基于生命周期的城市轨道交通质量基础体系的研究
基于生命周期的城市轨道交通定价分析

西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 学 报
J u n l fXi n R i a c t n & T c n c lIsi t o r a al yVo ai a o h w ol e h ia n t ue t
No 2, 0 1 . 2 1
( 总第 4 6期 )
论界 定 产 品发 展需 要 经 历 四个 阶段 : 发 期 、 长 开 成
等 特点迅 速 占据竞 争 优 势 地 位 , 城市 轨道 交 通 需 使 求 迅速萎 缩 , 售 额 和 利 润 额迅 速下 降 , 市 轨 道 销 城
交 通运输 进 人 了衰 退 期 。从 目前 情 况 来 看 城 市 轨
迅速 增 加 , 铁 骨 干 线路 已基 本 建 成 , 是 尚未 形 地 但
成完善 的 网络 。乘 客 不 用 多 次换 乘 就 可 到 达 城 市
主要行 政 、 金融 、 务 区域 , 商 城市 轨 道 交 通 和 城 市其
他公共 交通方 式 的竞 争 日趋 激 烈 , 客流 量 呈 现 急剧
Ab t a t sr c :A e s na l rc n o r n ri ta s o tt n i h e a t rfrma i z t n o h ntr is n r a o b e p i gf ru ba al r n p ra i st e k y fco xmiai ft e e epr e a d i o o o s ca o r he sv e e t.Usn elfc ce t e r hi a e nay e ec a a trsi si i e e td v l - o ilc mp e n ie b n f s i i g t ie y l o y,t sp p ra ls st h r ce tc n df r n e eo h h h i pn tg so er i ta s o tto ig sa e ft a l r n p rain.On t i ss tman y i to u e h o l n rn i lso e p cn n i h h sba i ,i il nr d c st e g asa d p c p e ft r ig i t i h i s
关于构建城轨车辆全寿命周期服务体系的探索

关于构建城轨车辆全寿命周期服务体系的探索摘要:城市轨道交通是一种具有巨大经济效益和社会效应的综合交通运输方式。
为了强化车辆运营安全保障、管控车辆运营成本以及进行车辆系统技术创新,本文对建立起一个能够为乘客提供全寿命周期服务的轨道车辆的服务体系进行了初步探索,对于帮助企业实现产品改良,提高企业车辆产品市场竞争力有着积极的意义。
关键词:城市轨道交通;技术创新;全寿命周期服务1引言随着轨道交通不断发展,人们出行的时间大大缩短,同时也给传统的固定线路带来了严重的影响;与此同时,随着列车速度的提升,列车运行成本也大幅度上升,这制约着轨道交通的发展,同时车辆故障率较高,导致旅客的不满情绪高涨,为了提高车辆系统RAMS特性(可靠性、可用性、可维修性和安全性),相关行业必须要重视并加强对全寿命周期服务体系的构建与研究,并将一些需要考虑的因素融入到产品设计研发中。
2城轨车辆全寿命周期服务体系概述我国城市轨道交通建设正处于高速发展阶段,城轨车辆全寿命周期服务体系的构建将成为解决当前问题的重要手段。
城轨车辆全寿命周期服务体系的实质是从工程设计阶段开始,在全寿命周期最优的目标条件下对工程的施工难易、运行可靠性、易维护性和节能性进行全方位的考虑,把工程设计的目标、流程、专业技术、工程子系统设计要素进行全面考量,采用全寿命周期的理论方法进行工程方案的优化,并基于此提出新的设计方案。
在产品设计的起步阶段,通过此方法可以为企业进行产品优化与需求定义,降低产品成本,提高生产力。
在产品周期的中期,全寿命周期理论可以帮助企业实现产品的变型和改良,更好的适应市场的变化。
在产品生命周期的后期,通过延伸新的产品用途,延长产品的生命周期。
在对现有的服务体系进行分析和研究之后,我们发现目前的服务体系存在如下着诸多的不足之处:①在产品设计过程中,也缺乏一个对设计、工艺、生产试验和运营维护的等各阶段系统考虑,车辆产品RAMS特性没有得到很好的控制;②城轨车辆的维修费用较高,且其维护成本也相对较高。
城市轨道交通安全评价体系研究

l 安全评价 的概 念
安 全 评 价 是 以 实 现 工 程 、系 统 安 全 为 目的 ,应 用 安全 系统工程 原理 和方 法 ,对 1二程 、系 统 中存在 的危 险、有害因素进行 辨识与分 析 ,判断工 程 、系统 发生事 故和急性职业危害 的可能 性及其严重 程度 ,提 出安全 对策建议 ,从而为工程 、系统 制 定 防范措 施 和管 理 决 策提供科学依据【 。
是对危 险 源进行 开 创 性 预测 和估 计 ,需 要 相 关 的技
i
术 人 员 进 行 头 脑 风 暴 思 考 (brain—storming),尽 可 能
达到 可 以接受 的 的 风险 度 风险 度
