全自動(dòng)駕駛核心設(shè)備系統(tǒng)獨(dú)立第三方安全評(píng)估方案探討

王東坤 朱登輝 張丁元

摘要：全自動(dòng)駕駛是城市軌道交通發(fā)展的方向。結(jié)合城市軌道交通A號(hào)線采用全自動(dòng)駕駛技術(shù)的工程建設(shè)，介紹和分析了軌道交通核心設(shè)備系統(tǒng)獨(dú)立第三方安全評(píng)估方案的評(píng)估依據(jù)、范圍、安全評(píng)估的實(shí)施及全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，旨在全面提升核心設(shè)備系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量，確保能夠充分滿足城市軌道交通A號(hào)線全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)安全性、可靠性等方面的要求。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)駕駛;安全評(píng)估;方案設(shè)計(jì)

一、研究背景

近年來，隨著軌道交通技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外越來越多的新建軌道交通線路采用全自動(dòng)運(yùn)行模式。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（Fully Automatic Operation，簡(jiǎn)稱FAO）是基于現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自動(dòng)化消除人為因素影響的新一代城市軌道交通運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)于進(jìn)一步提升軌道交通安全效率以及降低運(yùn)營(yíng)成本，提高軌道交通裝備自動(dòng)化、智能化水平意義重大。

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)涉及專業(yè)眾多，包括車輛、信號(hào)、通信、站臺(tái)門、綜合監(jiān)控等，而且各專業(yè)之間的接口更加復(fù)雜，聯(lián)系更加緊密。在即將發(fā)布的《城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中全系統(tǒng)獨(dú)立安全評(píng)估將作為一個(gè)必選項(xiàng)，是軌道交通精細(xì)化管理的一個(gè)提升。因此，對(duì)全自動(dòng)駕駛核心設(shè)備系統(tǒng)獨(dú)立第三方安全評(píng)估方案進(jìn)行研究十分必要。

二、工程概況

城市軌道交通A號(hào)線工程線路全長(zhǎng)約25km，設(shè)站13座，均為地下站，其中7座換乘站，分別與20號(hào)線、11號(hào)線換乘。平均站間距1915.314m，最大站間距3259.547m，最小站間距1001.077m。A號(hào)線工程總共設(shè)置兩處聯(lián)絡(luò)線。

本工程采用右側(cè)行車制，最高設(shè)計(jì)速度為120km/h，設(shè)車輛段一座。

工程采用全自動(dòng)駕駛 UTO模式運(yùn)行。信號(hào)等設(shè)備系統(tǒng)按具備全自動(dòng)駕駛運(yùn)行要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)電核心設(shè)備系統(tǒng)（含車輛、信號(hào)、通信、站臺(tái)門、綜合監(jiān)控等）進(jìn)行獨(dú)立第三方安全評(píng)估。

三、安全評(píng)估的總體方案設(shè)計(jì)

（一）安全評(píng)估的依據(jù)

獨(dú)立第三方安全評(píng)估將依據(jù)全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，開展對(duì)車輛、信號(hào)等核心設(shè)備系統(tǒng)的獨(dú)立第三方安全評(píng)估。

安全評(píng)估將結(jié)合車輛、信號(hào)等核心設(shè)備系統(tǒng)全生命周期內(nèi)的安全相關(guān)工作，評(píng)估該設(shè)備系統(tǒng)的功能和性能是否達(dá)到合同、設(shè)計(jì)文件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)定。評(píng)估安全管理（含 RAM）流程與EN 50126、EN 50129、EN 50128 等安全標(biāo)準(zhǔn)的一致性，以及在每個(gè)階段所采用的方式、方法是否能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

開展系統(tǒng)性獨(dú)立第三方安全評(píng)估，可更全面、更完整、更具體、更系統(tǒng)地覆蓋設(shè)備系統(tǒng)安全管理。由專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估，可大大提升管理質(zhì)量和效率，有效降低工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)，消除線路開通運(yùn)營(yíng)后的安全隱患。

