RAMS 在城市軌道交通建設(shè)管理中的應(yīng)用

張自太，蔡偉森，吳啟中，廖 斌，莫 璐

（港鐵技術(shù)咨詢（深圳）有限公司，廣東深圳 518109）

1 RAMS 管理簡介

1.1 定義

RAMS管理是指在系統(tǒng)生命周期的各個階段，為確保產(chǎn)品的可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可維護(hù)性（Maintainability）及安全性（Safety）而采取的一系列管理和技術(shù)活動，有時也稱之為“系統(tǒng)保證管理”。

軌道交通系統(tǒng)RAMS管理是ISO 9001質(zhì)量管理規(guī)范在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用與延伸，指在一定的條件下，管理者為確定和滿足系統(tǒng)的RAMS管理要求，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行控制和影響的所有活動。

1.2 RAMS 管理各要素間的關(guān)系

軌道交通系統(tǒng)中，RAMS管理各要素（可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性）之間存在緊密的聯(lián)系，任何一個要素都會影響系統(tǒng)的整體表現(xiàn)，其相互關(guān)系如圖1所示。軌道交通各系統(tǒng)不僅需滿足可靠性和可維護(hù)性的要求，還需在運(yùn)營期間通過實施合理的維護(hù)措施，才能達(dá)到運(yùn)行的安全性和可用性目標(biāo)。

圖1 軌道交通RAMS管理各要素間的相互關(guān)系

城市軌道交通作為市民的重要出行方式之一，人員密集，若發(fā)生意外事故，將產(chǎn)生嚴(yán)重社會影響，因此其安全性、可用性要求高；同時，作為大型基礎(chǔ)投資項目，其建設(shè)投資大，運(yùn)營成本高，因此經(jīng)濟(jì)性要求也高。

壽命周期內(nèi)成本與可靠度關(guān)系示意圖如圖2所示。由圖可知，RAMS指標(biāo)是建立在系統(tǒng)綜合成本的基礎(chǔ)上，若在建設(shè)期購置可靠性高的設(shè)備，則運(yùn)營期系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率便會降低，越能保證系統(tǒng)的安全、可靠，隨之運(yùn)營期成本也將降低。因此，可靠性、可用性、可維護(hù)性目標(biāo)不能無限制地提高，在盡可能提高各指標(biāo)時，應(yīng)以設(shè)備壽命綜合成本最低為優(yōu)。

圖2 壽命周期內(nèi)成本與可靠度關(guān)系示意圖

1.3 參考標(biāo)準(zhǔn)

軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)是有效保障軌道交通安全、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)之一。2008年，我國制定了《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》（GB/T 21562-2008）。該標(biāo)準(zhǔn)定義了RAMS各要素及其相互作用，詳述了軌道交通生命周期內(nèi)各階段的主要工作任務(wù)，規(guī)范了RAMS管理的流程，為RAMS管理在軌道交通的應(yīng)用提供了指引。

2 RAMS 在深圳市軌道交通4號線三期工程中的應(yīng)用

深圳市軌道交通4號線三期工程借鑒了香港鐵路有限公司及其附屬公司的RAMS管理經(jīng)驗，結(jié)合本項目特點(diǎn)，采取全新的RAMS管理手段。本項目在車輛、信號、站臺門、電扶梯等26個合約的專用規(guī)范中明確規(guī)定RAMS要求，各承包商結(jié)合項目特點(diǎn)及港鐵技術(shù)咨詢（深圳）有限公司（以下簡稱“港鐵公司”）要求，在項目設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、測試及調(diào)試等階段，開展系統(tǒng)保證相關(guān)工作，取得了良好的效果。

2.1 RAMS管理組織架構(gòu)及職能

項目初期，港鐵公司建立了如圖3所示的RAMS管理組織架構(gòu)，各項目組按專業(yè)劃分，由業(yè)主（港鐵公司）、設(shè)計、監(jiān)理、施工等各單位RAMS管理負(fù)責(zé)人組成，其中項目部與運(yùn)營部有關(guān)負(fù)責(zé)人擔(dān)任隱患管控員（Hazard Controller），他們組成系統(tǒng)安全工作小組（SSWG），負(fù)責(zé)系統(tǒng)保證方面的工作，并向港鐵公司安全管理委員會（SMC）進(jìn)行匯報。各角色的職能如表1所示。

