电”系统工程集成建设速度、能力和功能等品质目标值，“四电”系统工程集成建设的创新水平需不断提升和完善。

一、“四电”系统集成的内涵

“四电”系统集成的内涵有以下几点：①物理层面上的集成。它是根据“四电”系统的实际运用需求，选择合适的通信、信号、电力和牵引供电技术设备以及支持软件和控制网络，按照总体设计把不同厂商、不同类型、不同应用的技术设备，将其有机地组合在一起，它是大多数铁路工程建设企业所能胜任的工作，是属于一个系统硬件与系统软件集成的范畴，是系统集成中最容易做的事情，是整个“四电”系统集成的物质基础。②应用层面上的集成。它是“四电”系统集成的核心部分也是重点和难点。在应用层面上的系统集成有两种不同的状况：首先，有的铁路工程建设企业在应用层面上的系统集成尚处于初始阶段，仅仅是积累了一些项目级的应用。由于这些应用往往是为了支持一系列单项应用而分散开发的，因而并未考虑或很少考虑彼此之间的联系，都有其各自的系统结构，这就形成了各自独立运行的“孤岛”。随着铁路运行信息化和自动化与智能化水平的提高以及外部环境的改变，必然要求把这些“孤岛”集成互联，这是“四电”系统集成的真正意义。因为这些“孤岛”的系统结构各自为政，想直接互联就必须增加一系列的转换程序或接口。首先是数量庞大的程序或接口必然使系统的复杂度增大，其次是这些处于“层面”上的接口一旦故障就会被放大到“系统”上，导致系统的可靠性下降。所以此“四电”系统集成是一条慢、差、费的“弯路”或 “死路”。另外，有的铁路工程建设企业在应用层面上的系统集成十分重视应用的基础建设，这个基础就是建立完善的业务品质管理体系和标准化体系，并认真做好系统模型和总体规划。企业的业务规范只有严格地加以实施，才能使企业的“四电”系统集成作业水平向健康有效地方向发展。对“四电”系统集成工程而言，其物理集成只是物质基础，应用集成才是铁路工程建设企业的最终工作目标。

二、“四电”系统集成的实施措施

1、“四电”系统集成的创新策略

系统集成创新策略即实现生产要素和生产条件的一种新组合，是建立一种新的生产函数。这种新组合应包括引入新技术、引进新产品、开辟新市场、控制原料新的供应来源和实现工程的新组织等。所要把握的核心问题是高效地解决日益丰富复杂的技术资源与实际应用之间的链接，而并不是单纯的技术。系统集成创新是一整套的思想和方法，而不是针对某个产品，它是正确地实施“四电”集成的前提和保证。所以无论是工程企业、还是资源供应商与制造商，都应研究创新理论，认真学习直至掌握并有所创新。

2、“四电”系统集成的系统策略

“四电”集成是一个复杂事物，其功能远大于组成因果链中各环节的简单总和，它从头到尾都处于积极的“运动”状态，向环境充分开放并保持其动态稳定，以获得最佳的信息和能量及物质的交换。所以说实施“四电”集成的系统策略要求把事物当作一个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。系统策略就是要强调局部与局部、整体与局部、系统本身与外部环境之间相互影响、互为依存和制约的关系，把握住动态性、目的性和有序性3个基本要素，建立一个具有一定结构形式、含有某种特殊功能的有机整体。实施“四电”系统集成的系统策略，可以说是一项具有逻辑和数学性质的新兴应用技术。

