高速磁浮交通技術標準體系研究*

安超帥 郭海霞 劉萬明

(1. 同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室， 201804, 上海; 2. 中車青島四方機車車輛股份有限公司， 266111, 青島； 3. 國家磁浮交通工程技術研究中心， 201804，上海//第一作者，碩士研究生)

高速磁浮交通技術標準體系編制的目的，是建立一個結構優化、標準數量合理的技術標準體系，以實現對該交通系統建設、生產、運營的科學管理。通過高速磁浮交通技術標準編制工作的展開，實現對高速磁浮交通技術發展的系統化積累，同時滿足全球交通運輸行業市場競爭對標準的需求。

1 高速磁浮交通技術標準體系總述

1.1 總體構成

高速磁浮交通技術標準體系，根據標準應用階段的不同分為3個部分，即工程建設標準體系、運營維護標準體系和產品標準體系，如圖1。每部分根據學科領域或工程階段的不同又分為若干個專業門類。

圖1 高速磁浮交通技術標準體系結構形式

國家標準體系的縱向結構分為5個層次，其中第三層至第五層組成專業標準體系，如圖2[1]。高速磁浮交通是鐵道行業領域的分支，屬于行業大類下的一個子類，且考慮到高速磁浮交通技術標準體系橫向分類并不復雜，因此將體系內各標準分為專業基礎標準、專業通用標準和專業專用標準3個層次，如圖3。層次表示標準間的主從關系，下層標準的編制要滿足其上各層標準的要求，各層次標準共同成為綜合標準的技術支撐。第一層標準為基礎標準，體系內其他標準編制時都要滿足其規定，主要包括具有廣泛指導意義的術語、符號、圖形、計量單位、基本原則等標準；第二層為通用標準，該標準對某專業門類內各專用標準提出共性要求，如通用的設計、施工要求與試驗方法，通用的安全、環保要求，通用的質量要求，通用的管理技術等；第三層為專用標準，是針對具體的專業對象制定的專項標準，是對通用標準的補充和延伸，如某設備構件的制造、安裝、驗收的要求和方法，某個工程結構或設備的安全、衛生、環保要求，某類產品的應用、管理、維修技術等。

圖2 國家標準體系結構層次示意圖

圖3 高速磁浮標準分體系框架示意圖

1.2 標準體系表

標準體系表是指一定范圍的標準體系內的標準按其內在聯系排列起來的圖表[1]。它能夠反映標準體系的整體結構、各個單項標準之間相互配合、相互制約的內在關系，能夠反映出各門類標準的結構和數量組成，是分析標準體系當前的結構狀態、確定結構優化方案的重要方法，有利于實現體系內標準的科學管理。

1.2.1 標準體系表格式

針對高速磁浮交通技術特點，參考標準體系表編制規范[2-3]，制定出體系表。其結構形式見表1。

表1 標準體系表格式

1.2.2 標準體系表編碼

在標準體系表中，對每項技術標準列出編碼型式，見圖4。

圖4 標準體系編碼示例

2 標準體系框架

對高速磁浮交通工程建設、運營維護和產品3個分體系進行了系統地分析，分別建立了標準體系框架。

2.1 工程建設標準體系

工程建設標準是指為在工程建設領域內獲得最佳秩序，對建設活動或其結果規定共同的和重復使用的規則、導則或特性的文件[4]。工程建設標準調整的對象有：工程建設勘察、設計、施工、驗收、術語、符號、計量、安全、衛生、環保、試驗、檢驗、評定、信息、管理等。

高速磁浮交通工程建設標準體系基礎標準主要為涉及磁浮交通技術方面的術語符號、標志標識、限界、制圖標準等門類；通用標準按照工程項目建設流程劃分為規劃、勘察與測量、設計、施工與驗收4個門類；專用標準主要為磁浮交通技術方面的專業標準，劃分為車輛、線路與軌道、運行控制、牽引供電等4個專業門類。其體系框架見圖5。

圖5 高速磁浮交通工程建設標準體系框架圖

2.2 運營維護標準體系

該體系指與高速磁浮交通的運營和養護維修等相關的技術標準，用以規范高速磁浮交通運營企業經營方式，以保證乘客的出行質量和人身安全等。

運營管理標準體系根據運營維護管理中的不同專業領域分為車輛、線路與軌道運營、運行控制、牽引供電、通信信息標準等5個門類通用標準；在每類通用標準下，根據維護側重點的不同分成若干專用標準。其體系框架見圖6。

圖6 高速磁浮交通運營維護標準體系框架圖

2.3 產品標準體系

產品標準是為保證產品的適用性，對產品結構、規格、適用范圍、質量特性和檢驗方法等方面所做的技術規范[5]。它是產品生產、驗收、使用、維護的技術依據，對保證和提高產品質量，提高生產和使用的經濟效益，具有重要意義。

高速磁浮交通產品標準體系將高速磁浮交通系統相關專業產品分為車輛、線路與軌道、運行控制、牽引供電等4大門類，然后根據各門類結構組成對其進行細分。產品標準體系結構框圖見圖7。

車輛是高速磁浮客運系統中最復雜、最重要的部分，該門類涉及到材料、機械、電子、電磁、電力、網絡、通信、自動控制、空氣動力、可靠性等學科[5]。結合TR08磁浮車輛的機械結構、電氣設計、實現功能等，將車輛劃分為車體結構，走行機構，氣路系統，電磁鐵，車載電網，診斷控制，測速定位系統，懸浮、導向和制動系統等8項技術。

圖7 高速磁浮交通產品標準體系框架圖

高速磁浮交通線路軌道對磁浮列車的支承、導向、牽引等具有重要作用。磁浮列車的無接觸支承和牽引是依靠軌道設備功能件的定子鐵心和列車上的懸浮系統相互作用實現，無接觸導向是依靠功能件的導向面和列車上的導向系統相互作用實現。該門類包括功能件、道岔、軌道梁、連接件等技術。

高速磁浮交通運行控制系統由中央控制系統、分區控制系統、車載運行控制系統3層結構組成；中央控制系統、分區控制系統之間的數據傳輸通過軌旁光纖網實現，分區控制系統和列車車載運行控制系統之間的通信通過無線電傳輸實現[6]。因此，該門類標準分為中央控制、分區控制、車載運行控制和通信四類專用標準。

高速磁浮交通牽引供電系統是大功率電機驅動系統。供電系統主要由變壓器、開關裝置、諧波濾波器和無功補償器、輔助電源、供電軌、電纜、綜合自動化系統、繼電保護等設備組成；牽引系統主要由同步電機的長定子、軌旁設備、變流器單元、控制裝置等設備組成。

3 結語

高速磁浮交通技術標準體系的建立能夠實現對磁浮交通系統建設、生產、運營的科學管理，推動我國磁浮交通事業的發展。本文將該標準體系分為工程建設、運營維護和產品3個分體系，并確定了標準體系表和標準編碼的格式；在每個分體系內，根據標準使用范圍的差異，將其分為基礎標準、通用標準和專用標準3個層次，并建立體系結構框架，為標準體系表的細化和各標準的制定提供了參考。