2.2 程序文件

為明確各崗位工作職責(zé)，規(guī)范RAMS管理流程，確保RAMS管理符合公司安全管理策略，保證RAMS指標(biāo)達(dá)到既有期望值，在本項目初期訂立了《PD-L1-36 4號線三期隱患管理程序》。該程序為本項目RAMS管理的綱領(lǐng)性文件，確立了項目的RAMS管理方法，在項目建設(shè)期間通過多項減輕措施，盡早檢閱、識別、記錄、處理及關(guān)閉對其運(yùn)營造成影響的隱患項目，以確保運(yùn)營期的安全及可靠。

2.3 工作流程

4號線三期工程RAMS管理工作按照以下流程開展，各階段開展的主要工作如圖4所示。

2.3.1 規(guī)劃階段

（1）設(shè)計院依據(jù)行業(yè)規(guī)范規(guī)定及港鐵公司要求，并參考其他城市軌道交通經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)合本項目工程實際情況，將初步確定的RAM指標(biāo)分配至土建、車輛、信號、通信、供電、站臺門、電扶梯等系統(tǒng)。港鐵公司將RAMS指標(biāo)寫入各系統(tǒng)的招標(biāo)文件中，以確保承包商建造的系統(tǒng)能達(dá)到RAMS指標(biāo)要求。

圖3 RAMS管理組織架構(gòu)

表1 各角色的職能

圖4 4號線三期工程RAMS管理工作流程

（2）設(shè)計院首先根據(jù)過往項目經(jīng)驗及本項目特點(diǎn)，對所有系統(tǒng)進(jìn)行隱患辨別與評估；然后對照圖5所示的《風(fēng)險矩陣》定量分析識別的隱患等級，完成圖6所示的初版《隱患登記冊》。識別登記的各項隱患都有相應(yīng)的隱患管控員，所有隱患在系統(tǒng)設(shè)計、建造/測試、運(yùn)營、維護(hù)階段持續(xù)跟進(jìn)，直至完成減輕措施或該項隱患消除。

2.3.2 設(shè)計階段

（1）依據(jù)港鐵公司要求，設(shè)計單位與承包商編制《RAMS計劃》，說明如何計劃、管理及監(jiān)控在其服務(wù)范圍內(nèi)的整體系統(tǒng)RAMS要求，確保能夠有效地在設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、測試和初步運(yùn)營階段中落實相關(guān)設(shè)計目標(biāo)。

（2）各設(shè)計單位根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計特點(diǎn)或安全要求，識別其相關(guān)的潛在隱患，并列舉將采用的設(shè)計、運(yùn)營安全原則，工業(yè)守則或法例，評估系統(tǒng)設(shè)計是否符合相關(guān)的安全要求或設(shè)計特點(diǎn)，編制并提交《安全原則及規(guī)范要求的符合性評估報告》。

（3）在初版《隱患登記冊》的基礎(chǔ)上，承包商須對系統(tǒng)中存在的主要隱患因素進(jìn)行詳細(xì)分析，識別危害，并從設(shè)計、建造/測試、運(yùn)營、維護(hù)等四方面制定建議或減輕措施，匯總成第二版《隱患登記冊》。其中被評估為R1或R2風(fēng)險等級的隱患事項，必須盡快通過設(shè)計方法將風(fēng)險降低至R3或R4等級。只在沒有可行的設(shè)計辦法下，才考慮通過運(yùn)營、維修程序或為運(yùn)營及維修員工提供訓(xùn)練等方法解決。

圖5 風(fēng)險矩陣

圖6 隱患登 記冊

2.3.3 建造/測試階段

（1）港鐵公司每月召開SSWG會議，對隱患記錄進(jìn)行動態(tài)檢閱，對減輕措施進(jìn)行跟蹤關(guān)閉；同時，不定期開展危險與可操作性分析（HAZOP）工作坊，確保設(shè)計院、承包商、監(jiān)理方能充分理解RAMS管理的要求。

（2）承包商至少每季度要檢討并更新《隱患登記冊》中所有隱患解決的進(jìn)展，并提交更新后的《隱患登記冊》，直到項目開通試運(yùn)營。

（3）聘請獨(dú)立第三方安全評審單位對信號系統(tǒng)進(jìn)行安全評審及審計，確保信號系統(tǒng)的安全與可靠。

2.3.4 運(yùn)營/維護(hù)階段

（1）在缺陷通知期內(nèi)，港鐵公司工程師記錄有關(guān)系統(tǒng)的各種事故和故障，并提供給承包商做分析及確認(rèn)。承包商在收到港鐵公司工程師的更新通知后，7天內(nèi)應(yīng)對有關(guān)故障進(jìn)行分析，并提交報告給其進(jìn)行審批。

