岳巖 劉智成 姚世峰 鐘飛 譚林
摘 要:城市軌道交通以其快速、便捷、安全、大運量和高效率等優(yōu)勢,成為解決我國城市交通問題的首選。城市軌道交通是國家重點發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),我國在建設速度和運營規(guī)模方面引領世界,但快速發(fā)展的同時,運維成本與質(zhì)量安全控制能力不足之間的矛盾日益凸顯,缺乏系統(tǒng)研究,國家質(zhì)量基礎設施(NQI)技術協(xié)同難以發(fā)揮效能。開展城市軌道交通可信性研究是破局之道,通過建立全生命周期可信性要求的NQI協(xié)同技術體系,提出智能化時代NQI綜合技術應用解決方案十分必要。
關鍵詞:國家質(zhì)量基礎設施,城市軌道交通,可信性
DOI編碼:10.3969/j.issn.1674-5698.2024.02.016
0 引 言
二十大以來,黨和國家把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上,對交通強國戰(zhàn)略的重視程度持續(xù)加深,全面推進建設現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系和城市軌道交通的進程。習近平總書記多次強調(diào):“城市軌道交通是現(xiàn)代大城市交通的發(fā)展方向。發(fā)展軌道交通是解決大城市病的有效途徑,也是建設綠色城市、智能城市的有效途徑?!痹诔鞘熊壍澜煌óa(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天,安全、高效、綠色、智能的城市軌道交通是未來公共交通發(fā)展的趨勢。同時城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展離不開科學有效的城市軌道交通的質(zhì)量基礎體系,這也是我國城市軌道交通產(chǎn)品國產(chǎn)化和自主可控的必經(jīng)之路。因此對軌道交通質(zhì)量基礎的研究是十分必要和緊迫的。
1 我國城市軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
截至2023年年底,全國共有55個城市開通運營城市軌道交通線路29 9條,運營里程約986 0公里,日均運送乘客超過8300萬人次。我國城市軌道交通發(fā)展迅猛,在諸多領域?qū)崿F(xiàn)彎道超車,用了數(shù)十年的時間完成了歐美國家百年歷程。城市軌道交通具備快速、便捷、安全、高效等優(yōu)勢,是解決城市交通問題的最有效途徑。
作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),城市軌道交通列入了《交通強國建設綱要》和《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》的重點內(nèi)容。引領和高速發(fā)展的同時,運維成本和質(zhì)量安全控制能力不足的問題日益凸顯,常規(guī)的質(zhì)量保證技術已無法滿足城市軌道交通運維的需求,國家質(zhì)量基礎設施技術協(xié)同難以發(fā)揮真正能效。綜上所述,城市軌道交通全生命周期的質(zhì)量保證技術亟需進一步研究和完善。
2 NQI發(fā)展現(xiàn)狀及重要性
國家質(zhì)量基礎設施(N a t i o n a l Q u a l i t yInfrastructure,簡稱NQI)是21世紀初新產(chǎn)生的概念,目前已發(fā)展成國際社會廣泛采用的質(zhì)量工具。NQI不僅是一個國家發(fā)展的關鍵,更對創(chuàng)造一個更加安全、生態(tài)、公平、完整的世界起到了重要作用。從NQI的演變發(fā)展以及社會各界對NQI認識的逐漸深入,現(xiàn)階段NQI已經(jīng)不僅僅局限于計量、標準和合格評定,還包括質(zhì)量政策和市場監(jiān)管這兩部分重要組成內(nèi)容,同時質(zhì)量生態(tài)鏈的關注度正逐步上升。
