轨道交通自动运行线路建设阶段RAMS管理方法的思考

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:目前,国内城市轨道交通行业已经应用RAMS管理方法,但只是集中在稳定运营期的车辆专业,在FAO线路建设项目中的应用还是比较薄弱和不全面的。通过学习和调研国际先进的建设和运营管理标准,剖析了国内城市轨道交通全自动运行线路建设期RAMS管理存在的问题,提出了符合系统“V”形生命周期的RAMS管理流程,对国内其他FAO建设项目具有借鉴意义。

  法国里尔地铁1号线在1983年开通运营,是世界上第一条FAO线路,但是全自动运行技术(FAO)在2005年左右才开始广泛应用于巴黎、新加坡、迪拜等运量较大的城市轨道交通线路当中。随着工程技术的不断进步,国内城市轨道交通FAO线路已经在多个城市进行建设和运营,2008年,国内开始引入FAO技术。据RT轨道交通数据统计,截止2020年12月,中国内地已经开通FAO运营的城市有北京、上海、广州、武汉、成都,共11条线路,运营里程达264km。预计到2023年,我国将有19座城市开通共40条FAO线路,运营里程将突破1200km。

  FAO系统是基于现代计算机、通信、控制、系统集成等先进技术,将信号、车辆、站台门等核心系统进行高度互联和集成,实现列车正常、故障、应急等全过程自动化运行的新一代列车运行综合控制系统,其本质是通过调度人员远程控制列车的唤醒、自检、启动、行车、开关门、控制电路、退出服务以及休眠等。

  在FAO建设全过程中,主要包含对系统和运营需求的确定。系统设计与实施的RAMS保证、系统功能及RAMS的验证等主要环节。轨道交通可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)管理是根据运营需求建立运营总体目标,对各子系统进行RAMS指标分配和安全评估。通过故障分析报告及纠正措施系统的建立,进行可靠性指标的匹配及验证工作的开展,顺利过渡到初期运营阶段。

  而且,由于FAO自动化程度高,要求系统关键设备具有更加完备的冗余性、高集成性、可维护及安全防护功能,所以RAMS管理方法在全自动运行建设中尤为重要。虽然我国城市轨道交通行业通过借鉴和学习发达国家先进经验和标准体系,也开始实施了RAMS技术,但是主要应用在半自动化(GOA2)列车的车辆维保方面,在FAO(GOA3/GOA4)建设项目中应用薄弱且经验缺乏。现通过对比国内外的RAMS管理要求,将理论与实践相结合,提出适用于国内城市轨道交通FAO建设阶段系统保证工作的若干思考,为国内其他FAO建设项目提供参考。

  1国内RAMS管理现状

  在国外的铁路建设项目中,业主方一般都要求供应商以欧洲标准《铁路应用—可靠性,可用性,可维护性和安全性(RAMS)的规范和示例》(BSEN50126)的RAMS管理体系为基础对列车系统进行设计、测试和维护。例如,2016年,以色列铁路公司在A1快线项目建设招标时,明确要求中标单位要使用基于EN50126的RAMS管理体系。通过参加国内某FAO线路建设和调研国外城市轨道交通FAO技术,发现我国目前的RAMS技术主要存在以下几个问题:

  1)项目前期系统保证需求策划粗糙。在某些FAO项目中,系统招标合同需求书中只大概约定了要按照RAMS通用标准开展系统保证工作,并没有对RAMS目标进行定义和分配,也没有对系统保证具体工作及活动进行详细的规定。

  2)RAMS专业人员缺乏。在系统的全生命周期内,特别是在系统的建设阶段,都需要有独立的RAMS专业人员或团队进行RAMS性能跟踪和评估。然而在国内的某些建设项目当中,RAMS专业人员一般由系统技术人员代替,没有独立的岗位设置。

  3)系统的RAMS管理体系尚未建立。在某些项目的初期运营阶段,供应商驻场人员只停留在故障的处理层面,并没有将故障信息传送给RAMS负责人和研发设计人员,从而没有形成对产品进行优化和故障处理及纠正的闭环。

