孟 葳，陳 波，黃 金

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 機車車輛研究所，北京100081）

根據(jù)GB/T 21562（等同采用IEC 62278），軌道交通領(lǐng)域相應(yīng)的系統(tǒng)生命周期包括概念、系統(tǒng)定義和應(yīng)用條件、風險分析、系統(tǒng)需求、系統(tǒng)需求分配、設(shè)計和實現(xiàn)、制造、安裝、系統(tǒng)確認、系統(tǒng)驗收、運營和維修、停用及處置等一系列階段序列[1]。鐵路機車車輛也遵循該生命周期過程，除整車之外還涉及諸多部件和子系統(tǒng)的設(shè)計、制造、集成、調(diào)試、驗證和確認的全過程。機車車輛制造商應(yīng)對影響產(chǎn)品質(zhì)量的所有活動進行控制，以確保其滿足所涉及標準或其他規(guī)范性文件的要求，而在機車車輛制成后、投入運營前，通過試驗對其進行驗證和確認是機車車輛生命周期的重要環(huán)節(jié)之一，國內(nèi)外為規(guī)范這個過程均制定了相應(yīng)標準，例如IEC 61133、EN 50215、JIS E 4041、GB/T 3318 等。

對國內(nèi)外機車車輛整車試驗標準發(fā)展歷史進行研究，并結(jié)合國內(nèi)實際提出相關(guān)標準化工作建議。

1 標準演進概述

IEC 61133 由國際電工委員會IEC/TC 9“鐵路應(yīng)用”負責制定和維護，1.0 版發(fā)布于1992 年，由IEC 60165：1973 和 IEC 60490：1974 兩個標準修訂合并而成，2.0 版發(fā)布于 2006 年，3.0 版發(fā)布于 2016 年，現(xiàn)行為 3.0版。此外，國際鐵路聯(lián)盟UIC 曾等同采用IEC 50165：1973 發(fā)布 UIC 610：1974，現(xiàn)已廢止。IEC 61133 及相關(guān)標準見表1。

表1 IEC 61133 及相關(guān)標準

EN 50215 由歐洲電工標準化委員會CENELEC/TC 9X/SC 9XB“鐵路電氣電子應(yīng)用/機車車輛車載機電材料”負責制定和維護，第1 版發(fā)布于1999 年，第2 版發(fā)布于2009 年，為現(xiàn)行版本。目前EN 50215 正在IEC 61133：2016 基礎(chǔ)上進行更新，且未來將與IEC 采用同一標準號。EN 50215 標準如表2 所示。

表2 EN 50215 標準

日本鐵路車輛工業(yè)會和日本標準協(xié)會基于IEC 61133，整合本國既有標準 JIS E 4022、4041～4046 等制定了 JIS E 4041，第 1 版整合 JIS E 4041 發(fā)布于 2009 年，現(xiàn)行最新版發(fā)布于2019 年。JIS E 4041 及相關(guān)標準如表3 所示。

中國國內(nèi)則在原鐵道部組織下由鐵科院、株洲所、大連所和相關(guān)機車車輛制造企業(yè)分別制定了機車、客車、貨車和動車組整車試驗標準，如表4 所示。其中，GB/T 3315?2006 和 GB/T 3318?2006 參 考 了 IEC 61133：1992 部 分 內(nèi) 容 ；GB/T 28806?2012 等 同 采 用IEC 61133：2006，但因部分內(nèi)容不適用國內(nèi)實際情況而被廢止；鐵運〔2008〕28 號為當前國內(nèi)唯一現(xiàn)行的動車組整車試驗規(guī)范。目前，國家鐵路局正組織基于IEC61133：2016 制定國家標準《軌道交通 機車車輛 機車車輛制成后投入使用前的試驗》。

表3 JIS E 4041 及相關(guān)標準

表4 國內(nèi)整車試驗標準

可見，IEC 61133 在國際國內(nèi)受到了廣泛的認同和應(yīng)用，其相關(guān)標準的演進關(guān)系如圖1 所示。

2 IEC 與 EN 標 準

2.1 法規(guī)背景

1991 年歐共體發(fā)布了關(guān)于歐共體鐵路發(fā)展的91/440/EEC 指令，開啟了歐盟以立法推動鐵路改革的進程。91/440/EEC 指令立足促進歐洲運輸市場的統(tǒng)一，并使鐵路系統(tǒng)融入競爭的市場環(huán)境，提高鐵路系統(tǒng)的效率，要求歐共體成員國確保鐵路企業(yè)管理上的獨立性、實行基礎(chǔ)設(shè)施管理和運輸運營分離、建立適當?shù)臋C制改善鐵路財務(wù)和開放基礎(chǔ)設(shè)施通路。

為了配合91/440/EEC 指令提出的路網(wǎng)對外開放的需要，歐盟理事會隨后配套出臺了關(guān)于向鐵路企業(yè)發(fā)放許可證的95/18/EC 指令和關(guān)于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運能分配及基礎(chǔ)設(shè)施收費的95/19/EC 指令，為推進路網(wǎng)開放提供了明確的具體操作要求。

在安全管理方面，歐盟立法最初關(guān)注的焦點是安全的市場準入管理。2001/14/EC 指令取代95/19/EC 指令，最早對向鐵路企業(yè)發(fā)放安全證書提出了要求，以確保鐵路企業(yè)滿足開展運輸服務(wù)的技術(shù)、運營要求，以及針對職工、機車車輛和企業(yè)內(nèi)部組織的要求。

