軌道交通系統(tǒng)RAMS管理技術(shù)應(yīng)用研究

李艷 楊陽(yáng) 姚小軍 易立富 虞凱 王梓丞

摘 要：RAMS（可靠性、可用性、維修性、安全性）管理技術(shù)在國(guó)外軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為先進(jìn)軌道交通行業(yè)所采用的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)在RAMS管理技術(shù)尚處于起步階段，在國(guó)內(nèi)推廣RAMS管理技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的安全和效益目標(biāo)，促進(jìn)軌道交通領(lǐng)域快速發(fā)展。闡述了RAMS系統(tǒng)保證工作流程和組織機(jī)構(gòu)，分析了國(guó)內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)RAMS應(yīng)用情況，為國(guó)內(nèi)開(kāi)展RAMS管理工作提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通系統(tǒng);RAMS;管理技術(shù);工作流程;組織機(jī)構(gòu)

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0110-02

1 緒論

RAMS是指系統(tǒng)的可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可維修性（Maintainability）和安全性（Safety）。軌道交通系統(tǒng)RAMS管理技術(shù)是指在一定的條件下，管理者為了確定和滿足系統(tǒng)的RAMS要求，從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，運(yùn)用一定的智能手段，對(duì)鐵路系統(tǒng)進(jìn)行控制和影響的所有活動(dòng)[1]-[2]。

軌道交通系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用RAMS技術(shù)體系和專業(yè)方法來(lái)有效控制和管理系統(tǒng)RAMS及RAMS要素間的沖突，實(shí)現(xiàn)最佳的RAMS組合，從而獲得一個(gè)安全、可靠的軌道交通系統(tǒng)，確保提供高水平運(yùn)輸服務(wù)。

國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC在《鐵路設(shè)計(jì)手冊(cè)》中明確了RAMS要求，軌道交通工程開(kāi)展RAMS系統(tǒng)保證工作已逐漸成為國(guó)際慣例。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家RAMS技術(shù)已然成為先進(jìn)軌道交通行業(yè)所采用的關(guān)鍵技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)鐵路RAMS管理技術(shù)尚處于起步階段，雖然有些地鐵系統(tǒng)在維保過(guò)程中引入了RAMS管理技術(shù)，但大多集中在車輛方面。本文將對(duì)RAMS評(píng)價(jià)指標(biāo)及國(guó)際上不同指標(biāo)的取值進(jìn)行研究，分析RAMS系統(tǒng)保證工作流程、組織機(jī)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)RAMS應(yīng)用情況，以期為國(guó)內(nèi)全面引入RAMS管理技術(shù)起到一定的指導(dǎo)作用。

2 RAMS管理的目的和意義

軌道交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)范圍廣，是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，除了復(fù)雜的車輛系統(tǒng)外還有信號(hào)系統(tǒng)、接觸網(wǎng)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、牽引供變電系統(tǒng)、軌道道岔系統(tǒng)等。通過(guò)強(qiáng)化、完善軌道交通系統(tǒng)RAMS控制體系，達(dá)到對(duì)軌道交通系統(tǒng)各階段整體性管理，全面控制各級(jí)項(xiàng)目目標(biāo)和要求，強(qiáng)化隱患分析，保證最終運(yùn)營(yíng)表現(xiàn)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[3]。

軌道交通系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、制造、安裝階段的RAMS管理可以確保最終交付業(yè)主的系統(tǒng)切合需求，能以最佳的成本持續(xù)達(dá)到安全及運(yùn)營(yíng)表現(xiàn)等方面所需的標(biāo)準(zhǔn)，提高項(xiàng)目運(yùn)作的效率與效益[4]。

RAMS是軌道交通安全運(yùn)輸?shù)闹匾ＷC，RAMS管理中引入了“風(fēng)險(xiǎn)”的概念，改變了傳統(tǒng)安全管理的事后性，在危害發(fā)生之前就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行前瞻性的安全管理;采用隱患登記冊(cè)、安全案例、系統(tǒng)安全報(bào)告、安全控制與評(píng)估等一系列手段管理各階段的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

此外，在軌道交通系統(tǒng)引入RAMS管理技術(shù)有利于規(guī)范軌道交通領(lǐng)域行業(yè)管理的要求;實(shí)施RAMS管理能夠更好的與國(guó)際接軌，達(dá)到國(guó)際招標(biāo)要求，從而提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力打入國(guó)際市場(chǎng)。

3 基于EN50126的軌道交通RAMS管理

3.1 RAMS系統(tǒng)保證工作流程

軌道交通系統(tǒng)生命周期是一個(gè)階段序列，包含從初始概念階段到停用處置階段的整個(gè)生命周期的14個(gè)階段。在EN50126標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)給出了每一階段的目標(biāo)、輸入、可交付性、驗(yàn)證、驗(yàn)證以及每個(gè)階段的活動(dòng)要求。