不考 虑安 全 性的 系统的
风险 度
发现 系统 的安 全 隐 患 。常 用 的危 险 源 辨 识 方 法 有 检查表 法 、头 脑 风 暴 、走 查 法 和 HAZOP(hazard and operability studies)等 [ 。
安全现状评 价 是 在项 目生命 周 期 内 的生产 运 营 期 ,针对 运 营 系 统 某 一 运 营 单 位 总 体 或 局 部 的 安 全 现 状 进 行 安 全评 价 ,通 过 对 运 营 单 位 的 设 施 、设 备 、装 置 实际情况 和 管理 状 况 的调查 、分 析 ,查 找 其 存在 的危 险 、有害因素并确定危 险度 ,提 出合理 可行 的安全对 策 措施 ,将项 目在生产运营期 内的安全 风险控制在安全 、 合 理的程度 。
我国城市轨道交通安全保障体系研究

地, 风险 为 本 的 安 全 保 障体 系 已经 非 常 成 熟 。
最后 , 系构建 需要 以成 熟 的安 全 管 理 理论 为 依 体 据, 主要包括 系 统安全理 论 , 风险 管理理论 和全 生
作者简介 :刘卡 丁(9 7 ) 男 , 15 一 , 重庆人 , 教授级高工 , 研究方向为地铁工程 ( ma :ua ig i.iaCl) E i l kdn@vp s .O1 li n q
全法律规范 、 安全组织 职能 、 安全风险控制 、 全评 价以及安 全事故 应急救援五个 安全保 障子系统 。建立 城市 安
轨道交通安全保 障体 系旨在为全 国城市轨道交通 的安全建设 和运营提供积极 的指导作 用 , 为我 国城市轨 道交
通建设 的全 面推进提供安全保障作用 。
关键词 : 城市轨道交通 ; 安全保 障体系 ; 构建原 则 ; 安全组织职能 ; 安全风险控制 ; 安全评价
第2 8卷第 4期
21 年 1 01 2月
土
木
工
程
与
管
理
学
报
Vo . 8 No 4 12 . De . 01 c2 1
J u n l fC v l gn e i g a d Ma a e n o r a o ii En ie rn n n g me t
我 国城 市 轨道 交通 安全保 障体 系研 究
的系统 化 , 免 和 减 少 各 类 事 故 的发 生 , 低 生 避 降
传统 的安 全管理 模式 , 能 充分 体 现 “ 防 为主 ” 未 预
的安 全管 理理 念 , 我 国城 市 轨 道交 通 安 全 管 理 如 目前 重点 放在 事 故分 析 、 验 教 训 和 大规 模 的安 经
轨道交通车辆全生命周期技术状态管理

轨道交通车辆全生命周期技术状态管理一、研究背景与意义研究背景:随着城市化的不断发展和人口的持续增长,轨道交通在城市公共交通中所占的比重越来越大。
随之而来的问题就是轨道交通车辆的运行效率、安全性和服务品质的维护。
因此,对轨道交通车辆的全生命周期技术状态进行管理,是保证轨道交通运营安全、高效运转的必要手段。
研究意义:全生命周期技术状态管理是轨道交通车辆安全运营的关键环节,它可以有效控制车辆的使用成本,延长车辆的使用寿命,保障车辆的运营安全性和运营效率。
同时,这一管理模式还可以为各轨道交通车辆制造企业提供新的商业模式,从而对推进轨道交通产业的发展具有积极意义。
二、轨道交通车辆全生命周期技术状态管理1. 全生命周期概述轨道交通车辆的全生命周期是指从车辆设计、组装、调试、使用到报废和回收的整个过程。
全生命周期技术状态管理是针对轨道交通车辆从设计、生产到报废的全过程进行技术状态管理,包括设计技术、生产技术、运营技术等多个领域。
2. 联合管理轨道交通车辆的全生命周期技术状态管理需要各方面的力量共同合作,包括车辆设计制造企业、这些企业与运营部门之间的合作、运营部门和车辆运维部门之间的合作、甚至还需要政府和各相关部门的协作,形成一个联合管理模式。
3. 技术状态管理轨道交通车辆全生命周期技术状态管理的核心是对车辆技术状态的监测、分析和预测。
从车辆设计到报废,每个阶段都需要对车辆进行技术状态监测,及时发现车辆存在的问题,采取相应措施,提升车辆的运行效率和安全性。
4. 基于数据采集的管理方法轨道交通车辆全生命周期技术状态管理离不开数据采集和分析。
目前,一些先进的数据采集技术和各种传感器的应用已经实现了车辆技术状态的实时监测和数据分析,包括振动与噪声分析、温度和湿度等环境参数的监测、电力系统状态监测等。
5. 维护保养轨道交通车辆全生命周期技术状态管理需要进行维护保养工作。
及时的维护保养可以延长车辆的使用寿命,提升车辆的运营效率和安全性。
全生命周期的轨道交通装备产品质量管理研究

全生命周期的轨道交通装备产品质量管理研究摘要:目前我国轨道交通产业发展迅速,为达到轨道交通装备产品管理的规定,构建和健全质量认证体系非常重要。
在对世界各国轨道交通装备产品质量管理研究中,提出了依照生命周期搭建轨道交通质量认证体系的思路,并对在我国轨道交通产品质量管理给出提议。
关键词:产品质量;轨道交通;生命周期引言:近些年,轨道交通车辆作为公共交通设施已成为人们日常交通出行的普遍选择。
其安全系数直接关系到人们的生命与安全。
因而,轨道交通装备产品的质量不可忽视,装备制造业公司对产品的质量控制是研究的要点。
