磁浮交通運營安全保障體系研究

朱忠英

摘要：本文是在日常所從事的上海磁浮商業示范運營線安全保障體系研究工作的基礎上形成的。高速磁浮在區域經濟中，是一種非常有應用前景的交通方式。從高速磁浮交通的技術特性和安全特性出發，介紹了高速磁浮車輛、線路軌道、牽引供電、運行控制等子系統的運營安全保障，以滬杭線磁浮項目為案例，探討高速磁浮在中長線交通中的運營安全保障體系。

關鍵詞：磁浮交通 運營安全 保障體系

中圖分類號：U29 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

2002年，我國建設完成了世界上第一條高速磁浮商業示范運營線----上海磁浮示范線，至今已經安全運營超過五千天。然而磁浮交通作為新生事物，其試驗成熟向工程化應用的轉變階段才剛剛開始。上海示范線僅僅是一條市區短距離線路（從龍陽路站至浦東機場站，長30公里），只有兩站一區間，服務功能比較簡單。目前為止，有關高速磁浮工程的一系列設計規范、建設標準、運營管理模式、安全保障體系等還沒有完全建立起來。如何根據上海磁浮示范運營線的經驗研究建立中長線可靠的運營管理安全保障體系，是一個全新的課題。

1高速磁浮交通的安全特性

磁浮交通系統有很高的安全度，具有防碰撞、防火、防雷電和其他一些安全特性。主要表現在：系統構造為列車環抱軌道行駛，不會脫軌；系統采用主動控制，可根據外界環境的變化通過懸浮導向系統主動調節懸浮和導向間隙，如超出范圍則導向安全停車；運行控制與安全防護技術保證列車不會追尾和對撞，并保證妨礙正常運行的故障均會導向安全停車；列車即使在極端故障情況或緊急情況下仍能保持懸浮和制動功能；列車內部配件及電氣裝備均按照飛機防火標準設計；列車頭部裝有防撞裝置，用于吸收碰撞的能量，保護乘客；系統對于地震等各類自然災害具有很強的適應性；在極端情況下列車上的逃生系統能及時疏散乘客。

在當今世界范圍內，隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，人們的出行次數正在迅速增加，與此同時，人們對旅行質量的要求也在逐步提高，要求提供更加快捷、安全、舒適及符合環保要求的交通運輸工具。磁浮交通高速、安全、舒適、便捷、環保的技術特性，非常良好地滿足了上述要求，使之有可能成為未來主要的現代化交通工具之一。

2上海磁浮線運營安全保障體系

作為世界上第一條磁浮交通商業示范線，參與上海磁浮示范線建設的有關各方深刻認識到上海線的安全性對磁浮技術的聲譽、對磁浮技術在中國和世界范圍內的進一步推廣和應用具有至關重要的意義，因此各方從項目建設伊始就在保障系統安全性方面開展了大量工作。在上海磁浮示范線的建設中，引入了歐洲的先進經驗，開展了伴隨項目全過程的第三方安全評估，為系統安全性提供了有力的制度保證。所謂第三方安全評估，是指獨立于供應商和用戶、得到政府審批單位認可的第三方評估機構和專家，通過文件檢查和現場檢查等手段，評估系統、子系統、產品是否符合規定的安全要求。

與傳統的主要依靠供應商為主的安全保證制度相比，第三方安全評估實質上是增加了一道覆蓋系統、子系統、部件三個層次、貫穿項目全過程的制度措施。系統層次的評估對象包括安全方案（包括風險列表）、系統安全驗證、運行維護規章制度和操作規程、應急預案、運行維護人員等；子系統層次的評估對象包括線路軌道（含道岔、長定子）、車輛、運行控制、牽引供電等四大子系統；部件層次的評估對象包括各子系統以下的設備/產品。通過這一措施，將原本各設備間獨立的安全保證措施貫穿于各系統和子系統中，使得項目的系統安全性得到了極大提高；且因是獨立于供應商和用戶的第三方，其公正性、客觀性也得到了大大的提高。

2.1 整個系統風險分析

系統基于風險分析的安全評估---上海線整個系統的風險分析所采用的方法遵循歐洲鐵路標準EN50126：“鐵路應用----鐵路可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）技術規范和論證”的基本要求，并根據上海線的實際情況，采集了運營初期三年的數據，進行統計分析并按照風險等級采用矩陣形式進行量化比較，見下表所示。

2.2 整個系統安全評估

評估專家采用先評估再復評確認的方式對“整個系統的風險分析”文件進行了評估，重點檢查風險分析的完整性和安全措施的正確性，使用檢查表和問題列表，對形式和具體內容進行檢查，對各個問題給出了建議。根據專家初評意見修改后的文件通過了專家的復評。

2.3 各子系統安全評估

2.3.1 線路軌道和道岔

軌道結構的評估方法主要以文件檢查為主、現場檢查為輔。評估內容為：對線路軌道基準文件的有效性檢查、地質勘察報告檢查、設計資料檢查、生產和施工資料檢查、線路空間曲線實測資料檢查。