（2）在缺陷通知期限內(nèi)，承包商須每月提交監(jiān)控的RAM表現(xiàn)及確定補(bǔ)救措施有效性的臨時報告；直到缺陷通知期滿后，提交關(guān)于《可靠性、可用性和可維護(hù)性（RAM）證明報告》，證明已達(dá)到各項RAM目標(biāo)，其中須包括有關(guān)的資料和計算作為證明依據(jù)。

3 工作成果

3.1 隱患登記冊

港鐵公司針對本項目特點(diǎn)，綜合國內(nèi)外其他項目經(jīng)驗，從規(guī)劃階段的初步隱患及設(shè)計階段的詳細(xì)隱患分析，建造階段的隱患登記冊的持續(xù)更新，一直到開通試運(yùn)營隱患減輕措施的關(guān)閉，檢閱了4號線三期工程所有土建、機(jī)電合約，如表2、表3所示共識別出 531項隱患記錄，制訂2012項減輕措施（其中設(shè)計階段985項，建造/測試階段557項，運(yùn)營階段185項，維護(hù)階段285項）。項目結(jié)束時，所有設(shè)計、建造/測試階段的減輕措施已經(jīng)關(guān)閉，其他需要在運(yùn)營、維護(hù)階段繼續(xù)跟蹤措施實行且已經(jīng)交付給相關(guān)運(yùn)營部門的項目在4號線運(yùn)營階段應(yīng)繼續(xù)跟進(jìn)。隱患登記冊的建立及持續(xù)更新，消除了運(yùn)營期間可預(yù)見的安全隱患，為保障運(yùn)營期間的安全提供了有力的支撐。

表2 隱患登記冊數(shù)量統(tǒng)計表 項

表3 減輕措施完成情況 項

3.2 系統(tǒng)安全報告

為確保本項目平穩(wěn)接管及運(yùn)營，在項目開通前，港鐵公司針對本項目編制了《系統(tǒng)安全報告（System Safety Report，SSR）》，該報告系統(tǒng)地總結(jié)了項目在不同階段開展的RAMS管理及相應(yīng)工作成果。

項目部對所有系統(tǒng)已進(jìn)行隱患辨別、登記，且設(shè)計、建造/測試階段的減輕措施已完成并轉(zhuǎn)移至運(yùn)營隱患管控員。運(yùn)營部編制完成了《運(yùn)營維修手冊》，制定了備品備件控制和修正工作機(jī)制，員工已完成培訓(xùn)并取得對本地鐵系統(tǒng)操作及維修的相關(guān)資格。項目部與運(yùn)營部已充分交接，運(yùn)營已做好充分準(zhǔn)備，確保線路可以安全可靠地運(yùn)作。

3.3 推動 RAMS 的運(yùn)用

在城市軌道交通項目的建設(shè)過程中會運(yùn)用到一些安全保障的維修系統(tǒng)，但由于城市軌道交通系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，在實際運(yùn)用過程中會出現(xiàn)各種問題，RAMS管理能在城市軌道交通這樣大而復(fù)雜的項目中，確保系統(tǒng)生命周期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)成本效益，達(dá)到安全、可靠的運(yùn)營要求。但是，我國目前具有RAMS管理經(jīng)驗的人才較少，大多數(shù)設(shè)計院、承包商、監(jiān)理單位并不熟悉RAMS管理流程，缺乏RAMS管理理念，使其工作推進(jìn)較為困難。為此，港鐵公司在招標(biāo)文件中明確了RAMS管理要求，當(dāng)確定承包商后，立即組織開展崗前培訓(xùn)，幫助其建立RAMS管理框架。項目在設(shè)計、建造/測試、運(yùn)營各階段不定期開展HAZOP工作坊，識別、確定隱患的有效性；定期召開SSWG會議，評審所有已識別的隱患，確保隱患的減輕措施得到妥善跟蹤及處理；逐步培養(yǎng)設(shè)計院、承包商、監(jiān)理單位形成RAMS管理思維，確保相關(guān)方能夠充分理解系統(tǒng)保證要求，順利推進(jìn)系統(tǒng)保證工作。本項目培養(yǎng)了一批承包商，以及設(shè)計、監(jiān)理等管理人員，使其具備了一定的RAMS管理思維，明確了各單位職責(zé)，規(guī)范了工作流程，對今后RAMS管理在城市軌道交通項目中的推廣起到了積極的作用。

4 創(chuàng)新及運(yùn)用

4.1 以運(yùn)營需求為導(dǎo)向，創(chuàng)新運(yùn)用多項工具

《隱患登記冊》作為RAMS管理的重要工具之一，項目各階段識別的隱患均須登記在冊，而隱患的定量評估需依據(jù)《風(fēng)險矩陣》中的內(nèi)容。目前，國內(nèi)外規(guī)范對《風(fēng)險矩陣》的定義及規(guī)定較少，其中《城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范》（GB 50652-2011）從建設(shè)者的角度考慮建設(shè)過程中的風(fēng)險。根據(jù)風(fēng)險發(fā)生的可能性和損失，將風(fēng)險劃分為4個等級，形成如表4所示的《風(fēng)險登記標(biāo)準(zhǔn)》。