一、国内外城市轨道交通产品质量基础管理分析1.国外现况为了实现轨道交通产品的产品质量安全管理,世界各地建立了法规管理体系包含三个层面。
一是铁路基本命令;二是各系统互连技术标准(TSI);三是欧盟成员国的铁路有关标准。
海外国家交通部成立了美国联邦政府铁路局办公室,具体担负铁路政策法规的制定、监管和执行,统一全行业运送和工业设备查验的标准和标准。
北美地区铁路科学研究研究会(AAR)等非政府组织技术性权威部门负责其标准和质量认证。
1968年,日本铁路制定并实行了技术专业质量认证管理条例,负责对铁路购置的所有产品开展质量认证。
2.国内现况为了能迅速融入在我国城市轨道交通领域的发展,现阶段,轨道交通的产品检测现行政策已经聚集,政府机构的支持力度前所未有。
最先,2016年9月23日,依据《关于开展城市轨道交通武器装备认证工作计划方案》(发改委(2016)2016号)提议,NDRC和CNCA应共同推进城轨武器装备认证工作,并依据工作岗位职责对城轨武器装备认证工作开展融洽和监管。
文中还明确指出,受权中国城市轨道交通协会理事公司城市轨道武器装备认证技术联合会承担制订城市轨道武器装备分类表和认证标准。
融合执行认证造成的技术条件,同时也是发改委和CNCA初次依照职责分工对城市轨道交通质量开展管理方法。
现阶段,在我国城市轨道交通的质量还处在起步阶段,具体表现为:一是城市轨道紧缺系统软件检测认证政策支持。
现代城市轨道交通综合自动化系统的研究
现代城市轨道交通综合自动化系统的研究摘要:电伴随着物联网技术、大数据技术在城市轨道交通中的应用,城市轨道交通越来越向着智能化发展,而智能化变革也为智能运维方法的设计提供了技术支撑。
针对交通车辆的全生命周期进行分析,明确智能运维管理应该从车辆制造、运营管理和故障维修等方面入手。
结合城市轨道交通发展现状,应用新一代信息感知技术和通信技术,设计了以故障维修为主、运行效率提升为辅的智能运维策略。
但是,该方法实施成本较高。
本文主要分析现代城市轨道交通综合自动化系统。
关键词:自动化技术;城市轨道交通;智能运维;故障跟踪引言将监控箱与云平台、手机APP相连接,实现远程监控、自动报警等多项功能,达到精细化管控城市轨道交通的效果。
但是,该运维方法的故障处理时间较长。
考虑到上述文献提出的智能运维方法存在较多不足之处,无法满足城市轨道交通运维的自动化要求。
为此,文中应用自动化技术,建立了以自动化技术为核心的智能运维体系,以此为基础提升城市轨道交通智能运维效率。
1、城市轨道交通设备运维现状城市轨道交通设备运维涉及行车类设备和非行车类设备:前者包括包含车辆、信号、通信、供电等设备;后者主要指各类车站设备,如PIS、AFC、CCTV、电扶梯、屏蔽门等设备。
线网和运营规模不断扩张,导致城轨设备的数量迅速增加,但设备运维水平并未得到明显提升,现有的设备运维系统主要存在以下几个问题:1)终端检测监测设备智能感知水平不高,感知覆盖范围有限,监测信息不全面。
2)运维系统通常根据专业分别独立建设,各专业相关设备运维较为分散,各系统、各专业间互联互通性差,很难实现各专业协同运维。
3)各专业运维数据共享程度低,容易形成数据孤岛,数据关联融合应用能力和数据智能分析较为薄弱。
4)设备多采取故障修与预防修相结合的检修方式,无法有效地转变为状态修,且普遍依靠人工完成,设备维修维护成本高且效率低。
5)受网络带宽和运维系统架构的影响,终端设备运维数据难以实时传输、处理、分析、存储和应用,系统实时性差。
试论基于全生命周期质量管理理念下的建筑工程管理
试论基于全生命周期质量管理理念下的建筑工程管理摘要:施工项目质量管理是非常重要的,关系到社会的稳定和人民的安全,只有将全生命周期的质量管理理念应用到其科学管理的各个阶段,才能更好地保证其质量和安全。
一般来说,施工项目分为勘察设计阶段、施工阶段、验收阶段等几个阶段,每个阶段的质量关系到施工项目的整体安全,因此在每个阶段都要做好质量安全管理。
本文运用质量管理的理论知识,对建筑工程质量进行全面深入的研究,将全生命周期质量管理理念融入到建筑工程质量管理的分析中,希望能促进建筑工程质量管理更好的发展。
关键词:全生命周期;质量管理;建筑工程管理一、全生命周期质量管理的含义全生命周期质量管理是指建设项目从规划到验收的每一个周期都要做好质量管理工作,对建设项目进行全面管理,以消除安全隐患,确保建设项目的质量符合要求。
多年的建筑工程施工经验在中国和发达国家的成功施工管理经验表明它具有重要意义将整个生命周期管理的概念应用到建筑工程质量管理,从而促进建筑工程质量管理更加全面、科学。
工程质量问题贯穿整个建筑工程,从工程建设可行性研究、投资决策、勘察设计、施工、检测和维护,在任何阶段,任何链接将施工质量隐患问题,重要影响它的使用价值和功能,甚至可以产生严重的安全事故,因此完成整个生命周期的质量管理是非常重要的。
二、建筑工程全生命周期质量管理的重要性第一,分析质量管理的重要性。
在建筑中,监督项目的质量需要得到保证,这对于人们的安全有着影响。
工作人员在工程建设中处理材料时,建筑材料质量高则可以确保工程建设安全,避免事故发生,保证工程建设持续运行。