圖1 IEC 61133 相關(guān)標準演進

從2004 年開始，歐盟鐵路安全管理進入了統(tǒng)籌安排階段。一方面，通過2004/49/EC 指令構(gòu)建歐盟共同的安全管理體系；另一方面，通過881/2004/EC 規(guī)定，設(shè)立了歐洲鐵路管理局（ERA），從歐盟層面加強各國在鐵路安全及鐵路系統(tǒng)互聯(lián)互通方面的管理和協(xié)調(diào)，確保歐盟鐵路達到較高的安全水平[2]。

在構(gòu)建各國鐵路互聯(lián)互通的技術(shù)基礎(chǔ)方面，歐盟先后出臺了一系列關(guān)于泛歐鐵路系統(tǒng)互操作的指令。96/48/EC 指令首先對泛歐高速鐵路系統(tǒng)互操作提出了要求，2001/16/EC 隨后對泛歐傳統(tǒng)鐵路系統(tǒng)互操作也提出了要求，2004/50/EC 指令進一步對兩方面的要求進行了細化和補充。2008/57/EC 指令在整合上述指令核心要求的基礎(chǔ)上，對歐盟范圍內(nèi)鐵路系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通需要滿足的條件進行了統(tǒng)一規(guī)定[2]。隨后，歐盟頒布2009/131/EC 指令對2008/57/EC 進行了略微修訂。

2008/57/EC 屬于“新方法”指令，其特點是只在安全、健康、環(huán)保等方面制定基本的、強制性的要求，歐盟根據(jù)這個指令以“框架委托書”的方式，要求ERA 制定相應(yīng)的互操作性技術(shù)規(guī)范（TSI），并授權(quán)ERA 通過引用歐洲標準、國際標準及國家標準，或與標準化組織聯(lián)合制定標準、規(guī)范，完成互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范體系的構(gòu)建。這種通過“在法律體系中采用協(xié)調(diào)標準的原則”，充分保證了技術(shù)規(guī)范體系的公正、透明，給社會和企業(yè)留下了很大的研究發(fā)展空問，達到了“技術(shù)協(xié)調(diào)最優(yōu)水平”的目的[3]。

因此在機車車輛方面，ERA 依據(jù)96/48/EC 指令的要求制定了第1 版高速鐵路機車車輛TSI，以2002/735/EC 決議形式發(fā)布，后以2008/232/EC 決議發(fā)布第2 版高速鐵路機車車輛TSI；而根據(jù)2001/16/EC 指令，ERA 于 2006 年發(fā)布了 2006/861/EC 決議即第 1 版?zhèn)鹘y(tǒng)鐵路貨車TSI。

隨 著 2008/57/EC 指 令 的 發(fā) 布 ，2011 年 ERA 發(fā) 布了第1 版?zhèn)鹘y(tǒng)鐵路機車與客車TSI，即2011/291/EU 決議。進而，ERA 發(fā)布(EU) 1302/2014 條例，即第 1 版融合的機車和客車TSI，以分別取代高速鐵路機車車輛TSI 和傳統(tǒng)鐵路機車與客車TSI。此外，取代2006/861/EC 的第 2 版貨車 TSI 也于 2013 年以(EU) 321/2013 條例發(fā)布。

從2001 年開始，歐盟相繼推出并實施了3 個一攬子鐵路法令文件，并于2016 年發(fā)布了第4 個一攬子鐵路法令文件，旨在完善鐵路服務(wù)的單一市場（單一歐洲鐵路區(qū)）。第4 個一攬子鐵路法令文件分為兩大支柱——“技術(shù)支柱”和“市場支柱”，各有3 個法令文件組成。歐洲議會和理事會于2016 年4 月通過了“技術(shù)支柱”法令文件，包括[4]:

（1）關(guān)于歐盟鐵路局的(EU) 2016/796 條例，取代了(EC)881/2004 條例。

（2）關(guān)于歐盟內(nèi)部鐵路系統(tǒng)互操作性的(EU) 2016/797 指令，重組擬取代 2008/57/EC 指令。

（3）關(guān)于鐵路安全的(EU) 2016/798 指令，重組擬取代2004/49/EC 指令。

歐盟鐵路互操作性及安全性機車車輛子系統(tǒng)相關(guān)文件的演進關(guān)系如圖2 所示。新法令發(fā)布后，ERA 對TSI 也進行了一系列修訂，如針對(EU) 1302/2014、(EU) 321/2013 條例發(fā)布了(EU) 2016/919、(EU) 2018/868、(EU)2019/776、(EU)2020/387 等修訂條例。

可見，歐盟鐵路局對于歐盟鐵路系統(tǒng)的技術(shù)要求主要包括“互操作性”和“安全性”兩方面。而且，“TSI 并非一部設(shè)計手冊，不涵蓋該系統(tǒng)的所有方面，僅包括有關(guān)基本要求的方面”。這決定了在歐洲鐵路機車車輛驗收準入過程中，對TSI 及EN 50215 標準的依據(jù)關(guān)系會比較復(fù)雜。