3、“四电”系统集成的协同策略

“四电”系统集成实际上是由通信、信号、电力和牵引供电系统组织起来的一个统一体，其中通信、信号、电力和牵引供电系统可以称之为小系统，而这个统一体就是个大系统。各个小系统既相互制约又相互作用，不仅要达到一种平衡结构，而且要由原来的旧结构转变为新结构，这就是实施“四电”系统集成协同策略的目的。协同策略是一种基于协同论基础上的技术策略。研究上述“四电”系统之间的平衡规律就是协同策略的关键。协同学理论也是处理复杂系统的一种策略，协同策略的研究和实施可以建立一系列用于处理复杂“四电”系统集成的概念和方法，其十分符合“四电”系统集成的实际状况。协同策略通过大量的工程类比和严谨的现场分析，找出其各个小系统及其与大系统之间从无序到有序的进程动态演变，通过组成系统的各个单元之间相互合理科学地协调，达到既统一又和谐的最佳结果。其对于实施“四电”系统集成具有重要意义。

三、“四电”系统集成标准化

1、制定标准及其标准化实施方案

在制定标准及其标准化实施方案中，各工程单位要以“四电”系统集成项目为依托，按照其总体目标和要求对其进行统一规划，并按照人员配备、现场管理和过程控制等要求，编制各自适用的标准及其标准化实施方案，在实施中不断补充完善优化，并结合本单位项目和本标段实际将标准及其标准化实施方案与“四电”系统集成总体、施工组织有机衔接。

2、发挥“四电”系统集成建设牵头单位的作用

实施标准化管理的龙头就是“四电”系统集成建设牵头单位，要切实发挥统筹功能和带头作用。牵头单位应组建项目管理机构并配齐管理人员，构建结构清晰、内容稳定、职责分明、体现“六位一体”管理要求的各种标准体系和规范，以规范接口部门之间管理完善工作流程，运用标准及其标准化管理手段，加强对现场设计配合、工地施工及作业标准化的指导和监督，在PDCA闭环管理的基础上，依托标准化实施“四电”系统集成建设的过程控制来找出偏差，及时发现问题并矫正工作程序和解决问题，最终达到引导各参建单位实现标准化管理。

3、建立“四电”系统集成建设的评估体系

让“四电”在整体上相互配合相互协同并达到总体最优，关系到高速铁路整体工程建设的成败。建立“四电”系统集成建设的可靠性、可用性、可维护性、安全性（RAMS）评估体系很重要，它应包括RAMS标准及评估办法，用以识别铁路工程系统中的风险，采取控制或降低风险的措施，减少建设和运营风险，提高铁路的服务水平。可在对相关国际标准进行调研的基础上，在实施过程中编制适合我国铁路现状和发展的RAMS标准、管理办法（包括立项研究、设计、制造、安装、调试及试运行、验收、缺陷责任期、运行及维护以及退出运行的全过程RAMS管理）与评估办法（包括主要评估参数、风险分析及安全评估方法）。另外，引进RAMS评估关键技术、集约化设计概念等举措，解决“四电”系统集成建设集中设置、功能完整、资源共享、接口设计和系统优化等，形成技术评估体系。

4、确保全方位、全过程和全员参与

“四电”系统集成建设单位要达到标准化管理的预定目标，要将标准化工作渗透到“质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新”的各个方面，并将其延伸到每项工作的每个环节之中。为此，确保全过程、全方位和全员参与是实现上述目标的保证。设计单位要按时提供设计文件，提高勘察设计质量做好现场配合和变更工作。施工单位应为具有重复性的、有规律的各种施工活动制定规范的作业标准和作业程序，加强过程控制、人员设备配备和现场管理等标准化工作。监理单位要检查和监督认真巡视，推进施工现场与过程管理标准化。所有单位都要加强人员标准化培训教育，牢固树立标准化管理意识，达成规范化和标准化的作业。

结论

“四电”集成技术作为一种多学科交叉并且集设计、施工、制造和管理于一体的现代化生产方式，在我国高速铁路建设领域占有非常重要的地位。建设企业通过集成创新，不仅能够解决所面临的困难，还能够拥有自主知识产权的新设备、新工艺和新技术，为高速铁路建设提供技术支持。

参考文献

[1]张秀广.京津城际铁路信号系统集成[J].铁路通信信号工程技术,2011

[2]寇宗乾.高速铁路“四电”集成技术与管理[J].铁道建筑技术,2011