建筑工程的质量与性能会影响到人们的财产和安全。
若是质量不符合标准,则会构成威胁对生命;第二,分析安全管理的重要性。
建筑施工的安全是人们关注的内容,并且也是建筑可以使用的基本保证。
现场的工作人员若是未做好安全管理工作,则会引发安全事故,因此安全管理工作对于质量安全有着重要的意义,只有保证工人的安全,减少施工过程的危险,方可确保施工能够稳定运行。
轨道车辆全生命周期可靠性评估分析系统研究
轨道车辆全生命周期可靠性评估分析系统研究
傅景杰;张志龙;高磊;徐桂红
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2024(20)4
【摘要】为进一步实现数据的互联、互通、互用、复用,将提炼、加工过的数据、形成的结论、经验和知识共享,得到进一步的提炼、升华和积淀,促进工程设计人员的设计水平的提升,形成数据、经验、知识、设计能力的良性循环,文章研究了一种轨道车辆可靠性评估分析系统,加强全寿命周期分析能力,支撑检修成本分析和修程修制优化。
【总页数】3页(P113-114)
【作者】傅景杰;张志龙;高磊;徐桂红
【作者单位】中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心;北京瑞思天创科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH17;U279.323
【相关文献】
1.以可靠性为中心的机车车辆结构全生命周期安全管理体系
2.基于可拓分析的轨道车辆齿轮箱可靠性评估
3.轨道交通车辆全生命周期状态转移需求分析
4.城市轨道交通车辆轮对全生命周期管理优化
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中国城市轨道交通全自动运行系统技术及应用
中国城市轨道交通全自动运行系统技术及应用宁滨;郜春海;李开成;张强【摘要】全自动运行(Fully Automatic Operation,FAO)系统是一种基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代轨道交通控制系统,近年来世界范围内的城市轨道交通系统开始应用全自动运行系统技术.本文在阐述全自动运行系统技术发展和应用现状的基础上,以北京燕房线为例,从FAO 系统集成体系、列车无人驾驶技术、综合自动化调度管控技术、基于全生命周期的RAMS综合保障技术等各方面全面介绍了具有完全自主知识产权的中国版全自动运行技术,并对未来该技术的发展方向进行了展望.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2019(043)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】全自动运行;城市轨道交通;列车运行控制系统【作者】宁滨;郜春海;李开成;张强【作者单位】北京交通大学,北京100044;交控科技股份有限公司,北京100070;北京交通大学,北京100044;交控科技股份有限公司,北京100070【正文语种】中文【中图分类】U284.48轨道交通全自动运行(Fully Automatic Operation,FAO)是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代轨道交通控制系统,是进一步提升现有基于通信的列车运行控制(Communication-based Train Control,CBTC)系统的安全性和效率的国际公认发展方向[1-3].国际公共交通协会报告指出,截至2017年3月,全球FAO运营线路已包含38个城市的56条线路,总里程达到850 km,覆盖890个车站.FAO系统具有传统CBTC系统之外的更多优点,包括如下方面[4-8]:1)高度自动化、多专业系统集成度深,各系统高效联动控制,实现列车运行的全面监控及乘客服务功能;2)充分的冗余配置,保证运行高可用性;3)更加完善的安全防护功能,增强了工作人员、乘客、障碍物、应急情况下的防护;4)提高效率、节能减排,实现列车运行、供电、车站机电设备的综合节能优化运行;5)完全兼容常规驾驶模式.因此,FAO系统是城市轨道交通技术的发展方向.目前我国尚处在起步阶段,与国际差距较大.但随着我国国产化信号、综合监控、车辆等关键系统已实现自主化,并且具有一定的成熟性,我国已经具备研发FAO系统的条件,因此,在新一轮的建设中有必要大力发展自主化FAO系统,推动自主化装备达到国际先进水平并引领该项技术.2008年7月开通的北京机场线,是国内首条按照全自动运行等级建设的线路.本文作者结合2017年12月国内首条采用自主化全自动运行技术的北京燕房线,介绍中国城市轨道交通全自动运行系统的技术及应用现状.1 全自动运行技术1.1 北京燕房线概况燕房线工程由主线、支线2部分组成,如图1所示.其中:主线长约14.4 km,设站9座;支线长约6.1 km,设站3座.图1 燕房线全线图Fig.1 Whole line diagram of Yanfang Line1.2 FAO系统集成轨道交通全自动运行系统的研究重点是通过车辆、信号、通信、综合监控多专业协同控制,实现运行全过程最佳化、自动化控制以及安全防护.