在認證過程中，一般由鐵路制造商向國家安全管理機構(gòu)（NSA）提交服務(wù)審批申請，同時選擇持有NoBo、DeBo 和 AsBo 認證的評估機構(gòu)。NoBo 依據(jù) TSI 體系對鐵路產(chǎn)品互聯(lián)互通一致性與可用性進行評價和認證，DeBo 由某個NSA 指定并根據(jù)該國相關(guān)技術(shù)規(guī)定進行符合性驗證，AsBo 主要依據(jù)鐵路安全規(guī)程、歐盟鐵路共同安全管理辦法等規(guī)定對鐵路產(chǎn)品的安全性進行評估。

圖2 歐盟鐵路互操作性及安全性機車車輛子系統(tǒng)相關(guān)文件

2.2 標準演進歷程

第 1 版 IEC 61133 標準發(fā)布于 1992 年，由 IEC 60165：1973 和 IEC 60490：1974 兩個標準修訂合并而成，與IEC 61133：1992 最初的名稱“電力和電傳動內(nèi)燃機車車輛制成后投入使用前的試驗方法”對應(yīng)，其定義的整車試驗方法適用于:

（1）由外部電源（直流、交流或交直流兩用）供電的機車車輛；

（2）由內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機供電給牽引電機的機車車輛；

（3）由獨立電源（蓄電池或其他儲存能源）供電給牽引電機的機車車輛。

但標準中提到試驗方法也可適用于下列裝備:

（1）駕駛拖車或中間車輛，這種車輛沒有安裝動力設(shè)備或牽引電機，但其設(shè)計與同一列車組中的機車動車相類似．并且裝有一些與安裝在機車動車上的電氣和/或氣動設(shè)備相連接的同類設(shè)備；

（2）作為車上輔助用途（采暖、空調(diào)、電炊具、主電源起動）的發(fā)電機組；

（3）無軌電車或類似的車輛上的電傳動裝置；

（4）不帶電驅(qū)動系統(tǒng)的機車車輛上裝有的控制和輔助電氣設(shè)備；

（5）由不同于上述規(guī)定的系統(tǒng)來導(dǎo)向、支持或電驅(qū)動的機車車輛。

這擴大了標準的適用范圍，構(gòu)成了后續(xù)IEC 61133和EN 50215 發(fā)展的基礎(chǔ)。

基于歐洲電工標準化委員會（CENELEC）和國際電工委員會（IEC）的協(xié)調(diào)機制，由CENELEC/TC 9X/SC 9XB 于 1999 年 采 標 IEC 61133：1992 制 定 了 EN 50215 第1 版標準，后續(xù)雙方在標準更新中采用了相互采標方式，如圖1 所示。

EN 50215：1999 第 1 次將標準名稱改為“機車車輛制成后投入使用前的試驗”并沿用至今，其應(yīng)用范圍也變?yōu)椤氨練W洲標準規(guī)定了通過測試證明鐵路車輛完全符合標準或其他規(guī)范性文件的一般準則。本歐洲標準，作為一個整體或部分，適用于所有的鐵路車輛（特殊用途的車輛除外，如鋪軌機、清砟器和人員運送車）。該標準對特殊車輛的適用情況將在合同中做特別說明?！币虼耍瑯藴实倪m用部分將取決于車輛的類型（例如客車、貨車、動力拖車等）。

雖然 EN 50215：1999 以 IEC 61133：1992 為基礎(chǔ)，但對后者的形式和結(jié)構(gòu)進行了大幅修改，以便于生成證明符合性的確認文檔，從而有助于整車合同的確定。具體表現(xiàn)為將IEC 61133：1992 的第4 節(jié)“試驗分類和實施方法”擴充為 EN 50215：1999 中的第 4～7 節(jié)，具體如表 5所示。后續(xù)版本基本延續(xù)了該框架結(jié)構(gòu)，但對試驗分類則調(diào)整回了IEC 61133：1992 中的方式，同時增加了“審批機構(gòu)要求的試驗”這一類型，如表6 所示。

表5 EN 50215:1999 主要結(jié)構(gòu)變化

表6 EN 50215/IEC 61133 試驗分類變化

IEC 61133：1992 中以規(guī)范性附錄形式列出了試驗項點匯總表，而EN 50215：1999 則以資料性附錄形式給出，同時將“研究性試驗”名稱改為了“附加(supplementary)試驗”，并在術(shù)語定義中對其進行了澄清，后續(xù)版本中則統(tǒng)一為“自愿(voluntary)試驗”以便于在表格中區(qū)分。此外，自IEC 61133：2006 起附錄A 中對試驗類型及屬性進行了細化定義，以分別針對機車、貨車、客車、貨運動車組和動車組等不同車型要求，如表7 所示。

雖然 IEC 61133：2006 旨在替代 IEC 61133：1992，但是其參考EN 50215：1999 進行了改進和完善，并且優(yōu)先使用了EN 50215：1999 文本內(nèi)容，因此也適用于除特殊用途車輛外的所有鐵路機車車輛類型。

IEC 61133：2006 沿 用 了 EN 50215：1999 中合 同 相關(guān)條款，并進行了一些細微修改，以糾正不一致之處。作為一個國際標準，IEC 61133：2006 反映了當今世界各地鐵路組織的多樣性。

根據(jù)IEC 行政通告AC/135/2002，由于法律和法規(guī)規(guī)定的不同要求應(yīng)包括在相關(guān)IEC 標準的資料性附錄中，該附錄應(yīng)明確引用的法律/法規(guī)，以及要求的技術(shù)原理和負責該要求的國家部/部門/機構(gòu)。因此，IEC 61133：2006 增加了一個新的附錄B，以提供對歐洲標準和互操作性指令的引用。

