全自動駕駛核心設備系統獨立第三方安全評估方案探討

王東坤 朱登輝 張丁元

摘要：全自動駕駛是城市軌道交通發展的方向。結合城市軌道交通A號線采用全自動駕駛技術的工程建設，介紹和分析了軌道交通核心設備系統獨立第三方安全評估方案的評估依據、范圍、安全評估的實施及全自動運營場景，旨在全面提升核心設備系統的產品質量，確保能夠充分滿足城市軌道交通A號線全自動運行系統對安全性、可靠性等方面的要求。

關鍵詞：全自動駕駛;安全評估;方案設計

一、研究背景

近年來，隨著軌道交通技術的發展，國內外越來越多的新建軌道交通線路采用全自動運行模式。全自動運行系統（Fully Automatic Operation，簡稱FAO）是基于現代信息技術，實現列車運行全過程自動化消除人為因素影響的新一代城市軌道交通運行系統，對于進一步提升軌道交通安全效率以及降低運營成本，提高軌道交通裝備自動化、智能化水平意義重大。

全自動運行系統涉及專業眾多，包括車輛、信號、通信、站臺門、綜合監控等，而且各專業之間的接口更加復雜，聯系更加緊密。在即將發布的《城市軌道交通全自動運行系統技術規范》中全系統獨立安全評估將作為一個必選項，是軌道交通精細化管理的一個提升。因此，對全自動駕駛核心設備系統獨立第三方安全評估方案進行研究十分必要。

二、工程概況

城市軌道交通A號線工程線路全長約25km，設站13座，均為地下站，其中7座換乘站，分別與20號線、11號線換乘。平均站間距1915.314m，最大站間距3259.547m，最小站間距1001.077m。A號線工程總共設置兩處聯絡線。

本工程采用右側行車制，最高設計速度為120km/h，設車輛段一座。

工程采用全自動駕駛 UTO模式運行。信號等設備系統按具備全自動駕駛運行要求進行設計，并對機電核心設備系統（含車輛、信號、通信、站臺門、綜合監控等）進行獨立第三方安全評估。

三、安全評估的總體方案設計

（一）安全評估的依據

獨立第三方安全評估將依據全自動駕駛系統相關標準要求，開展對車輛、信號等核心設備系統的獨立第三方安全評估。

安全評估將結合車輛、信號等核心設備系統全生命周期內的安全相關工作，評估該設備系統的功能和性能是否達到合同、設計文件及相關標準的要求和規定。評估安全管理（含 RAM）流程與EN 50126、EN 50129、EN 50128 等安全標準的一致性，以及在每個階段所采用的方式、方法是否能達到預期目標。

開展系統性獨立第三方安全評估，可更全面、更完整、更具體、更系統地覆蓋設備系統安全管理。由專業機構進行安全評估，可大大提升管理質量和效率，有效降低工程建設安全風險，消除線路開通運營后的安全隱患。

（二）安全評估的范圍

城市軌道交通A號線核心設備系統的獨立第三方安全評估方案設計，是考慮從前期的技術部分用戶需求書編制開始，經歷設備招標、設備合同談判、設備系統安裝、試驗、測試/調試、不載客試運行到開通初期運營等過程，直至全部列車完全交付運營和全自動駕駛初期運營滿2年（兩者按時間后到者為準）并獲得最終安全評估報告。全過程參加并按照相應各工程節點出具帶有結論性的、負責任的、可以進入下一階段的授權證書和評估報告。

2.1 核心評估內容

1.全自動運行系統總體安全評估。

2.車輛系統、信號系統、站臺門系統、綜合監控系統、通信系統的安全評估（含RAM）。

3.核心設備系統相互間接口及系統集成的總體安全評估（含RAM）。

4.車輛基地（車輛段、停車場）無人區安全防護方案的評估。

5.核心設備系統工程建設安全管理體系（含RAM）的建立、風險分析。

6.業主工程師和核心設備系統供應商的RAMS培訓。

2.2 具體評估內容

1.依據標準、合同、設計等文件，對車輛等核心設備系統、車輛基地無人區安全防護方案進行全生命周期內的安全評估，確保達到標準要求及功能要求。

2.評估車輛等核心設備系統用戶需求、合同談判、設計相關的安全工作，直至最終設計、出廠驗收，以及車輛基地無人區安全防護方案的安全工作評估結束為止。

3.評估車輛等核心設備系統與建設、安裝、試驗、測試/調試、外場測試、驗收、系統聯動測試、試運行、全部列車完全交付運營等階段有關的安全證明工作，以及車輛基地無人區安全防護方案的安全證明工作。

