城市軌道交通設備系統接口規劃與管理

楊偉帥

(中國鐵路設計集團有限公司，300142，天津∥高級工程師)

城市軌道交通工程項目規模大、投資高、周期長、技術復雜，其設備系統接口涉及專業眾多，瑣碎繁雜。設備系統接口管理對工程質量及運營效果影響大，是項目建設過程中出現問題較多的環節，往往需要花費較大的精力。規劃管理好設備系統的接口，可最大程度地保證設備系統功能達到設計目標，確保工程質量和進度，避免設備不兼容、功能縮水、安裝返工、材料浪費等不利影響[1]。

1 設備系統接口概述

1.1 設備系統及主要設備

城市軌道交通設備系統多且復雜，涉及19個系統，約41個子系統(隨設備系統的劃分不同會有所增減)。設備系統所包括的設備種類也非常繁多，據統計，大小設備達400多種，不同線路的設備系統方案會有所增減。

1.2 設備系統接口特點

城市軌道交通設備系統接口眾多，所實現的功能各有不同，并且存在一些突出的特點：

1)對稱性。即每個接口在2個系統或設備的接口關系中都會存在，且接口內容相同，目的一致。

2)客觀性。設備系統接口是不同系統、設備相互聯系的界面，是客觀存在的，不會因系統劃分或合同劃分的不同而消失。這就決定了在設計階段必須做好接口定義，做到不重不漏，接口準確。

3)全過程。設備系統接口的管理工作存在于設計、招標、聯絡、安裝、調試乃至試運行等城市軌道交通建設各個階段，貫穿建設全過程。雖然接口工作的重點在不同階段有所不同，但對接口的管理都是各階段的關鍵內容。

4)變化性。由于設計疏漏、關聯設備招標要求中對接口描述不同、廠家能力等原因，造成實際設備間接口無法按原設計完成，這就需要根據既定事實對接口進行調整，以使可能造成的損失最小。

2 設備系統接口規劃

2.1 設備系統接口規劃的定義

在通信及計算機領域，接口主要指為實現互聯互通而定義的標準規范。本文所提接口包含一部分通信互聯互通方面的內容，同時包含不同專業及設備之間相互協調、相互銜接的設計施工界面標準。城市軌道交通設備系統接口規劃，意指在城市軌道交通建設周期內，對設備系統接口進行總體設計，對具體接口進行詳細定義，使接口工作在統一的框架下開展，確保各系統功能完全實現，工程質量達到最優，使由接口問題引起的工程變更最少。

2.2 設備系統接口規劃的意義

城市軌道交通設備系統接口繁多，涉及專業多、參建單位也多；而且，在不同階段，對接口規劃的關注點不同，接口規劃的詳細程度也不同。因此，需做好接口規劃，制定適用于各個階段的接口文件，對接口界面及接口內容進行定義，明確各方職責，制定管理手冊。

科學合理的設備系統接口規劃，對各系統功能的實現至關重要。此外，做好設備系統接口規劃還有以下意義：

1)提高工作效率。做好接口規劃，明確初步設計及設備招標等不同階段的接口內容，掌握好適用于各個階段的接口文件的深度，既可以減輕管理者的工作量，也可以使各系統在明晰的外部條件下開展工作，減少接口的溝通工作量，提高各參與方的工作效率。

2)減少返工，節省投資。在城市軌道交通建設過程中，由于接口處理不合理造成的工程返工、投資浪費屢見不鮮[2]。若能做好接口規劃，各方嚴格執行規劃方案，則可大大減少類似案例。

3)保證工程進度。科學及時的設備系統接口規劃，可使各專業、各參建方有清晰的邊界條件，進行合理的工程籌劃，在既定的框架內、明確的目標下開展工作，從而保證各系統的工程進度。

4)確保供貨范圍合理，不重不漏。對于大量的輔助材料的供貨，如果接口規劃不合理、不清楚，很容易造成材料采購的重復或者疏漏。例如，某些設備本體，以及其控制柜間的供電電纜、控制電纜，可能為多方供貨，如果供貨方未做好約定，則很容易出現重復供貨或無供貨情況。