  2RAMS管理流程的思考

  2.1RAMS管理流程

  系统生命周期是一个总的阶段序列,包括从概念及定义到退役与处置等12个阶段,主要提供了计划、管理、控制和监控系统的要求。系统“V”形生命周期与FAO线路建设项目管理流程见图1。图1中,纵向看,每一阶段都要对上一阶段进行成果的确定,也是RAMS性能的逐渐形成和逐级验证;横向看,该结构可以更加直观地把全生命周期分成2个阶段,左侧1~6步为产品的开发阶段,右侧的7~12步为产品的验证阶段,在系统安装及联调联试后可以确认该阶段是否满足预期要求。当RAMS指标与系统需求不一致时,可以横向向左侧阶段进行追溯,对开发阶段进行追优化变更。因此,“V”形生命周期的表现形式更加符合工程项目的建设过程,故可将“V”形生命周期映射得到FAO线路建设项目管理流程中,从而确定项目中的RAMS管理流程。基于系统“V”形生命周期理论并结合目前国内FAO建设的缺点,提出RAMS管理的业务流程,见图2。在建设项目前期不仅需要从系统的背景及目的、系统环境及接口问题、立法及经济等方面梳理建设需求,还要从类似系统的经验和目前的RAMS要求分析运营和系统需求。这样可以形成项目特定的需求,作为系统保证需求策划的输入。每项RAMS文件都有对应的阶段,这样便于计划的制定和进度的把控,有效避免RAMS工作的滞后。通过指定相关RAMS文件和要求,可以形成12类安全相关活动及11类可靠性相关活动,组成了一套完整的RAMS活动体系,避免了RAMS分析的缺失和不规范问题。

  2.2RAMS管理组织架构

  系统集成项目管理是RAMS计划完整实施的重要影响因素,所以在FAO线路建设项目当中,需要根据系统集成项目管理建立一个完整且紧密联系的RAMS管理组织架构。在RAMS管理组之间,业主要对设计单位、咨询单位、第三方安全评估单位的不同部门要设立各专业的对接人,这样可以使工作高效且一致;供应商作为RAMS活动的实施方,应该建立需求管理经理、设计经理、系统保证经理等岗位,实行经理责任制,将实施工作模块化,使工作分配清晰、明确。业主方、设计单位、项目咨询单位、项目级第三方安全评估单位、一致性协调方单位组成RAMS管理组,对供应商的RAMS活动进行审查。RAMS管理组的形成能够为RAMS工作的开展提供一个强大的系统保证管理能力。

  1)业主方职责分配。业主方主要负责机电核心系统RAMS管理工作,审查并确定机电核心系统RAMS管理工作方案,这样可以根据合同控制RAMS工作进度。建议业主方建立关于技术变更的流程及方案,从而对项目进度进行有效控制;建议业主方形成RAMS管理例会制度,可以通过沟通、协调,明确各项RAMS管理工作的顺序和衔接,加强协作和配合。

  2)设计单位职责分配。配合业主开展各机电核心系统相关的技术管理、变更管理工作。

  3)项目咨询单位职责分配。建议咨询单位根据业主方建设及运营需求,梳理机电核心系统RAMS需求,对承包商的系统保证工作提出要求并审核。建议咨询单位根据RAMS总体目标,把控系统RAMS活动的实施,保证RAMS工作的顺利开展及各指标的实现。

  4)独立第三方安全评估机构职责、分配。由于在建设过程中安全保障的各项活动与评估至关重要,所以建议设立独立第三方安全评估单位,为业主提供系统安全分析和评估工作成果及安全认证证书,独立履行安全评估职责,体现独立性和安全性。为提高供应商的RAMS管理意识及实施工作质量,建议独立第三方定期对核心供应商进行系统保证工作的培训和指导。

  5)FAO系统信号牵头方职责分配。由于FAO系统的建设需要各专业间的深度融合、各系统间的交互联动、组织结构间的协调配合等,因此在设计联络、联调联试等阶段需要有牵头方进行协调并开展工作。建议业主方设立一致性协调方,作为RAMS管理的具体牵头实施单位开展工作,牵头各机电核心系统承包商编制并提交与RAMS管理相关的方案、计划等文件。建议一致性协调方应该及时监督和跟进各机电核心系统承包商RAMS管理相关工作的进展,追踪相关文件的接受及协定状况。

  6)机电核心系统承包商职责分配。建议供应商根据合同要求组建系统保证团队,在整个项目各阶段实施相应的系统保证活动,并按要求提交RAMS文件。对业主、咨询单位及第三方安全评估单位提出的审核意见和建议进行及时有效的回复和处理。参与项目RAMS管理专题讨论会,对系统保证方面的重大问题提出说明和应对措施。

  3结语

  虽然国内城市轨道交通行业已经应用RAMS管理方法,但只是集中在稳定运营期的车辆专业,在FAO线路建设项目中的应用程度还是比较薄弱和不全面的。通过调研国外RAMS管理技术并结合实践经验,提出了若干思考,即包括符合系统“V”形生命周期的RAMS管理流程及RAMS活动内容和基于系统集成管理的RAMS实施组织架构及职责分配,希望为国内其他FAO建设项目提供参考。

作者:宋小广 1,安晓彤 2 单位:1. 上海申通轨道交通研究咨询有限公司;2. 上海应用技术大学轨道交通学院

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