表7 IEC 61133:2006 中試驗類型及屬性定義

相應(yīng)的，IEC 61133：2006 中首次定義了“審批機構(gòu)(Approval Authority)”，即“除買方外，具有合法權(quán)利要求在本標準范圍內(nèi)對車輛進行測試，并對其進行符合性驗證的任何組織。這些機構(gòu)在每個國家可能有所不同，可能包括國家或國際監(jiān)管機構(gòu)、國家安全當局、基礎(chǔ)設(shè)施管理者，以及在歐洲的公告機構(gòu)（請參閱附錄B）”。

隨著 ISO/IEC 17025 于 1999 年 首 版 發(fā)布 ，2005 年第 2 版更新，IEC 61133：2006 中建議第 3 方檢測機構(gòu)通過ISO/IEC 17025 認證。

EN 50215：2009 基本等同采用了 IEC 61133：2006，但將引用標準改為對應(yīng)的EN 標準，并根據(jù)EN 標準制定近況進行了更新和補充。例如，EN 50125：2009 在9.2“牽引特性”中增加了證明與EN 50388 符合性的測試要求，而EN 50388“軌道交通供電系統(tǒng)和機車車輛運行匹配”是TSI 中的重要引用標準之一；在9.15.2“車輛產(chǎn)生的外部干擾”中增加了CLC/TR 50507“軌道交通歐洲鐵路現(xiàn)有軌道電路的干擾限值”作為參考，而CLC TR 50507 是歐洲機車車輛與列車檢測系統(tǒng)兼容性標準體系的組成部分；在9.16.5“短路試驗”中增加了適用時應(yīng)符合EN 50388 的要求；在9.20“列車控制系統(tǒng)”中增加了對裝有遠程控制系統(tǒng)的貨運牽引車輛引用EN 50239 的要求。此外 ，EN 50215：2009 作為歐洲標準，對 IEC 61133：2006 附錄 B 不再保留。

IEC 61133：2016 以 EN 50215：2009 為基礎(chǔ)，與之前版本的主要技術(shù)變化包括:

（1）刪除了正文中非國際性的引用標準，僅以“注”的形式對附錄B 中的歐洲標準進行引用；

（2）根據(jù)歐洲近況更新附錄B，并且給出了TSI、EN 和IEC 61133 條款間的相互引用關(guān)系。

此外，還強調(diào)了“質(zhì)量”與“法規(guī)”的要求。例如，4.1中將對機車車輛制造商符合ISO 9001 質(zhì)量管理體系的建議移至正文，增加如下要求:

（1）合同應(yīng)規(guī)定在車輛制成投入使用前應(yīng)進行的各種試驗，以向買方保證車輛符合適當?shù)膰一騾^(qū)域法規(guī)，并且車輛與基礎(chǔ)設(shè)施管理部門書面定義的鐵路系統(tǒng)兼容；

（2）整車試驗前除進行部件型式和例行試驗外，還應(yīng)進行車輛檢查（Inspection），包括設(shè)備的安裝、布管和布線。

4.3 中增加了若合同或?qū)徟鷻C構(gòu)要求保存證據(jù)，應(yīng)將要求包括在測試計劃中，買方應(yīng)同意測試規(guī)范。

關(guān)于試驗分類，5.1 中驗收試驗列表中增加一項，即“審批機構(gòu)要求的試驗”，以與5.3 中分類保持一致。同時增加了“經(jīng)合同規(guī)定的有關(guān)審批機構(gòu)同意，試驗可簡化或省略”的一類情景。

關(guān)于試驗條件，6.1 中補充了“試驗計劃宜涵蓋用戶或買方提供并安裝在車輛上的任何設(shè)備的試驗要求”；6.3 動態(tài)試驗的條件改動較大，在表述上弱化了標準本身對試驗條件安排、責任方要求的語氣，突出“合同”對約定試驗條件的作用。

對靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗要求的細節(jié)，IEC 61133：2016 亦有部分調(diào)整，僅舉幾例:

（1）8.14 蓄電池充電試驗中，8.14.2 第 d)條表述更準確，即“對車輛的蓄電池和充電機進行測試以驗證在24 小時正常工作負載周期內(nèi)的充電策略是否允許電池完全充滿”；

（2）8.15 輔助與控制系統(tǒng)試驗中，增加了“當合同要求時，應(yīng)對過載保護裝置的功能運行進行檢查（必要時可使用模擬信號）”；

（3）8.16.2 內(nèi)燃機運行轉(zhuǎn)速試驗中，細化了帶載轉(zhuǎn)速試驗的要求；

（4）8.18.3 乘客區(qū)域試驗中，將“殘疾人(disabled people)”的表述改為“行動不便人士(persons of reduced mobility)”，與 TSI 中術(shù)語一致；

（5）8.20 安全相關(guān)系統(tǒng)試驗中，示例被試清單增加“前照燈、標志燈和尾燈”，同時增加了“上述系統(tǒng)和設(shè)備的測試應(yīng)包括功能接口和性能(不可測)，除非其安裝在車輛上”的要求；