2.3 設備系統接口規劃的內容

1)初步設計階段。此階段接口工作的主要內容是明確各專業及各系統的設計范圍與功能，對于接口的描述比較粗放，能表達清楚各系統間的界面、相互輸入輸出條件即可；通過專業接口矩陣表、接口界面概覽表及接口關系表等對接口進行描述；形成初步設計技術接口細則及接口關系表，對接口位置、內容與要求及互提資料內容進行說明，以明確各接口內容。

2)設備招標階段。招標階段需要針對各系統及設備編寫技術規格書，對招標設備做出規定。技術規格書中的接口部分是重中之重，直接影響所招設備間能否相互連接、相互匹配。為使不同設備技術規格書中的接口內容一致，在本階段前期需要完成設備間的接口規劃。相較初步設計階段，設備招標階段的接口規劃內容要詳細，是城市軌道交通建設周期內最為重要的一次接口描述，關乎招標合同的合理性、合同執行的權威性。用于指導招標的接口內容要對接口界面、物理接口、接口功能、通信協議及測試要求進行詳細描述，并形成設備招標技術接口。各設備技術規格書中有關接口的內容均須遵照執行。

3)設計聯絡階段。設備招標完成、確定中標廠商后，需要對中標設備進行設計聯絡，以進一步確定招標時不能確定的設備要求和參數。接口談判是該階段的一項重要內容。此項工作主要針對監控類的接口，以廠商技術人員為主導，對設備的輸入輸出量、通信接口形式等進行詳細約定，由設計人員對談判過程和結果把關，其間運營人員可提出適當的運營需求，最終形成各設備及系統間的接口文件。此環節為大范圍、總體性確定接口的最終一環，之后的工作僅僅是個別問題接口的調整。因此，該階段各方要對接口文件嚴格、認真審查。

4)施工圖階段。經過以上3個階段，施工圖階段的設備系統接口關系已經非常明確，并已形成正式文件，但仍然存在需要約定的接口。前3個階段約定的為設備系統間物理、信息接口界面，其工作重點由設備廠商負責；到施工圖階段時，在施工安裝責任界面約定仍然存在模糊之處。施工圖為施工依據，故各專業的施工圖設計圖紙要明確本專業施工方的施工范圍，以及與接口方的施工界面。為使專業圖紙中有關接口部分的描述統一一致，不重不漏，需在各專業開展施工圖設計前對設備系統施工接口進行統籌約定，形成施工圖技術接口細則。

5)設計變更階段。此階段主要是個別系統或局部范圍的變更，對變更范圍內涉及到的接口進行約定即可。設計變更多為一事一議，即1個變更行程對應1個接口文件，或采用接口專題紀要形式。

2.4 設備系統接口規劃的關鍵點

2.4.1 理清供貨與安裝界面

對于不同的項目，甲供設備材料和乙供設備材料的劃分不同，故同一設備供貨和安裝界面也不盡相同，需針對實際情況進行相應的約定。對于同一設備，業主對供貨商是否提供安裝服務的要求不同，故其供貨方與安裝施工方的服務界面不同，相應的，不同專業施工方的界面也不同。合理的接口劃分可以充分利用供貨廠商的專業性，提高工程施工質量。

以潛水泵的供貨和安裝為例：如果要求廠商負責安裝，則潛水泵與動力照明專業的安裝界面在潛水泵控制柜的進線端；如果不要求廠商負責安裝，則控制柜至潛水泵的電纜需明確安裝方，潛水泵的施工方和動力照明的施工方就需要約定接口。

2.4.2 協調運用技術規格書和圖紙的接口約定

技術規格書和圖紙對接口約定的側重點有所不同，互為補充。因此，要統籌、協調運用技術規格書接口文件和圖紙接口說明。對此，總體設計單位一定要發揮好總體作用，統領全局，以甲供設備材料與乙供設備材料的劃分、設備是否含安裝及施工標段的劃分等為依據，做好接口規劃，使技術規格書和圖紙中接口約定全面充分、協調一致。