對于城市軌道交通而言,NQI各要素均面臨著技術制約,例如:配套計量校準技術的不完善、標準采用非自主可控、合格評定自主研發(fā)能力不足、統(tǒng)籌設計和實際建設過程中呈現(xiàn)碎片化、真正支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的NQI構建一體化方案的缺失等因素。目前國內(nèi)的各項要素與發(fā)達國家相比存在較大差距,并存在關鍵技術空白。因此,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性的同時進一步提高城市軌道交通服務水平,需要科學有效的城市軌道交通NQI體系,尤其在對關鍵設備、管理體系和服務水平等方面,通過標準、計量、認可協(xié)同推動檢驗檢測認證高質(zhì)量發(fā)展,為行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量、高安全、高環(huán)保、高健康提供支撐,同時通過市場監(jiān)管督促企業(yè)提供符合要求的產(chǎn)品和服務,保障城市軌道交通質(zhì)量安全。
3 基于可信性的城市軌道交通質(zhì)量基礎研究與探索
可信性是指產(chǎn)品、系統(tǒng)、過程和服務的可靠性、可用性、可維護性、安全性和維修保障性的綜合表述,包括了全生命周期經(jīng)濟性的內(nèi)涵??尚判怨芾硪呀?jīng)成為高質(zhì)量發(fā)展時期城市軌道交通行業(yè)發(fā)展的迫切需求。建立基于全生命周期可信性要求的NQI協(xié)同技術體系,是解決智能化時代城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證的關鍵。
城市軌道交通質(zhì)量基礎體系可信性是以城市軌道交通全生命周期各階段產(chǎn)品質(zhì)量安全控制為主線,通過NQI各要素引領,以新型物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎,智能傳感計量設備裝置為載體,基于可信性核心指標體系,創(chuàng)新合格評定模式,制定可信性標準體系,完善技術協(xié)同和數(shù)字化NQI綜合管理,建立以可信性認證為核心的新型城市軌道交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理機制。對于城市軌道交通全生命周期各階段進行統(tǒng)籌,提出產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生態(tài)機制,以聯(lián)盟標準為牽引,計量和認證檢測技術為支撐,構建以認證為核心的軌道交通質(zhì)量安全基礎創(chuàng)新體系,通過提出可信性認證制度評價體系,適應城市軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,找準安全性、可靠性、可持續(xù)性和經(jīng)濟性的平衡點,發(fā)揮NQI服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
基于可信性的城市軌道交通質(zhì)量基礎體系研究構建城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證技術體系,通過NQI協(xié)同工程和數(shù)字化賦能,獲得可信性數(shù)據(jù),實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)化關鍵技術集成與應用示范,具體可開展以下5方面研究與探索。
(1)合格評定研究
研究可信性的產(chǎn)生和發(fā)展,分析可信性與RAMS(可靠性、可用性、可維護性和安全性)之間的關系,圍繞城市軌道交通可信性合格評定關鍵技術,開展國際國內(nèi)技術對比分析。通過梳理城市軌道交通可信性標準體系框架和評價技術方法,形成以典型產(chǎn)品研究為主體,實現(xiàn)系統(tǒng)可靠度及平均故障間隔時間的定量化認識,完善可信性合格評定體系框架,明確典型產(chǎn)品執(zhí)行參數(shù),探究系統(tǒng)可靠性問題,通過混合威布爾函數(shù)等統(tǒng)計學算法,為研究示范應用提供基礎數(shù)據(jù)支撐。
(2)計量研究