RAMS管理各階段工作的關(guān)系呈現(xiàn)V形結(jié)構(gòu)，也稱之為“生命V周期”，以制造階段為分界點(diǎn)。左側(cè)分支包括概念、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造等階段，系統(tǒng)的RAMS特性如同產(chǎn)品的性能參數(shù)一般是設(shè)計(jì)、制造、管理出來(lái)的，在左側(cè)分支階段軌道交通系統(tǒng)RAMS特性逐漸形成，是RAMS管理的核心階段。右側(cè)分支的安裝、調(diào)試、驗(yàn)收是RAMS特性的驗(yàn)證階段，在該階段RAMS指標(biāo)和系統(tǒng)需求不一致時(shí)，需要進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)變更。

3.2 RAMS管理的組織機(jī)構(gòu)

在軌道交通系統(tǒng)RAMS管理中，一個(gè)完整強(qiáng)大的管理團(tuán)隊(duì)是十分重要的，圖1為RAMS管理基本組織架構(gòu)。項(xiàng)目管理是保障RAMS系統(tǒng)保證計(jì)劃的重要因素，涉及到項(xiàng)目的進(jìn)展，保證在設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試及運(yùn)營(yíng)階段的一致性，以及業(yè)主、承包商及分包商的一致性。系統(tǒng)保障計(jì)劃的組織機(jī)構(gòu)與項(xiàng)目管理的組織機(jī)構(gòu)相同，管理人員對(duì)RAMS系統(tǒng)保證計(jì)劃負(fù)責(zé)。

項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)為系統(tǒng)保證計(jì)劃提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)保證管理能力，通過(guò)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理、系統(tǒng)保證經(jīng)理、獨(dú)立安全評(píng)估員、獨(dú)立審計(jì)員、安全和RAM團(tuán)隊(duì)、接口管理經(jīng)理，運(yùn)維規(guī)劃經(jīng)理等機(jī)構(gòu)提升不同團(tuán)隊(duì)之間的緊密關(guān)系，保證RAMS管理計(jì)劃的順利實(shí)施。

4 國(guó)內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)RAMS應(yīng)用

國(guó)內(nèi)在RAMS管理方面起步較晚，目前成都地鐵1號(hào)線，南京地鐵1號(hào)線，上海地鐵10號(hào)線，北京地鐵4號(hào)線，深圳地鐵4號(hào)線以及國(guó)內(nèi)很多新建的地鐵和輕軌項(xiàng)目均已經(jīng)采用RAMS管理技術(shù)對(duì)軌道交通系統(tǒng)的可靠性和安全性進(jìn)行管理，見(jiàn)圖1。

亞洲的新加坡及我國(guó)香港、臺(tái)灣地區(qū)也已采用該標(biāo)準(zhǔn)。香港地鐵被譽(yù)為全球最卓越的鐵路系統(tǒng)之一;尤其在可靠程度、服務(wù)質(zhì)量及成本效益方面更見(jiàn)出色;它同時(shí)也是世界上極少數(shù)盈利的地鐵公司之一，而香港地鐵的成就離不開(kāi)RAMS管理。

東日本鐵路公司電力與信號(hào)系統(tǒng)部總經(jīng)理Masayuki Matsumoto認(rèn)為RAMS標(biāo)準(zhǔn)在未來(lái)的幾年里將極大地影響日本鐵路的未來(lái)發(fā)展。雖然日本鐵路水平的安全性和穩(wěn)定性而享譽(yù)全球。但是，日本鐵路運(yùn)營(yíng)的傳統(tǒng)方法與RAMS標(biāo)準(zhǔn)不同，東日本鐵路公司將被迫進(jìn)行修正。

以色列鐵路公司在2016年6月份對(duì)特拉維夫-耶路撒冷A1快速鐵路線路的設(shè)計(jì)、建造、測(cè)試、調(diào)試及維護(hù)無(wú)線電通信系統(tǒng)進(jìn)行招標(biāo)時(shí)，明確要求獲勝者需要使用基于EN50126的RAMS管理體系。Akko-Carmiel（AC）、Haifa-Bet Shean（HB）及Herzliya-Kfar Saba（HK）線進(jìn)行招標(biāo)時(shí)，對(duì)承包商及其分包商在施工提出了詳細(xì)的RAMS要求。

本節(jié)將南京地鐵、上海地鐵、埃及蘇阿高鐵項(xiàng)目、伊朗德伊高鐵項(xiàng)目RAMS開(kāi)展情況進(jìn)行分析。

4.1 南京地鐵

南京城市軌道交通根據(jù)其實(shí)際情況，對(duì)南京地鐵一號(hào)線、二號(hào)線、一號(hào)線南延線車輛項(xiàng)目進(jìn)行深入研究。提出了車輛RAMS管理組織機(jī)構(gòu)，涵蓋了業(yè)主到整車制造廠各職能部門。該機(jī)構(gòu)建立在三層金字塔結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，最頂層為系統(tǒng)級(jí)、其次為整車制造廠項(xiàng)目管理層項(xiàng)目總工、整車制造廠各智能部門，不同層次之間相互溝通，對(duì)RAMS指標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)和協(xié)調(diào)。