2.4.3 注意設計變更引起的接口調整

設計變更多為單專業發起，其關注點也大多集中于某一專業內容，容易導致對接口約定的忽視。因此，設計變更時還要關注變更的專業內容對相關專業造成的影響，及時完成互提資料。例如，當車載空調數量及其在車頂的安裝位置發生變更時，軌頂風道的排熱風口需做出相應調整，以使列車進站后與空調位置對應。

2.4.4 重視運營方意見

運營方一般以參加設計聯絡會或接口談判會的方式參與工程建設，并根據運營經驗和運營需要提出自身的需求。設計方和建設方應重視并充分研究運營方的意見，對于科學合理、能提高運營效率的意見，要采納并落實到接口規劃相關文件中，以避免通車運營后再整改。

3 設備系統接口管理

3.1 設備系統接口管理的各方權責

設備系統接口管理是一項嚴謹復雜的工作。建設方、總體設計單位、工點設計單位、施工單位、廠商、運營方、咨詢方、監理方等各方權責不同，只有各司其職，嚴謹負責，才能確保系統接口規劃的正確執行。各方權責詳見表1。

表1 設備系統接口管理的各方權責

3.2 設備系統接口管理難點

由于城市軌道交通設備系統具有專業多、設備多、參與方多、施工程序復雜等固有特點，故接口管理過程中存在諸多特有的難點，其中主要有以下3點：

1)正確無誤地制定系統接口的各類文件難。需要在各個階段耗費較大的精力和人力，才能盡可能地確保不同階段、不同形式的接口規范協調一致。

2)正確無誤地執行系統接口規范難。具體執行的人員素質及能力存在差異，且對自身工作的關注點不同，常導致接口規范執行出現偏差，效果不好，造成規劃和執行脫節。

3)對于接口的實現率、實現質量等具體指標統計難。有些接口的功能即使不能實現或錯誤地實現，也不會影響整體的設備功能。這種無法正確實現功能的接口在調試驗收時很可能未被發現，也難以及時統計出來。這樣便不能有效地掌握設計階段制定的各類接口的實現程度。

3.3 設備系統接口管理主要手段

針對設備系統接口管理過程中的難點，本文提出以下幾條管理手段：

1)加強接口文件的審查及會簽制度。總體設計單位在編制各類接口文件時，應強化專業間的互查及會簽，強化總體審查、外部審查，通過相互檢查關聯專業的接口文件及總體審查接口文件，盡可能地保證各接口的合理可行，保證接口的一致性。各方參與接口管理的時機與流程見圖1。

圖1 各方參與接口管理的時機與流程圖

2)加強施工過程的接口巡檢。監理單位應充分學習理解各接口規定，在施工巡檢過程中重點檢查接口的執行情況(包括物理接口和網絡接口)，做到事前提醒，發現問題督促整改。

3)加強各方人員隊伍建設。無論接口的制定與執行，都是通過人來實現的。因此，只有技術水平高、責任心強[2]、實踐經驗豐富的人員隊伍和對人員的有效組織，才是接口管理的根本。

4)制定有力的考核制度。通過合理適當的獎懲制度，激發接口參與人員的責任心和上進心，在工作中投入較大的精力，激發參建單位的積極性。

5)采用信息管理系統。信息管理系統原則可采用自查和消項制：首先將各類接口錄入系統，然后自查是否存在矛盾之處；在執行過程中，實現一處則消項一處。這樣既可掌握接口實現率，也可掌握實現效果。

4 結語

城市軌道交通設備系統接口對于設備系統的功能、質量、工期及投資影響巨大，要充分發揮總體設計單位的作用，做好接口規劃頂層工作，抓好關鍵環節，充分利用各種管理手段對接口的編制和執行進行管理，確保接口在預期的目標下實施，才能確保整個設備系統的功能實現，確保城市軌道交通工程建設質量，減少工程浪費。