（6）9.4.1.5 中修訂了制動距離的測量計算方法，增加了空走時間的考慮；

（7）9.13 中增加了供電接觸系統(tǒng)兼容性試驗要求，其中兼容性測試內(nèi)容和方法在IEC 62313 中定義，受電弓和架空線路之間的動態(tài)相互作用的測試要求在后續(xù)IEC 62846 中給出；

（8）9.15.2 車輛產(chǎn)生的外部干擾試驗中明確了車輛與軌旁系統(tǒng)兼容性的要求，包括車輛正常運行工況和合理降級工況。增加對IEC 62427 的引用，其“定義了一個過程，以確保在特定路線上運行的特定車輛不會干擾安裝在該路線上的列車檢測系統(tǒng)”，相關(guān)國家的基礎(chǔ)設(shè)施管理者和/或?qū)徟鷻C構(gòu)給出該專門兼容性要求和測試條件。

IEC 61133：2016 附錄 B 中除了對歐洲法規(guī)、TSI、標準進行更新外，還明確了EN 標準與具體試驗條款的關(guān)聯(lián)，例如EN 13272：2012“公共交通系統(tǒng)機車車輛電氣照 明 ”與 IEC 61133：2016 的 8.15.6.1 條 款 相 關(guān) ，這 為IEC 61133 在歐洲的使用提供了更好的指導(dǎo)。

因此，EN 50215 與IEC 61133 具有很好的協(xié)調(diào)性，部分歐洲國家直接采標IEC 61133 形成國家標準，如丹麥于 2016 年 3 月發(fā)布了 DS/IEC 61133；德國于 2020 年2 月發(fā)布了 E DIN EN IEC 61133 VDE 0115?101。

3 JIS 標準

3.1 法規(guī)背景

日本鐵路機車車輛由鐵路運輸企業(yè)和主管政府部門（國土交通?。┕餐鷾?，批準費用通常由機車車輛供應(yīng)商和鐵路運輸企業(yè)共同承擔。即獲得國土交通省認可的鐵路運輸企業(yè)及其下屬的事務(wù)所（統(tǒng)稱“認定鐵道事業(yè)者”），負責按照國土交通省有關(guān)的技術(shù)標準進行設(shè)計和竣工驗收，但認定鐵道事業(yè)者完成審核后還需要獲得國土交通省的批準才可以投入運營。

日本的“認定鐵道事業(yè)者”制度于2000 年3 月起開始正式實施，其依據(jù)2000 年3 月生效的修訂版《鐵道事業(yè)法》而建立，這些認定鐵道事業(yè)者大部分是鐵路運營公司[5?6]。

此外，日本鐵路產(chǎn)品如果涉及到出口，則需要經(jīng)過2012 年9 月成立的第三方認證機構(gòu)——交通安全環(huán)境研究所設(shè)立鐵道認證室（NRCC）的認證[7]。

根據(jù)產(chǎn)生標準的標準機構(gòu)及其適用的地理范圍，日本也將標準分為:國際標準、區(qū)域標準、國家標準、團體（行業(yè)）標準和企業(yè)標準。圖3 所示為鐵路車輛相關(guān)標準的分類示意[8]，日本從事鐵路標準化活動的機構(gòu)主要包括:日本工業(yè)標準調(diào)查會（JISC）和日本鐵道車輛工業(yè)會（JARI）。1949 年日本開始實施《日本工業(yè)標準化法》，根據(jù)該法成立了JISC。1952 年JISC 代表日本加入國際標準化組織ISO，1953 年加入國際電工委員會IEC。JISC 的主要職責是組織制定和審議日本工業(yè)標準（JIS），JIS 標準是日本國家級標準中最重要、最權(quán)威的標準；JARI 設(shè)立標準化委員會、鐵路標準審查會、鐵路技術(shù)標準化調(diào)查會等部門進行鐵車工協(xié)會標準（JRIS）的制定以及與鐵道車輛相關(guān)的JIS 標準的制定，并密切跟蹤ISO、IEC 等有關(guān)鐵道車輛的標準化活動，開展相關(guān)國際標準的研究[9]。

圖3 日本鐵路車輛相關(guān)標準分類

目前，與鐵路車輛相關(guān)的日本國內(nèi)標準有82 個JIS（JIS E 4001～E 7701）和 166 個 JRIS。圖 4 所示為鐵路相關(guān)的日本國內(nèi)標準與國際標準以及歐洲標準的關(guān)聯(lián)圖，包括各標準的定位[10]。

3.2 標準演進歷程

日本對于整車試驗標準的制定最早可追溯至1967年，最初是按照不同車型分類制定了一系列JIS 標準，如表3 中JIS E 4041～JIS E 4046，分別對應(yīng)于電車組、電力機車、內(nèi)燃動車組、內(nèi)燃機車、貨車和客車的整車試驗，再加上JIS E 4022《鐵路車輛的防水試驗方法》。

隨著第1 版IEC 61133 于1992 年的發(fā)布，日本于1999 年 等 同 采 用 IEC 61133：1992 分 別 對 JIS E 4022、JIS E 4041～JIS E 4044 進行了更新，即將 IEC 61133 相關(guān)內(nèi)容引用放入JIS E 4022、JIS E 4041～JIS E 4044中，但仍維持原有標準體系結(jié)構(gòu)。

IEC 61133：2006 發(fā)布后，日本修改采用該標準并對原有整車試驗的JIS 標準進行了整合，即修訂JIS E 4041：1999，廢除、整合 JIS E 4022 及 JIS E 4042～JIS E 4046，置換成JIS E 4041：2009。

