基于可信性的城市軌道交通質(zhì)量基礎(chǔ)體系研究

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(yùn)量和高效率等優(yōu)勢(shì)，成為解決我國(guó)城市交通問題的首選。城市軌道交通是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，我國(guó)在建設(shè)速度和運(yùn)營(yíng)規(guī)模方面引領(lǐng)世界，但快速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)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(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施（NQI）技術(shù)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(shù)體系，提出智能化時(shí)代NQI綜合技術(shù)應(yīng)用解決方案十分必要。

關(guān)鍵詞：國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)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(guó)家把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，對(duì)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重視程度持續(xù)加深，全面推進(jìn)建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系和城市軌道交通的進(jìn)程。習(xí)近平總書記多次強(qiáng)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(shè)綠色城市、智能城市的有效途徑。”在城市軌道交通產(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(shì)。同時(shí)城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展離不開科學(xué)有效的城市軌道交通的質(zhì)量基礎(chǔ)體系，這也是我國(guó)城市軌道交通產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化和自主可控的必經(jīng)之路。因此對(duì)軌道交通質(zhì)量基礎(chǔ)的研究是十分必要和緊迫的。

1 我國(guó)城市軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

截至2023年年底，全國(guó)共有55個(gè)城市開通運(yùn)營(yíng)城市軌道交通線路29 9條，運(yùn)營(yíng)里程約986 0公里，日均運(yùn)送乘客超過8300萬人次。我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅猛，在諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車，用了數(shù)十年的時(shí)間完成了歐美國(guó)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(shì)，是解決城市交通問題的最有效途徑。

作為國(guó)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(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》和《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》的重點(diǎn)內(nèi)容。引領(lǐng)和高速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)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(shù)已無法滿足城市軌道交通運(yùn)維的需求，國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)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(shù)亟需進(jìn)一步研究和完善。

2 NQI發(fā)展現(xiàn)狀及重要性

國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施（N a t i o n a l Q u a l i t yInfrastructure，簡(jiǎn)稱NQI）是21世紀(jì)初新產(chǎn)生的概念，目前已發(fā)展成國(guó)際社會(huì)廣泛采用的質(zhì)量工具。NQI不僅是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵，更對(duì)創(chuàng)造一個(gè)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(huì)各界對(duì)NQI認(rèn)識(shí)的逐漸深入，現(xiàn)階段NQI已經(jīng)不僅僅局限于計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)和合格評(píng)定，還包括質(zhì)量政策和市場(chǎng)監(jiān)管這兩部分重要組成內(nèi)容，同時(shí)質(zhì)量生態(tài)鏈的關(guān)注度正逐步上升。

對(duì)于城市軌道交通而言，NQI各要素均面臨著技術(shù)制約，例如：配套計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)的不完善、標(biāo)準(zhǔn)采用非自主可控、合格評(píng)定自主研發(fā)能力不足、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)和實(shí)際建設(shè)過程中呈現(xiàn)碎片化、真正支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的NQI構(gòu)建一體化方案的缺失等因素。目前國(guó)內(nèi)的各項(xiàng)要素與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距，并存在關(guān)鍵技術(shù)空白。因此，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性的同時(shí)進(jìn)一步提高城市軌道交通服務(wù)水平，需要科學(xué)有效的城市軌道交通NQI體系，尤其在對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、管理體系和服務(wù)水平等方面，通過標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量、認(rèn)可協(xié)同推動(dòng)檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證高質(zhì)量發(fā)展，為行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高安全、高環(huán)保、高健康提供支撐，同時(shí)通過市場(chǎng)監(jiān)管督促企業(yè)提供符合要求的產(chǎn)品和服務(wù)，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(chǔ)研究與探索

可信性是指產(chǎn)品、系統(tǒng)、過程和服務(wù)的可靠性、可用性、可維護(hù)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(jì)性的內(nèi)涵?？尚判怨芾硪呀?jīng)成為高質(zhì)量發(fā)展時(shí)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(shù)體系，是解決智能化時(shí)代城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證的關(guān)鍵。