4.評估各系統的接口安全管理，確保系統間的接口危害識別和危害分析包含了系統/設備及接口危害消除、控制或減輕等內容。

5.評估供應商、承包商、集成商在招標人規定的工程節點之前的準備工作是否充分，系統、方案是否達到了相應的安全要求，并編制各階段工程安全評估報告。

6）為設計、出廠驗收、批量制造、安裝、測試/調試、外場測試、驗收、系統聯動測試、試運行、全部列車完全交付運營等工程全過程各節點提供帶有結論性、負責任的授權證書及報告。

（三）安全評估的實施

城市軌道交通A號線全自動駕駛核心設備系統的獨立第三方安全評估工作分為三個階段，三個階段工作的終極目標是最終確認系統滿足安全要求，能夠安全運行，三個階段的工作存在部分交替和更迭。

第一階段：設備招標前期、設備招標、設備合同談判、設計相關、設備出廠驗收、車輛基地（車輛段、停車場）無人區安全防護方案的安全工作評估等。

第二階段：設備批量制造、設備安裝、設備測試/調試、設備試驗、設備外場測試、驗收、系統聯動測試、試運行、全部列車完全交付運營、車輛基地（車輛段、停車場）無人區安全防護方案的安全評估工作。

第三個階段：初期運營和初期運營后滿2年的運營有關的安全證明工作（含RAM），包含但不限于以下內容

1.初期運營期間對系統安全性進行監督、檢驗項目組確定的安全關鍵設備、可靠性關鍵設備是否合理（是否需要更新）。

2.收集運營實際數據（表現），驗證系統是否達到設計/合同/運營等相關要求的指標。

3.信號等系統升級的評估工作。

安全評估將針對工程核心設備車輛、信號、通信、站臺門、綜合監控系統等核心系統以及系統間的接口安全管理進行審查，確保系統以及系統間的接口危害識別和危害分析包含了系統 /設備及接口危害消除、控制或減輕等內容。

安全評估工作將督促核心設備系統供應商建立安全管理體系（含 RAM）。這是一套以安全為核心，識別危害和有效控制安全風險的體系。該體系致力于通過識別風險、控制風險、降低風險來實現全自動駕駛核心設備 / 產品的安全保障工作;對不可接受的風險采取相應的控制措施，將剩余風險降低到可接受的程度。通過危害控制流程，確定系統的安全需求，導出系統的安全應用條件，并將系統安全需求合理地分配給信號、車輛、站臺門、通信、綜合監控等子系統，包括車輛段無人區等核心設備。因此安全評估的實施也成為保證列車全自動運行系統安全的重要方法和途徑。

結語

隨著國內城市軌道交通建設的快速發展，在上海、北京、南京等城市已建設全自動運行的軌道交通系統。

結合城市軌道交通A號線工程，我們從著重提升城市軌道交通設備系統的產品質量為出發點，以設備系統的可靠性為切入點，以獨立第三方進行安全評估為管理手段，促使軌道交通信號等設備系統的整體技術水平和質量再上一個臺階;同時，通過開展安全評估工作的整個過程，城市軌道交通也將建立起信號等設備系統的高質量管理體系，從而進一步推進城市軌道交通建設事業的健康發展。

參考文獻：

[1]楊才兵.關于在建筑工程施工階段引入第三方安全評估試點的建議[J].建設監理，2012（12）：51-53。

[2]熊偉.第三方安全評估咨詢服務模式的實踐與思考[J].住宅與房地產，2018（8）：281-282.