IEC 61133：2016 發(fā)布后，日本又迅速修改采用，修訂 JIS E 4041：2009，置換成 JIS E 4041：2019。

可見，日本整車試驗標準的發(fā)展歷經(jīng)按車型分別制定，到與國際標準接軌整合成一個標準而適用不同車型的過程，但又始終立足本國行業(yè)實際，在JIS E 4041 修改采用IEC 61133 時對應(yīng)日本國情追加國際標準沒有規(guī)定的項目。

基于 IEC 61133：2006 制定的 JIS E 4041：2009 是日本國內(nèi)第1 版整合后的整車試驗標準，其對于資料性附錄A 的試驗項目列表有較大調(diào)整，并增加了規(guī)范性附錄JA“車輛的防水試驗方法”和資料性附錄JB“JIS 與其對應(yīng)國際標準對比表”。JIS E 4041：2009 中對試驗類型的分類大致與IEC 61133 相同，但附錄A 沒有像IEC 61133 一樣針對不同車型分列，同時考慮日本國內(nèi)對于試驗類型或?qū)傩缘睦斫獠町悾瑳]有完全沿用IEC 61133相關(guān)內(nèi)容，例如術(shù)語定義中就去掉了“安全性相關(guān)(Safety?related)”條目。附錄 JA 來源于原 JIS E 4022：1999，因為IEC 標準的IP 防護等級及防水試驗方法難以理解，所以沒有特別規(guī)定時依據(jù)附錄JA 的方法。附錄JB中詳細列出了JIS E 4041 與IEC 61133 的條款差異項，并且明確指出“下次IEC 修訂時探討追加的提案”，例如9.1A 中增加了進行線路運行試驗前的安全確認事項。

JIS E 4041：2019 雖然基于 IEC 61133：2016 制定，但同樣基于日本國情做了許多技術(shù)修改。增加資料性附錄JB，其中記錄了以完工車輛的正式運行及性能試驗為名義實施的試驗項目的示例。9.10 乘坐舒適性試驗中增加車輛通過彎道時的外傾角特性要求，其通常用“車身傾斜系數(shù)測試”予以評估，相應(yīng)的增加資料性附錄JD“車體傾斜系數(shù)”。

圖4 日本鐵路標準與國際、歐洲標準關(guān)系

4 國內(nèi)標準

4.1 法規(guī)背景

為規(guī)范鐵路專用產(chǎn)品準入管理，原鐵道部與國家認監(jiān)委共同推進第3 方鐵路產(chǎn)品認證工作。2003 年，原鐵道部發(fā)布了《鐵路產(chǎn)品認證管理辦法》（鐵科技〔2003〕104 號），確定了鐵路產(chǎn)品認證管理委員會領(lǐng)導(dǎo)下認證機構(gòu)具體實施的認證管理體制，機車車輛產(chǎn)品采取的是鐵道部行政許可的管理方式。

2005 年4 月1 日為加強對鐵路機車車輛的管理，原鐵道部發(fā)布施行了《鐵路機車車輛設(shè)計生產(chǎn)維修進口許可管理辦法》（鐵道部令第14 號）。2006 年，為貫徹鐵道部令第14 號文件，原鐵道部科技司制定發(fā)布了《鐵路機車車輛產(chǎn)品設(shè)計許可實施細則》（鐵科技〔2006〕170 號）和《軌道車和大型養(yǎng)路機械產(chǎn)品設(shè)計》（鐵科技〔2006〕171 號）。鐵科技〔2006〕170 號規(guī)定了凡設(shè)計用于中國鐵路適用的新型機車車輛（簡稱新車，進口新型的機車車輛除外），必須按照該細則規(guī)定的程序，經(jīng)鐵道部許可，取得型號合格證；并對取證的條件、申報材料、申請和審查、型式試驗、樣車運用考核試驗與解體檢查、技術(shù)鑒定、型號合格證的批準、管理與監(jiān)督等進行規(guī)定。

2009 年3 月為適應(yīng)鐵路裝備快速發(fā)展的要求，原鐵道部對鐵科技〔2006〕170 號和鐵科技〔2006〕171 號進行了修訂，統(tǒng)一整合發(fā)布《鐵路機車車輛設(shè)計許可實施細則》（鐵科技〔2009〕45 號），其適用包括蒸汽機車、內(nèi)燃機車、電力機車、電力動車組、內(nèi)燃動車組等50 種鐵路機車車輛類型。

2011 年12 月為進一步推進機車車輛產(chǎn)品行政許可、定型鑒定及產(chǎn)品認證等相關(guān)工作的開展，原鐵道部發(fā)布了《關(guān)于明確新型機車車輛產(chǎn)品分類原則及運行考核作業(yè)考核里程和時間要求的通知》（鐵科技〔2011〕206號），其明確了全新型新產(chǎn)品、重大改進型新產(chǎn)品、一般改進型新產(chǎn)品的分類，并按不同新產(chǎn)品分類確定運用考核里程和時間標準。

2012 年5 月11 日原鐵道部和國家認證認可監(jiān)督管理委員會發(fā)布《鐵路產(chǎn)品認證管理辦法》（鐵科技〔2012〕95 號），取代鐵科技〔2003〕104 號文件。