在RAMS管理過(guò)程中明確了車輛在招投標(biāo)、合同談判、第1次和第2次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、第1次和第2次審查、系統(tǒng)的制造生產(chǎn)和整車總裝、試驗(yàn)和試運(yùn)行、運(yùn)營(yíng)等不同階段的具體活動(dòng)和可交付文件。

在制定RAMS指標(biāo)時(shí)，主要根據(jù)南京地鐵一號(hào)線運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，提出了南延線4列自主集成車輛以車隊(duì)為單位RAM考核模式，并總結(jié)出可靠性指標(biāo)和可維修性指標(biāo)。通過(guò)車輛RAMS管理提高城市軌道家庭車輛項(xiàng)目運(yùn)作的效率與效益。

4.2 上海地鐵

為了使車輛系統(tǒng)的運(yùn)行安全可控，故障率下降，上海地鐵維保公司針對(duì)軌道交通車輛引入RAMS管理技術(shù)。管理組織機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)管理和實(shí)施RAMS系統(tǒng)保證工作。RAMS團(tuán)隊(duì)是一個(gè)獨(dú)立的工作組，RAMS經(jīng)理通過(guò)技術(shù)經(jīng)理直接向項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人匯報(bào)系統(tǒng)保證方面的工作。RAMS團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間通過(guò)日常聯(lián)絡(luò)、溝通保證RAMS工作的順利實(shí)施。

上海地鐵維保公司通過(guò)對(duì)車輛RAMS指標(biāo)跟蹤和評(píng)估，可以對(duì)維保的全過(guò)程進(jìn)行控制和信息記錄，進(jìn)一步掌握車輛的運(yùn)行性能情況，能夠更好的規(guī)劃車輛的維保方案，降低維保成本以及車輛故障率，提升列車運(yùn)行品質(zhì)，達(dá)到上海軌道交通系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)。

4.3 埃及蘇阿高鐵項(xiàng)目

蘇阿電氣化高速鐵路從紅海沿岸的Sokhna，經(jīng)首都大開(kāi)羅地區(qū)，到地中海沿岸的Alamein及Alexandria，新建全長(zhǎng)474km的電氣化客貨共線高速鐵路。

該項(xiàng)目的服務(wù)可用性指標(biāo)分為完全取消和部分取消，其中完全取消定義為與時(shí)間表相比缺失或未運(yùn)行;部分取消定義為一班列車的行駛里程超過(guò)預(yù)定里程的一半但沒(méi)有運(yùn)行完整個(gè)行程，或者列車完成預(yù)定行程但遲到超過(guò)60分鐘。完全取消時(shí)可用性指標(biāo)設(shè)定為99%，部分取消時(shí)可用性指標(biāo)為95%。

4.4 伊朗德伊高鐵項(xiàng)目

德黑蘭-伊斯法罕高速鐵路項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱德伊高鐵）總里程400公里，最高設(shè)計(jì)時(shí)速300公里。業(yè)主要求應(yīng)在整個(gè)項(xiàng)目壽命周期的各個(gè)階段，落實(shí)EN50126系統(tǒng)保證流程，包括設(shè)計(jì)、建設(shè)、制造、安裝、測(cè)試、調(diào)試以及缺陷通知期，以保證達(dá)到RAMS指標(biāo)，保證運(yùn)營(yíng)期間的服務(wù)安全可靠。

對(duì)于德伊高鐵項(xiàng)目整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)可用性應(yīng)不小于98%，這一目標(biāo)包括鐵路系統(tǒng)、土木工程和運(yùn)營(yíng)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于EN50126標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可靠性、可用性、維修性、安全性的常用評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，研究英國(guó)、韓國(guó)、臺(tái)灣及香港等國(guó)家地區(qū)的不同指標(biāo)的取值。不同國(guó)家地區(qū)的所采用RAMS指標(biāo)不完全相同，國(guó)內(nèi)在推廣RAMS管理技術(shù)時(shí)可在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)我國(guó)軌道交通系統(tǒng)實(shí)際情況制定RAMS相關(guān)指標(biāo)。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)RAMS管理技術(shù)應(yīng)用情況分析可以發(fā)現(xiàn)：國(guó)際上RAMS管理技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)軌道交通行業(yè)所必須采用的關(guān)鍵技術(shù);國(guó)內(nèi)城市軌道交通行業(yè)也越來(lái)越開(kāi)始關(guān)注并引入RAMS管理技術(shù)。因此，國(guó)內(nèi)應(yīng)盡快全面引入RAMS管理技術(shù)促進(jìn)軌道交通行業(yè)規(guī)范化、國(guó)際化，更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的安全和效益目標(biāo)。

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