为了使其符合我国城轨高密度运营、服务质量要求高的需求,需要设计涵盖各种工况的FAO系统运营场景、运营规则、危险源档案、应急处置方案等,以此为依据形成集成体系.北京燕房线采用的FAO系统实现了如下理论与技术创新:1)设计了适用于我国城轨特点的FAO系统运营场景.采用基于时间自动机理论的模型检测形式化工具UPPAAL构建运营场景的时间自动机网络模型,通过模型的实时仿真、反例分析和形式化验证,分析场景的功能要求、性能要求和安全属性要求.首次建立了全自动运行系统各专业调度工作负荷的预测模型,提出了基于负荷的全自动运行系统控制中心人因资源需求及配置方法,设计了全自动运行轨道交通系统人员组织架构,以及不同运营场景的岗位配置、交互过程和操作流程.形成了世界上首个基于列车运行全过程和多专业协同的全自动运行场景文件和运用规则,包括41类300余项场景和69类运用规则,如图2所示.该成果可为我国新建全自动运行线路的系统需求分析、系统设计和安全运用提供极具价值的参考和依据.图2 全自动运行场景Fig.2 Full automatic operation scene2)建立了全自动运行系统安全风险分析和应急处置流程设计方法体系.国内首次采用STAMP理论、STPA危害分析与运营场景相结合的方法,分析了涵盖全线、列车运行全过程、关联多专业人员和设备的人机防护需求,有效识别了取消车上司机导致系统功能和操作流程变化所引入的危险源,形成了全自动运行系统的危险源档案库,可作为我国全自动运行系统新线建设的安全需求输入;创建了全自动运行系统应急处置流程设计方法体系.提炼全自动运行系统应急处置流程的需求,调度员的认知特性和控制中心的组织特性.构建了全自动运行系统应急处置流程的认知体系,从调度员认知和控制中心组织性角度,针对全自动运行系统应急处置过程中的不确定性、群调度员特征,提出了控制中心多准则、多调度员下的应急决策混合评价方法,为全自动运行系统应急处置流程的设计与评价提供了理论和方法支撑.3)创建了适用于我国城市轨道交通运营特点的全自动运行系统集成体系.建立了FAO系统集成通用模型,保证整体系统的兼容性、一致性、完整性、正确性,建立需求跟踪矩阵,通过结构化方法对运营需求、系统功能和全自动运行系统的设计方案进行简洁、清晰的检查,确保在系统的概念和设计过程中所有的运营需求全面落实,在集成和验收阶段各项需求能被全程跟踪和测试.4)涵盖了符合国际标准最高自动化等级以车辆、信号、LTE-M和综合监控为核心的整套技术装备.针对车辆无司机工况下快速自动应急处置需求,研发了全自动驾驶车辆关键系统远程控制技术,实现了远程转向架制动切除、远程复位、远程紧急制动、远程停放制动施加及缓解等功能.针对列车全过程无司机自动运行控制需求,设计了具备列车自动休眠与唤醒、段内自动运行、自动洗车、站间自动运行、自动开关车门和站台门、站内自动跳跃对标、障碍物和脱轨检测及事故近场安全防护等功能,符合最高自动化等级要求的全自动运行信号控制系统,实现了列车在全线的自动运行.提出了基于优先级调度的综合承载技术,首次实现了车辆多专业、多业务一网承载,攻克了LTE-M的互联互通关键技术,实现了系统域间端到端切换整体时延小于1 s;提出空口共享逻辑信道视频组播技术和端到端业务数据保护技术,显著提高空口频谱资源利用率.制定并发布了LTE-M相关技术行业标准7项,研制了国内首套轨道交通定制化的LTE-M系统装备,推动了LTE-M技术在轨道交通中的应用.设计了基于新一代工业数据安全总线为核心的分布式大容量实时数据库引擎,首次构建包括车辆、信号、通信等20多个专业子系统的综合监控系统,系统安全等级达到SIL2,提高了运营调度效率和运营安全.1.3 列车无人驾驶技术全自动运行系统中列车运行可以在无司机的条件下完成.将操控列车、服务乘客、感知环境以及应急处置等原由司机完成的任务改为由设备承担.为实现全时段、全天候的列车无人驾驶,需要攻克以下技术难点:1)操控列车、服务乘客、感知环境以及应急处置的司机任务模型的建模技术.结合层次任务分析与认知任务分析,将司机作业任务充分分解到视觉、听觉、知觉、心理动作4个处理通道,可以基于多资源理论,从时间压力、认知需量和行为冲突3个维度分析司机认知工作负荷的影响.建立城市轨道交通司机驾驶操纵作业任务模型、司机行为时间预测模型、列车发车时操纵行为时间模型,如图3所示.图3 司机任务及层次分解模型Fig.3 Driver’s task and hierarchical decomposition model2)列车静动态唤醒自检、跳跃对标、雨雪模式控制、休眠等正常运行场景的控制策略.针对列车全过程无司机自动运行控制需求,设计了自动根据列车运行计划休眠与唤醒、段内自动运行、自动洗车、列车与车库门联动、无人区维修人员防护等控制策略,实现了车辆段内的无人驾驶.设计了站间自动运行、自动开关车门和站台门、基于安全通信的车门及站台门对位隔离、站内自动跳跃对标、自动折返、雨雪模式运行等控制策略,实现了列车在正线的无人驾驶.3)列车障碍物和脱轨检测、制动重故障下的分级控制、远程复位重投等紧急情况下应急处置技术.研制了接触式障碍物和脱轨检测系统,在特殊工况下最大程度地保护乘客安全.