港鐵公司受此啟發(fā)，參照國內(nèi)外其他規(guī)范、城市軌道交通運(yùn)營發(fā)生的延誤或安全事件，大膽創(chuàng)新，從運(yùn)營者的角度，重點(diǎn)關(guān)注運(yùn)營安全及服務(wù)質(zhì)量，創(chuàng)造性地形成如圖5所示的《風(fēng)險矩陣》，并以此定量評估識別的隱患等級。在合理成本范圍內(nèi)，通過不同階段的減輕措施，盡可能降低該隱患發(fā)生的概率，形成了如圖6所示的《隱患登記冊》。這是港鐵公司在本項目中的一大創(chuàng)新舉措，在項目前期階段，就可識別、控制發(fā)現(xiàn)的隱患，以最小的代價保證后期運(yùn)營安全及服務(wù)質(zhì)量。

表4 風(fēng)險登記標(biāo)準(zhǔn)

4.2 隱患識別的運(yùn)用

在各階段，港鐵公司不斷利用HAZOP作為工具審視《隱患登記冊》的有效性及適應(yīng)性，持續(xù)補(bǔ)充完善《隱患登記冊》。在自動扶梯承包商進(jìn)場后，港鐵公司組織各參建單位就國內(nèi)外發(fā)生的多起自動扶梯夾傷乘客事件進(jìn)行HAZOP分析，發(fā)現(xiàn)此類事件是由于自動扶梯運(yùn)行過程中乘客站立的位置錯誤，致使其鞋、裙子、腳趾卡進(jìn)梯級與裙板之間間隙。在第一次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上，港鐵公司提出在如圖7所示的裙板側(cè)增設(shè)梯級警示燈帶。在設(shè)計階段將此類隱患發(fā)生的概率降至最低，可保障運(yùn)營期自動扶梯的安全。

4.3 多維度驗證 RAMS 數(shù)據(jù)

信號系統(tǒng)作為城市軌道交通運(yùn)營的“中樞系統(tǒng)”，其正確無誤的運(yùn)作是城市軌道交通運(yùn)營安全的關(guān)鍵。為確保本項目信號系統(tǒng)在運(yùn)營期間達(dá)到RAMS指標(biāo)要求，一方面，在項目設(shè)計階段，港鐵公司任命第三方顧問作為對信號系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、建造/測試整個周期的獨(dú)立安全評審員（Independent Safety Assessor，ISA），負(fù)責(zé)協(xié)助審查和監(jiān)察信號系統(tǒng)項目的工作，確保信號系統(tǒng)承包商的設(shè)計和開發(fā)工作符合國際相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時在審閱承包商開發(fā)的信號系統(tǒng)時已充分全面地考慮了安全要求，并確認(rèn)已按“最低合理可行（ALARP）”方式進(jìn)行管理；另一方面，信號系統(tǒng)承包商也聘請了其他的第三方評估單位，審計與評估信號系統(tǒng)的設(shè)計理念及原則、驗證與確認(rèn)、調(diào)試報告、用戶需求、試運(yùn)行指標(biāo)等方面，各方面經(jīng)評估合格后，才能頒發(fā)載客認(rèn)證，允許信號系統(tǒng)投入使用。兩家評估單位的雙重認(rèn)證，可充分保障運(yùn)營期間信號系統(tǒng)達(dá)到RAMS指標(biāo)要求。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)城市軌道交通項目快速發(fā)展，為保證運(yùn)營安全、可靠、準(zhǔn)時，取得良好的社會及經(jīng)濟(jì)效益，給市民提供更加便捷的出行體驗，可通過應(yīng)用RAMS管理技術(shù)體系和手段，在項目建設(shè)期間有效控制和管理系統(tǒng)RAMS及其要素間的沖突，實現(xiàn)最佳的RAMS組合，確保得到一個安全、可靠的城市軌道交通系統(tǒng)。目前，我國城市軌道交通項目RAMS管理技術(shù)尚處于起步階段，深圳市軌道交通4號線三期工程以運(yùn)營需求為導(dǎo)向，在項目過程中成功運(yùn)用RAMS進(jìn)行全過程的管理，為國內(nèi)其他項目引入并推廣RAMS管理提供了寶貴經(jīng)驗。

圖7 設(shè)計對比圖