道岔系統作為一種機電設備，其評估內容主要與機械特性和電氣特性相關。評估專家主要以歐洲和德國的鋼結構設計以及電氣相關規范和標準為評估依據，結合自身的知識和經驗，采用了文件（如線路圖、道岔機械荷載計算書）檢查、現場目測和現場測試相結合的評估方法。

2.3.2 車輛

評估專家檢查了安全相關功能和部件的供應商證明文件，主要包括系統和子系統系統級文件、車輛子系統總體性文件、車輛子系統安全相關的功能（懸浮/導向、制動、車載供電、車載控制）、機械結構（強度校驗和結構、塑料技術、焊接技術）、EMS/ESD/防雷、逃生措施和防火措施等方面。

2.3.3 牽引供電系統

在對總的上海磁浮示范線的風險分析基礎上，找出與牽引供電系統相關的所有危險及安全接口問題。全面分析這些危險與牽引子系統的關系，確定子系統中與危險對應的安全措施，將這些措施作為安全評估對象。對這些評估對象進行現場的安全測試或通過審核供應商的安全證明文件，依據國際或行業的通用標準、專家的經驗或其他的評估依據，評估安全措施是否能夠有效地保障子系統的安全性，最終完成第三方專家評估報告。

2.3.4 運行控制系統

評估專家主要采用文件檢查（循環檢查）和現場功能檢查方法，對OCS的以下15各工作包進行評估：運行控制系統、硬件、診斷系統、中央控制系統、分區安全計算機、分區牽引切斷、分區道岔模塊、車載安全計算機、無線電傳輸系統、速度曲線監控、定位系統、靜態數據傳輸系統、操作規范、現場驗收、運行控制輔助系統（AOCS）。

2.4 運營管理安全評估

上海磁浮示范線作為交通運輸工具，必須要建立健全運行維護規章制度、應急處置預案，對所有運行維護人員進行培訓。中德雙方在項目開始就達成了共識，根據主合同附件《安全概念》、《運行概念》、《維護概念》、《培訓概念》中的各種條款，對具體工作進行了進一步討論，在運營開始前對運行維護規章制度、應急處置預案、運行維護人員培訓工作進行了安全評估。

2.5 政府安全審批

安全審批毫無疑問應是政府的職能，上海市政府根據實際情況授權磁浮指揮部負責上海磁浮示范線的安全評估審批，行駛審批單位的權力，開展政府安全審批工作。

上海磁浮示范線安全評審是世界上首次完整進行磁浮交通商業運營線的安全審批，也是國內大型交通項目首次完整地進行安全審批，取得了良好的效果，發現并解決了大量的安全問題或隱患，對于保障上海線安全運營起到了至關重要的作用。上海高速磁浮列車從2002年底開始試運行至2016年9月7日，安全運營5000天，運營里程超過了1563萬公里，載客4619萬人次，運行正點率為99.83%，兌現率為99.92%。實踐證明了它是一個安全可靠的系統，也驗證了上海示范線安全保障體系的可靠性。

3 中長線磁浮交通運營安全保障體系探索（以磁浮滬杭線為案例）

原規劃的滬杭磁浮交通項目由虹橋至杭州的滬杭磁浮城際線以及虹橋至浦東機場的上海機場聯絡線兩部分組成，總長199.434km，列車最大編組8節，最高運行速度500km/h。

上海磁浮示范線安全評審為今后磁浮技術的發展和新的磁浮交通項目的安全審批工作打下了良好的基礎，也可以為其他交通領域，尤其是軌道交通領域所借鑒，有助于關口前移，從源頭上保障交通系統的安全運行。可以根據上海線安全評估實踐，再次借鑒歐洲第三方安全評估的理念，針對高速磁浮系統的組成和特點，對未來中長線磁浮交通項目開展安全評審工作。

安全保障體系內容包括安全生產、安全管理、安全技術、勞動保護、事故應急與調查處理以及安全性研究等各個方面。對這些工作制定的一系列計劃、安排、實施、檢查等措施方案或規章制度統稱為安全工程。由于現在高速磁浮運營無論是理論研究還是應用實踐層面，均尚未形成完整的體系，必須采用系統工程的觀點，探索研究建立運營安全保障體系框架，加強全員安全培訓，進一步加強安全措施。

4 結語

上海示范線安全評審實踐可以為繼磁浮滬杭線之后的高速磁浮中長線距離項目安全運營保障研究，提供積極有益的參考作用，進一步為將來高速磁浮發展成長大干線網絡規模后，更為復雜的運營組織研究提供安全保障。同時研究成果還可以對高速磁浮交通工程、運營服務相關技術規范、建設標準、運營安全審批文件的編制，起到有益的參考作用。

參考文獻：

[1] 吳祥明. 磁浮列車[M]. 上海科學技術出版社.2003（03），第26-33頁

[2]Jos van Gisbergen等.鐵路建設項目的獨立安全保障及其歐洲案例[J].城市軌道交通研究.2013（03），第1-5頁