2013 年3 月根據(jù)第十二屆全國人民代表大會第一次會議審議的《國務(wù)院關(guān)于提請審議國務(wù)院機構(gòu)改革和職能轉(zhuǎn)變方案》的議案，鐵道部實行鐵路政企分開。

依據(jù)2013 年8 月發(fā)布的《鐵路安全管理條例》（國務(wù)院令第639 號），由國家鐵路局對機車車輛實施型號合格證、制造許可證、維修許可證及進口許可證管理[11]。2013 年12 月24 日，發(fā)布了《鐵路機車車輛設(shè)計制造維修進口許可辦法》（交通運輸部令2013 年第13 號），原鐵道部令第14 號廢止。

為貫徹落實“放管服”改革要求，進一步規(guī)范鐵路機車車輛設(shè)計制造維修進口許可工作，國家鐵路局于2014 年4 月4 日修訂發(fā)布了《鐵路機車車輛設(shè)計制造維修進口許可實施細則》（國鐵設(shè)備監(jiān)〔2014〕19 號），原鐵科技[2009]45 號等文件廢止。其第十條規(guī)定:設(shè)計、制造、進口樣車的型式試驗報告、運用考核報告、解體檢查報告由專業(yè)技術(shù)機構(gòu)出具，維修樣車的例行試驗報告由申請企業(yè)出具。專業(yè)技術(shù)機構(gòu)應(yīng)當通過國家計量認證，取得相關(guān)資質(zhì)。專業(yè)技術(shù)機構(gòu)應(yīng)當對型式試驗報告、運用考核報告和解體檢查報告的真實性負責并承擔法律責任。

國鐵設(shè)備監(jiān)〔2014〕19 號第三十八條對“型式試驗”定義為按照標準和技術(shù)條件對整車及關(guān)鍵零部件所做的基本參數(shù)、結(jié)構(gòu)和性能等檢驗。

4.2 標準演進歷程

長期以來，中國國內(nèi)對于鐵路機車車輛按“機、客、貨、動”專業(yè)分類管理，如國家鐵路局發(fā)布的《鐵路產(chǎn)品認證目錄》和原中國鐵路總公司發(fā)布的《鐵路專用產(chǎn)品認證采信目錄》中，機車車輛相關(guān)產(chǎn)品也是按此分類。因此，中國國內(nèi)整車試驗標準設(shè)置也是依據(jù)了“機、客、貨、動”專業(yè)分類，如用于內(nèi)燃機車的GB/T 3315、電力機車的GB/T 3318、客車的GB/T 12818、貨車的GB/T 5601，還有原鐵道部發(fā)布的《高速動車組整車試驗規(guī)范》（鐵運〔2008〕28 號）。這些標準或原鐵道部發(fā)文的演變情況如圖1 所示，其中GB/T 3318?2006 和GB/T 3315?2006 的 制 定 曾 參 考 了 IEC 61133：1992 標 準 。2012 年，國內(nèi)相關(guān)單位等同采用 IEC 61133：2006 制定發(fā)布了GB/T 28806?2012，但因沒有充分考慮中國國情做適應(yīng)性調(diào)整，該標準于2016 年被廢止。

機車車輛整車試驗標準與車型平臺技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)，后者的發(fā)展往往推動前者的更新。近些年，在原鐵道部、鐵路總公司的統(tǒng)籌規(guī)劃下，動車組整車產(chǎn)品平臺得到了快速的發(fā)展，期間也伴隨著鐵運〔2008〕28 號文件的發(fā)布和應(yīng)用。相比較而言，“機、客、貨”整車產(chǎn)品平臺更新需求變緩，因此相關(guān)整車試驗標準也較長時間未進行修訂。

5 分析與建議

如圖5 所示，歐盟鐵路符合性認證可以分為4 層:由上而下，第1 層為歐盟指令，如2004/49/EC、2008/57/EC、(EU)2016/797、(EU)2016/798 等，從頂層法律層面規(guī)定了互操作性和安全性的基本要求；第2 層為歐盟條例與決議，如各種TSIs 和CSM（Common Safety Method）；第3 層為實施規(guī)程和標準，如歐洲標準；第4 層為各成員國國家層面的條例與授權(quán)機構(gòu)規(guī)則，如NNTR（National Notified Technical Rules）。

圖5 歐盟鐵路符合性認證的體系層次結(jié)構(gòu)

以機車車輛為例，其歐盟符合性認證過程是多維度的，但一般包括互操作性和安全性要求。一方面，在EC認證體系層次中，EN 標準位于第3 層，而且遵循自愿使用原則，僅在TSI 對其引用時EN 標準才會成為強制標準；另一方面，試驗驗證只是歐盟符合性認證的方式之一，根據(jù) 2010/713/EU 中的規(guī)定，TSI 子系統(tǒng)有 5 種認證模塊，如表8 所示[12]。因此，EN 50215 作為一個試驗標準，雖然在歐洲應(yīng)用廣泛，但只是歐盟機車車輛符合性認證體系中的一部分。

表8 TSI 子系統(tǒng)認證模塊種類

早期高速TSI 的應(yīng)用指南中，部分條款引用了EN 50215，例如供電電壓與頻率、制動距離和靜軸重等[13?14]。 后 續(xù) 機 車 車 輛 TSI 對 EN 50215 未 再 直 接 引用，一方面因為TSI 主要關(guān)注互操作性，與EN 50215 定位有所不同；另一方面因為EN 50215 對于部分試驗項目是通過引用相關(guān)標準進行規(guī)定，TSI 直接引用了這些相關(guān)標準。