城市軌道交通具有時變屬性的安全相關量值扁平化溯源傳遞新方法和計量保障技術需求,針對智能監(jiān)測和運行等系統(tǒng)智能傳感裝置,遠程在線的新型計量檢測技術是關鍵。在溯源新方法方面,開展基于固定夾角的雙光束激光多普勒測速測距技術和雙波束毫米波雷達多普勒測速測距技術的速度與制動距離測量裝置方案設計,提出基于高精度水平轉(zhuǎn)臺和基于雙通道多普勒頻移數(shù)字模擬的速度與距離扁平化量值溯源方案。最終形成基于固定夾角的雙光束激光多普勒測速測距技術的速度與制動距離計量標準裝置。在計量檢測新技術方面,重點在于開展在線和遠程計量技術研究和現(xiàn)場驗證,傳感器在線遠程特性分析、在位檢測狀態(tài)和數(shù)字化技術研究等。
(3)標準化研究
目前常用的城市軌道交通體系標準包括ISO 22163、GB/ T33615、GB/ T 36657等,應以這些標準為基礎,結(jié)合我國城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀,梳理形成城市軌道交通可信性標準體系框架,制定基于可信性的城市軌道交通管理體系標準,能提高行業(yè)管理水平和整體績效,證實可信性的城市軌道交通質(zhì)量基礎體系的運營管理能力。
(4)NQI數(shù)字化協(xié)同關鍵技術研究
開展計量、標準、合格評定等數(shù)字化轉(zhuǎn)型,選取適合的城市軌道交通企業(yè)開展信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)、語言等接口方案,圍繞NQI綜合技術管理系統(tǒng),針對設備儀器、計量及檢測數(shù)據(jù)、認證體系服務數(shù)據(jù)、第三方需求分析、標準模塊代碼編制等開展研究,以解決數(shù)字化NQI綜合技術管理系統(tǒng)和遠程計量等關鍵問題。
(5)應用示范研究
做好應用示范是檢驗科學研究的最有效途徑,首先要提出合理有效的城市軌道交通可信性質(zhì)量保證的NQI技術協(xié)同工程應用技術實施方案。其次建立以標準為基礎,可信性認證為核心,計量、檢驗檢測為技術支撐的生態(tài)產(chǎn)業(yè)治理機制。最后借助數(shù)字化NQI綜合技術管理系統(tǒng),獲得可信性數(shù)據(jù),實現(xiàn)城市軌道交通NQI技術系統(tǒng)化集成,形成全生命周期可信性質(zhì)量保證的NQI技術協(xié)同方案。
4 思考與建議
基于全生命周期可信性的NQI協(xié)同技術是構建城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證技術體系的基礎,標準、計量、合格評定、質(zhì)量政策和市場監(jiān)管的高質(zhì)量發(fā)展是NQI協(xié)同技術發(fā)展的根本,對于各要素而言,來自國際國內(nèi)的挑戰(zhàn)層出不窮,對我國城市軌道交通的可信性質(zhì)量基礎體系建設與發(fā)展提出如下建議。
(1)完善國內(nèi)標準體系,推進開展城市軌道交通標準制修訂工作,建立城市軌道交通裝備設施選型技術指導規(guī)范,發(fā)揮行業(yè)標準、地方標準、團體標準作用,建立完善的城市軌道交通標準體系,積極參與國際組織和標準制修訂工作。
(2)城市軌道交通的發(fā)展與公正的第三方檢測認證不可分割,我國認證機構數(shù)量多但不強,領域多但不專,鼓勵和支持國內(nèi)機構做大做強,加快重點領域產(chǎn)品認證布局,建立城市軌道交通全生命周期可信性管理平臺,為城市軌道交通質(zhì)量保證的NQI一體化發(fā)展提供解決方案。
(3)激發(fā)城市軌道交通市場主體活力,維護及健全國內(nèi)市場經(jīng)濟生態(tài),借助數(shù)字化技術,將城市軌道交通質(zhì)量、安全和智能有機結(jié)合,通過數(shù)字化NQI綜合技術管理技術,實現(xiàn)可信性數(shù)據(jù)的管理優(yōu)化,做好應用示范,打造成功樣板,助力我國城市軌道交通NQI高質(zhì)量發(fā)展。
參考文獻
中共中央 國務院.交通強國建設綱要[Z]. 2019.09.19.
中共中央. 十四五規(guī)劃和2035年遠景目標綱要[Z].2020.10.29.
孫幫成. 軌道交通RAMS工程基礎[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2014.3.
GB/T 19001-2016,質(zhì)量管理體系 要求[S].