设计了走行部在线监管技术,实现了关键走行部件故障预警及报警功能.针对车辆无司机工况下快速自动应急处置需求,研发了全自动驾驶车辆关键系统远程控制技术,建立了车辆与控制中心可信、高速双向数据交互通道,实现了远程转向架制动切除、远程复位、远程紧急制动、远程控制空调、远程再关门、远程控制受流装置、远程控制照明、远程停放制动施加及缓解等功能,实现了全时段、全天候的列车无人驾驶.相对于国外无人驾驶,丰富并精细化故障应急的处置功能,提升了处置能力.1.4 综合自动化调度管控技术全自动运行可以提升全线列车运行全过程智能管控能力,降低应急处置时间30%,实现中心对轨旁所有机电设备、在线全部列车及车内乘客的监视控制、应急处置、远程服务.具体来说,全自动运行综合了如下技术:1)多专业协同智能监控技术.创新设计“双缓存”和变位传输通信融合技术,解决了多专业、大容量异构实时数据处理和大批量数据实时显示与渲染的技术难题,统一了行车、电力、环境、乘客、车辆、维修等调度联动总线,实现了基于时间、事件、序列的人机协同智能监控,满足无人驾驶的需求,进一步提高了调度效率,数据变化平均刷新周期小于2 s.实现了中心对轨旁所有机电设备、在线全部列车及车内乘客的监视控制、应急处置、远程服务,进一步提高了全自动运行下的运营安全与乘客体验.2)车辆、通信、信号、综合监控等多专业的智能应急联动和辅助决策技术.设计了支持面向对象建模的新一代分布式实时数据库计算引擎,解决了复杂系统间的智能协调联合控制,实现对全自动运行的智能管控.创新增强了对位隔离、蠕动模式运行、紧急呼叫、紧急制动手柄、障碍与脱轨检测联动、车辆烟感报警联动、站台门与车门间隙夹人检测联动等应急处置联动控制功能.与传统应急处置相比,联动控制量提高20%以上,降低应急处置时间约30%,提高了灾害及故障模式下的智能化处理能力,进一步提高了轨道交通的运营安全性.3)多专业综合运维管理技术.打破传统运维系统的“信息化孤岛”,实现整个运营系统的闭环智能维修.设计了异构数据清洗和数据融合、诊断融合技术,实现了通信、机电、车辆、信号设备诊断数据的分类传输与重构,减少了中间层级的数据冗余处理,提高了数据质量,降低设备误报警率.设计了基于样本的立即决策和综合决策报警系统,实现了对车辆等核心机电设备的在线状态检测和预测诊断.设计了一套基于ETL的标准企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB)技术,解决了维修管理系统与各类设备在线监测系统的无缝闭环管控,实现了融合全生命周期成本管理(Life Cycle Cost,LCC)的智能维修,提高了作业的安全性,优化了设备维修模式,提升了设备维修成本精细化管理能力[8].1.5 基于全生命周期的RAMS综合保障技术RAMS综合保障技术保证了全系统的鲁棒性,并首次通过了全专业RAMS评估.具体包括如下方面:1)全系统顶层设计、逐层分配、潜在失效模式的分析与处置等RAMS工程方法.首次从系统顶层整体和各子系统多角度提出协调一致的RAMS指标技术规范,并将指标逐层分配到各专业、各子系统、各设备.利用鲁棒性设计方法、潜在失效模式的分析方法等,在总体设计阶段将RAMS指标与设计方案进行适配,确保RAMS 指标在详细设计中得以充分考虑.构建了基于引导词的危害模式识别技术,针对跨专业、综合性强的场景进行安全分析.根据高可靠性、安全性产品设计特点,构建支撑全生命周期产品研发的集成开发平台,能够为全系统RAMS分配、体系框架、硬件、软件的可靠性设计、可靠性试验等关键环节提供技术与工具支持.构建故障模式模拟、故障注入机制和可靠性增长试验等技术,创设多层次仿真测试环境,实现降级运行、故障-安全、维修性等RAMS测试与分析、验证,从系统工程角度全方位保障RAMS指标的有效实施.首次通过了全专业RAMS评估,保证了系统的整体RAMS水平,从系统总体提升了RAMS指标.2)基于差模多样化设计的冗余技术.首次在调度层实现了多角色异地多重冗余设计,设置主备控制中心,两中心分别设置热备冗余的服务器,实现了中心级服务器四重冗余.行调、电调、环调、车辆调和乘客调均可通过权限管理实现控制功能切换,增强了全自动运行的冗余控制.首次在控车层实现了全自动运行关键系统多样化冗余控车策略,车辆和信号采用网络优先、硬线后备的冗余策略,硬线控车实现网络故障下的后备运行,实现智能化控车冗余机制.同时,通过车辆关键系统部件冗余、车-地无线通信冗余、头尾传感器(测速设备、BTM等)冗余,提升了全自动运行系统的可靠性、可用性.3)实验室、样板段、试运行等全过程确认验证体系.提出了适用于不同测试需求的分布式仿真建模方法,设计了FAO测试案例集,构建了可动态配置的FAO半实物仿真测试平台,利用构建的系统仿真测试平台4.6万测试用例保证产品和系统的完备测试,通过样板段完成了FAO系统覆盖全场景功能测试,利用全线联调联试充分验证了FAO系统的功能完整性和稳定性,确保达到工程预期.通过运营部门介入的试运行以及乘客介入的试运营阶段,全系统、全生命周期验证确认了系统功能、性能、服务水平.