（二）安全評(píng)估的范圍

城市軌道交通A號(hào)線核心設(shè)備系統(tǒng)的獨(dú)立第三方安全評(píng)估方案設(shè)計(jì)，是考慮從前期的技術(shù)部分用戶需求書編制開始，經(jīng)歷設(shè)備招標(biāo)、設(shè)備合同談判、設(shè)備系統(tǒng)安裝、試驗(yàn)、測(cè)試/調(diào)試、不載客試運(yùn)行到開通初期運(yùn)營(yíng)等過程，直至全部列車完全交付運(yùn)營(yíng)和全自動(dòng)駕駛初期運(yùn)營(yíng)滿2年（兩者按時(shí)間后到者為準(zhǔn)）并獲得最終安全評(píng)估報(bào)告。全過程參加并按照相應(yīng)各工程節(jié)點(diǎn)出具帶有結(jié)論性的、負(fù)責(zé)任的、可以進(jìn)入下一階段的授權(quán)證書和評(píng)估報(bào)告。

2.1 核心評(píng)估內(nèi)容

1.全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)總體安全評(píng)估。

2.車輛系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、站臺(tái)門系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的安全評(píng)估（含RAM）。

3.核心設(shè)備系統(tǒng)相互間接口及系統(tǒng)集成的總體安全評(píng)估（含RAM）。

4.車輛基地（車輛段、停車場(chǎng)）無人區(qū)安全防護(hù)方案的評(píng)估。

5.核心設(shè)備系統(tǒng)工程建設(shè)安全管理體系（含RAM）的建立、風(fēng)險(xiǎn)分析。

6.業(yè)主工程師和核心設(shè)備系統(tǒng)供應(yīng)商的RAMS培訓(xùn)。

2.2 具體評(píng)估內(nèi)容

1.依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、合同、設(shè)計(jì)等文件，對(duì)車輛等核心設(shè)備系統(tǒng)、車輛基地?zé)o人區(qū)安全防護(hù)方案進(jìn)行全生命周期內(nèi)的安全評(píng)估，確保達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求及功能要求。

2.評(píng)估車輛等核心設(shè)備系統(tǒng)用戶需求、合同談判、設(shè)計(jì)相關(guān)的安全工作，直至最終設(shè)計(jì)、出廠驗(yàn)收，以及車輛基地?zé)o人區(qū)安全防護(hù)方案的安全工作評(píng)估結(jié)束為止。

3.評(píng)估車輛等核心設(shè)備系統(tǒng)與建設(shè)、安裝、試驗(yàn)、測(cè)試/調(diào)試、外場(chǎng)測(cè)試、驗(yàn)收、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試、試運(yùn)行、全部列車完全交付運(yùn)營(yíng)等階段有關(guān)的安全證明工作，以及車輛基地?zé)o人區(qū)安全防護(hù)方案的安全證明工作。

4.評(píng)估各系統(tǒng)的接口安全管理，確保系統(tǒng)間的接口危害識(shí)別和危害分析包含了系統(tǒng)/設(shè)備及接口危害消除、控制或減輕等內(nèi)容。

5.評(píng)估供應(yīng)商、承包商、集成商在招標(biāo)人規(guī)定的工程節(jié)點(diǎn)之前的準(zhǔn)備工作是否充分，系統(tǒng)、方案是否達(dá)到了相應(yīng)的安全要求，并編制各階段工程安全評(píng)估報(bào)告。

6）為設(shè)計(jì)、出廠驗(yàn)收、批量制造、安裝、測(cè)試/調(diào)試、外場(chǎng)測(cè)試、驗(yàn)收、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試、試運(yùn)行、全部列車完全交付運(yùn)營(yíng)等工程全過程各節(jié)點(diǎn)提供帶有結(jié)論性、負(fù)責(zé)任的授權(quán)證書及報(bào)告。

（三）安全評(píng)估的實(shí)施

城市軌道交通A號(hào)線全自動(dòng)駕駛核心設(shè)備系統(tǒng)的獨(dú)立第三方安全評(píng)估工作分為三個(gè)階段，三個(gè)階段工作的終極目標(biāo)是最終確認(rèn)系統(tǒng)滿足安全要求，能夠安全運(yùn)行，三個(gè)階段的工作存在部分交替和更迭。