IEC 61133：2016 的附錄 B.2.2 中，列出了當前與機車車輛相關(guān)的主要TSI，并給出了每個TSI 可能會用到的IEC 61133 條款，這為標準在EC 符合性認證中的應(yīng)用提供了參考。

歐盟鐵路管理局的任務(wù)是在多個歐洲國家頒發(fā)單一安全證書和車輛（類型）授權(quán)，并確保在單一歐洲鐵路地區(qū)的開發(fā)和實施過程中實現(xiàn)一個可互操作的歐洲鐵路交通管理系統(tǒng)[15]。(EU)2016/797 指令(49)條指出“為了便利車輛投放市場并減輕行政負擔，應(yīng)引入在整個歐盟內(nèi)有效投放車輛授權(quán)的概念”。

從整車驗收試驗角度，EN 50215/IEC 61133 為歐盟提供了一個整車試驗的規(guī)范。但是歐盟機車車輛符合性認證是以EC 指令、條例和決議為綱，而非以某個標準為綱，標準只是為符合性認證所用，這從圖5 亦可以看出。

2008/57/EC 指令(45)條指出“為符合非 TSI 標準的車輛提供服務(wù)時要檢查的參數(shù)清單是實現(xiàn)鐵路系統(tǒng)互操作性的關(guān)鍵因素，特別是對現(xiàn)有車輛而言”，隨后2009/131/EC 指令修訂了該清單，不難發(fā)現(xiàn)IEC 61133中試驗項點與該清單的相關(guān)性。

根據(jù)WTO 技術(shù)性貿(mào)易壁壘（Technical Barriers to Trade，TBT）協(xié)議附件3 第F 條“如果存在國際標準或即將完成這些標準，標準化機構(gòu)應(yīng)將其或其相關(guān)部分用作其制定標準的基礎(chǔ)，除非此類國際標準或相關(guān)部分無效或不適當，例如，由于保護水平不足或基本氣候或地理因素或基本技術(shù)問題”[16]，文獻[10]據(jù)此建議:為了維持反映日本運輸實際情況的鐵路技術(shù)、業(yè)務(wù)的持續(xù)、連續(xù)性，可以采用MOD（修改）方式進行JIS 與國際標準的整合。因此，幾乎所有與鐵路車輛相關(guān)的JIS 都是通過MOD 而不是IDT（等同）方式進行整合，如JIS E 4041 便充分考慮了日本實際，通過附件等形式追加了一些日本特有的規(guī)定。

綜合上面介紹與分析，對我國整車試驗標準的發(fā)展提出如下思考和建議供參考:

（1）標準的法規(guī)環(huán)境

一般來說，法規(guī)是強制性的，而標準多是自愿性的，但是鐵路機車車輛裝備作為公共交通工具，又受到政府相關(guān)部門的監(jiān)管，需要符合相應(yīng)的法規(guī)要求。因此，不管是歐洲、日本還是中國，整車試驗標準的制定和使用均離不開一定的法規(guī)環(huán)境。

（2）標準與未來技術(shù)創(chuàng)新

整車試驗標準中關(guān)于試驗項目和方法的設(shè)定，主要是基于多年來機車車輛設(shè)計制造、試驗驗收和運用維護的經(jīng)驗。在整個生命周期中，系統(tǒng)確認驗收處于系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)之后，與設(shè)計標準乃至部件試驗標準相比，整車試驗標準相對是滯后的。因此，試驗標準與技術(shù)發(fā)展要相應(yīng)，不能對未來技術(shù)創(chuàng)新造成阻礙。

（3）國際與國內(nèi)標準關(guān)系

全球經(jīng)濟一體化趨勢下，我國國內(nèi)標準制定一方面需與國際接軌，但另一方面也要符合國內(nèi)實際。日本JIS E 4041 標準的采標方式值得借鑒，在主體采用IEC 61133 的基礎(chǔ)上，針對具體條款做了大量細致的國內(nèi)外差異分析，不適用日本國情的條款予以刪除，日本特有的條款予以追加，并積極籌劃本國條款納入IEC 標準中。國內(nèi)整車試驗標準制定還需充分考慮目前“機、客、貨、動”專業(yè)分類管理現(xiàn)狀，保證標準的國內(nèi)可用性和國際兼容性。

6 結(jié)束語

文中對IEC 61133 及相關(guān)歐洲、日本和中國標準的發(fā)展歷史進行了探析，系統(tǒng)梳理了標準的法規(guī)背景和演進過程中的主要技術(shù)變化。我國“機、客、貨、動”都得到了充分運用，既有整車試驗標準也是按此專業(yè)分類設(shè)置，而且我國移動裝備的設(shè)計研制一開始就在統(tǒng)一規(guī)劃下進行，不存在歐洲那種“互操作性”問題，這是我們的優(yōu)勢。雖然由于國情不同，我國整車試驗標準與歐洲和日本存在一定差異，但是“他山之石，可以攻玉”，隨著未來技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，尚需立足國內(nèi)實際，借鑒歐洲和日本相關(guān)經(jīng)驗，充分考慮法規(guī)背景和運用環(huán)境，使我國鐵路機車車輛整車試驗標準與技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)，同時積極參與國際標準制定，國內(nèi)、國際標準協(xié)調(diào)發(fā)展。