燕房线列车运行图兑现率100%,列车运行正点率99.99%,各主要行车相关服务指标达到设计期望水平.2 FAO技术展望未来FAO系统仍然需要在以下3个方面开展研究:1)系统可靠性保障.设备取代人实现了系统自动化程度的提升要求全自动运行系统应具有更高的可靠性,这是保障全自动运行系统稳定运行的基础.现有全自动运行系统中,信号设备增强了冗余配置,车辆加强了双网冗余控制,增加了与信号、PIS的接口冗余配置等.但这种方法会提高系统的成本和复杂性,因此还需要在实际中摸索更加行之有效的方法.2)突发事件应急处置.FAO系统的最高等级是轨道交通系统可以具备自动监测和处理运营中发生的危险,如火灾、设备故障等,这需要进一步深度集成信号、行车、供电、车辆等专业的应急处置功能,提升应急处置能力.目前以行车指挥为核心,实现正常及故障情况下多专业自动联动将会为未来的深度集成奠定基础.3)多目标优化智能运行.列车运行过程需要满足安全、准时、舒适、精确停车、节能等多个目标.不同运营场景下对各个目标的需求不同,FAO系统需要自动识别当前系统运营的状况,明确多个优化目标的权重.当各个优化目标的权重确定后,如何进行优化和控制是最终实现的关键.3 结论全自动运行系统代表了未来轨道交通的发展方向.近年来我国在FAO系统集成、列车无人驾驶技术、综合自动化调度管控等全自动运行技术方面的突破缩小了与国外技术的差距,实现了“并跑”.但仍然需要在系统可靠性保障、突发事件应急处置以及多目标优化智能运行等方面深入研究,进一步提高系统弹性和智能化水平的理论、方法和技术,为轨道交通可持续发展提供支撑.参考文献【相关文献】[1] 郜春海, 王伟, 李凯,等. 全自动运行系统发展趋势及建议[J]. 都市快轨交通, 2018(1): 51-57. 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学术交流CHINA QUALITY AND STANDARDS REVIEW基于生命周期的城市轨道交通质量基础体系的研究王勋龙1 李传增2 石鹏1 林海2(1.青岛海检集团有限公司;2.海检检测有限公司)摘要:当前,我国城市轨道交通产业爆发式发展,为满足城市轨道交通产品对质量安全控制的需求,建立完善的质量基础体系是非常必要的。
在对国内外轨道交通产品检测认证模式研究的基础上,提出了基于生命周期的城市轨道交通质量基础体系建设思路,并对我国城市轨道交通产品检测认证工作提出了建议。
关键词:城市轨道交通 生命周期 质量基础The NQI System Research of Urban Rail Transit Based on Life CycleWang Xunlong1, Li Chuanzeng2, Shi Peng1, Lin hai2(1.Qingdao Marine Equipment Inspection &Testing Group Co., Ltd.2.Marine Equipment Inspection & Testing Co., Ltd. )Abstract: At present, it is necessary to establish a perfect National Quality Infrastructure system to meet the demand for quality and safety control of urban rail transit products in the explosive development of urban rail transit industry in China. On the basis of the research on model of rail transit products’ testing and certification at home and abroad, this paper puts forward the idea of the construction of the quality basic system of urban rail transit based on life cycle, and puts forward some suggestions on the testing and certification of the urban rail transit products in China.Key words: urban rail transit, life cycle, National Quality Infrastructure1 前言1.1 城市轨道交通产业发展迅猛随着社会经济的快速发展,道路交通拥堵、排放及噪声污染、公交便捷及安全等交通问题愈发被人们关注。
因此,世界各国都将发展安全、高效、绿色、智能的新型轨道交通作为未来公共交通发展的主导方向。
我国城市轨道交通发展用 15 年走过了发达国家 100 年的发展历程,如今,已进入急速、全面发展新时期。
截至2017年末,中国内地(不含港澳台地区)共计34个城市开通城市轨道交通并投入运营,开通城轨交通线路165条,运营线路长度达到5033 km,其中地铁占比77.2%。
新增运营线路32条,同比增长24.1%;新增运营线路长度880 km,同比增长21.2%。