第一階段：設(shè)備招標(biāo)前期、設(shè)備招標(biāo)、設(shè)備合同談判、設(shè)計(jì)相關(guān)、設(shè)備出廠驗(yàn)收、車輛基地（車輛段、停車場(chǎng)）無人區(qū)安全防護(hù)方案的安全工作評(píng)估等。

第二階段：設(shè)備批量制造、設(shè)備安裝、設(shè)備測(cè)試/調(diào)試、設(shè)備試驗(yàn)、設(shè)備外場(chǎng)測(cè)試、驗(yàn)收、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試、試運(yùn)行、全部列車完全交付運(yùn)營(yíng)、車輛基地（車輛段、停車場(chǎng)）無人區(qū)安全防護(hù)方案的安全評(píng)估工作。

第三個(gè)階段：初期運(yùn)營(yíng)和初期運(yùn)營(yíng)后滿2年的運(yùn)營(yíng)有關(guān)的安全證明工作（含RAM），包含但不限于以下內(nèi)容

1.初期運(yùn)營(yíng)期間對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行監(jiān)督、檢驗(yàn)項(xiàng)目組確定的安全關(guān)鍵設(shè)備、可靠性關(guān)鍵設(shè)備是否合理（是否需要更新）。

2.收集運(yùn)營(yíng)實(shí)際數(shù)據(jù)（表現(xiàn)），驗(yàn)證系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)/合同/運(yùn)營(yíng)等相關(guān)要求的指標(biāo)。

3.信號(hào)等系統(tǒng)升級(jí)的評(píng)估工作。

安全評(píng)估將針對(duì)工程核心設(shè)備車輛、信號(hào)、通信、站臺(tái)門、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等核心系統(tǒng)以及系統(tǒng)間的接口安全管理進(jìn)行審查，確保系統(tǒng)以及系統(tǒng)間的接口危害識(shí)別和危害分析包含了系統(tǒng) /設(shè)備及接口危害消除、控制或減輕等內(nèi)容。

安全評(píng)估工作將督促核心設(shè)備系統(tǒng)供應(yīng)商建立安全管理體系（含 RAM）。這是一套以安全為核心，識(shí)別危害和有效控制安全風(fēng)險(xiǎn)的體系。該體系致力于通過識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)、控制風(fēng)險(xiǎn)、降低風(fēng)險(xiǎn)來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛核心設(shè)備 / 產(chǎn)品的安全保障工作;對(duì)不可接受的風(fēng)險(xiǎn)采取相應(yīng)的控制措施，將剩余風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的程度。通過危害控制流程，確定系統(tǒng)的安全需求，導(dǎo)出系統(tǒng)的安全應(yīng)用條件，并將系統(tǒng)安全需求合理地分配給信號(hào)、車輛、站臺(tái)門、通信、綜合監(jiān)控等子系統(tǒng)，包括車輛段無人區(qū)等核心設(shè)備。因此安全評(píng)估的實(shí)施也成為保證列車全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)安全的重要方法和途徑。

結(jié)語

隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，在上海、北京、南京等城市已建設(shè)全自動(dòng)運(yùn)行的軌道交通系統(tǒng)。

結(jié)合城市軌道交通A號(hào)線工程，我們從著重提升城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)，以設(shè)備系統(tǒng)的可靠性為切入點(diǎn)，以獨(dú)立第三方進(jìn)行安全評(píng)估為管理手段，促使軌道交通信號(hào)等設(shè)備系統(tǒng)的整體技術(shù)水平和質(zhì)量再上一個(gè)臺(tái)階;同時(shí)，通過開展安全評(píng)估工作的整個(gè)過程，城市軌道交通也將建立起信號(hào)等設(shè)備系統(tǒng)的高質(zhì)量管理體系，從而進(jìn)一步推進(jìn)城市軌道交通建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展。

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