1.2 质量基础的重要性根据国际经验,为了提高城市轨道交通服务水平,保证装备质量和安全可靠性,需要构建一整套科学有效的城市轨道交通质量基础管理体系,对其关键设备、管理体系和服务开展科学合理的认证,这是目前国际上普遍公认的有效手段,也是我国城市轨道交通装备国产化和实现真正自主知识产权的必由之路[1]。
2 国内外城市轨道交通产品质量基础管理分析2.1 国外城市轨道交通产品质量基础管理现状为实现轨道交通产品质量安全控制,世界各国均建立起了质量基础管理体系。
欧盟铁路产品认证是以自上而下、逐级分配、系统配套的认证法规体系为基础,其法规体系包含3个层次:一是铁路基本指令;二是各分系统的互联互通技术规范(TSI);三是欧盟铁路相关标准[2]。
美国运输部建立了联邦铁路管理局,具体负责有关铁路法律、法规的制定和实施监督工作,在全行业统一运输及设备的安全标准和技术标准,并由北美铁路协会(AAR)等民间技术权威机构承担其技术标准和质量认证工作。
日本铁路于1968年建立专门进行质量认证的管理机构和执行机构,负责全铁路采购的产品质量认证[3]。
2.2 国内城市轨道交通产品质量基础管理现状为快速适应我国城市轨道交通产业的爆发式发展,有关城市轨道交通检测认证政策发布密集,政府支持力度空前。
首先,2016年9月23日,国家发改委、认监委联合发布《关于开展城市轨道交通装备认证工作的通知》(发改产业〔2016〕2029号),提出了国家发改委、认监委共同组织推动城轨装备认证工作,根据部门职责对城轨装备认证工作进行协调和监督,文件中还提出委托中国城市轨道交通协会组建城轨装备认证技术委员会,负责起草城轨装备产品认证目录和认证规则,协调认证实施过程中出现的技术问题。
这是我国首次明确城市轨道交通质量基础工作统一由国家发改委、认监委按部门职责分工管理。
目前,我国城市轨道交通质量基础还处于起步阶段,我国城市轨道交通行业的法律法规、标准体系、认证制度还不完善,在城市轨道交通规划设计、生产制造、建设运营等生命周期各阶段还没有形成完善的、有效的管理体系。
主要表现在:一是轨道交通缺少系统性检测认证政策支持。
近年来,国家出台的相关政策文件,只对车辆、信号系统提出了检测认证要求,对其他设施、工程以及服务都缺少相应的系统政策支撑,致使一部分产品质量安全游离于行政监管、业主自律之外。
二是质量基础缺少系统性的顶层设计,导致后发优势不明显。
检测认证体系建立依旧采用传统思路,主要依托“大铁”的检测认证体系,与城市轨道交通产业布局不匹配。
三是机构普遍“散小弱”。
目前城市轨道交通检测认证机构除铁科院以外,其他检测认证机构普遍“散小弱”,无法提供强有力的背书能力。
3 基于生命周期的城市轨道交通质量基础体系的研究对城市轨道交通质量基础管理体系进行总体、系统设计,以城市轨道交通生命周期各阶段产品质量安全控制为主线,建立以计量、认证、评估、评价为引领,以物联网、云计算、大数据为支撑的计量、标准化、检测、认证的一站式服务与一体化创新质量基础体系。
在生命周期各阶段,构建城市轨道交通计量测试服务体系。
建立城市轨道交通关键设备计量准入技术条件体系,建立健全设施设备计量技术规范、考核评估制度、管理档案及追溯机制,逐步建立实现城市轨道交通专用计量器具计量标准全覆盖,为我国城市轨道交通提供全供应链、全产业链、全生命周期的专用计量器具量值传递服务,实现计量单位统一、量值准确可靠,保障城市轨道交通质量安全。
其中:在生命周期规划设计阶段,对城市轨道交通全生命周期各阶段进行标准化设计,统筹考虑、统一设计、统一管理、统一平台,制定团体计量设计标准,包括总体设计和分系统的设计,单设质量安全及质量基础专题或节点,建立及完善标准和技术规范。
在生命周期生产制造及施工建设阶段,在检测、校准基础上的认证、评估、型式评价和型号定型,通过优化计量标准体系,简化生产过程、建设程序,提高建设运营效率,形成人机一体、集约高效的新型智能模式,推进互联互通、装备统型和关键部件兼容互换,形成城市轨道交通装备中国标准体系。
在生命周期运行及维保阶段,采用大数据、物联网、云计算等技术,创新计量技术及方法,构建生命周期运行质量安全管理系统,满足智能化数据处理分析和维修决策需要,开发城市轨道交通运营监控、综合维修和健康信息系统,形成主动检测与运维技术标准和规范体系。
验收与升级阶段,开展质量安全及功能评估,与下个生命周期形成质量安全管理闭环。
4 建议(1)推进标准制定,建立完善的中国标准体系。
开展城市轨道交通标准制修订,制定城市轨道交通装备设施选型技术指引,发展团体标准、企业标准,建立完善的城市轨道交通标准体系;积极主导和参与国际标准制定。
(2)加快实施城市轨道交通第三方认证。
按照(下转第53页)自愿性认证和强制性认证相结合的原则,制定发布产品认证目录和认证规则,鼓励和支持第三方检测认证机构做大做强,加快建立重点产品全覆盖的认证体系。
(3)尽快建立我国城市轨道交通市场准入制度,激发我国城市轨道交通市场主体活力,维护国内市场经济秩序,促进我国自主知识产权技术应用转化,促进城市轨道交通产业良性发展。
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