城市軌道交通質(zhì)量基礎(chǔ)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(lǐng)，以新型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，智能傳感計(jì)量設(shè)備裝置為載體，基于可信性核心指標(biāo)體系，創(chuàng)新合格評(píng)定模式，制定可信性標(biāo)準(zhǔn)體系，完善技術(shù)協(xié)同和數(shù)字化NQI綜合管理，建立以可信性認(rèn)證為核心的新型城市軌道交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理機(jī)制。對(duì)于城市軌道交通全生命周期各階段進(jìn)行統(tǒng)籌，提出產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生態(tài)機(jī)制，以聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)為牽引，計(jì)量和認(rèn)證檢測(cè)技術(shù)為支撐，構(gòu)建以認(rèn)證為核心的軌道交通質(zhì)量安全基礎(chǔ)創(chuàng)新體系，通過提出可信性認(rèn)證制度評(píng)價(jià)體系，適應(yīng)城市軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，找準(zhǔn)安全性、可靠性、可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性的平衡點(diǎn)，發(fā)揮NQI服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用，實(shí)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(chǔ)體系研究構(gòu)建城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證技術(shù)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(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)化關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用示范，具體可開展以下5方面研究與探索。

（1）合格評(píng)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(hù)性和安全性）之間的關(guān)系，圍繞城市軌道交通可信性合格評(píng)定關(guān)鍵技術(shù)，開展國(guó)際國(guó)內(nèi)技術(shù)對(duì)比分析。通過梳理城市軌道交通可信性標(biāo)準(zhǔn)體系框架和評(píng)價(jià)技術(shù)方法，形成以典型產(chǎn)品研究為主體，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可靠度及平均故障間隔時(shí)間的定量化認(rèn)識(shí)，完善可信性合格評(píng)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(jì)學(xué)算法，為研究示范應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

（2）計(jì)量研究

城市軌道交通具有時(shí)變屬性的安全相關(guān)量值扁平化溯源傳遞新方法和計(jì)量保障技術(shù)需求，針對(duì)智能監(jiān)測(cè)和運(yùn)行等系統(tǒng)智能傳感裝置，遠(yuǎn)程在線的新型計(jì)量檢測(cè)技術(shù)是關(guān)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(cè)速測(cè)距技術(shù)和雙波束毫米波雷達(dá)多普勒測(cè)速測(cè)距技術(shù)的速度與制動(dòng)距離測(cè)量裝置方案設(shè)計(jì)，提出基于高精度水平轉(zhuǎn)臺(tái)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(cè)速測(cè)距技術(shù)的速度與制動(dòng)距離計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。在計(jì)量檢測(cè)新技術(shù)方面，重點(diǎn)在于開展在線和遠(yuǎn)程計(jì)量技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，傳感器在線遠(yuǎn)程特性分析、在位檢測(cè)狀態(tài)和數(shù)字化技術(shù)研究等。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化研究

目前常用的城市軌道交通體系標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 22163、GB/ T33615、GB/ T 36657等，應(yīng)以這些標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)體系框架，制定基于可信性的城市軌道交通管理體系標(biāo)準(zhǔn)，能提高行業(yè)管理水平和整體績(jī)效，證實(shí)可信性的城市軌道交通質(zhì)量基礎(chǔ)體系的運(yùn)營(yíng)管理能力。

（4）NQI數(shù)字化協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究

開展計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、合格評(píng)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(shù)管理系統(tǒng)，針對(duì)設(shè)備儀器、計(jì)量及檢測(cè)數(shù)據(jù)、認(rèn)證體系服務(wù)數(shù)據(jù)、第三方需求分析、標(biāo)準(zhǔn)模塊代碼編制等開展研究，以解決數(shù)字化NQI綜合技術(shù)管理系統(tǒng)和遠(yuǎn)程計(jì)量等關(guān)鍵問題。

（5）應(yīng)用示范研究

做好應(yīng)用示范是檢驗(yàn)科學(xué)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(shù)協(xié)同工程應(yīng)用技術(shù)實(shí)施方案。其次建立以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，可信性認(rèn)證為核心，計(jì)量、檢驗(yàn)檢測(cè)為技術(shù)支撐的生態(tài)產(chǎn)業(yè)治理機(jī)制。最后借助數(shù)字化NQI綜合技術(shù)管理系統(tǒng)，獲得可信性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通NQI技術(shù)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(shù)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(shù)是構(gòu)建城市軌道交通全生命周期質(zhì)量保證技術(shù)體系的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量、合格評(píng)定、質(zhì)量政策和市場(chǎng)監(jiān)管的高質(zhì)量發(fā)展是NQI協(xié)同技術(shù)發(fā)展的根本，對(duì)于各要素而言，來自國(guó)際國(guó)內(nèi)的挑戰(zhàn)層出不窮，對(duì)我國(guó)城市軌道交通的可信性質(zhì)量基礎(chǔ)體系建設(shè)與發(fā)展提出如下建議。

（1）完善國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)開展城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，建立城市軌道交通裝備設(shè)施選型技術(shù)指導(dǎo)規(guī)范，發(fā)揮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)作用，建立完善的城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)體系，積極參與國(guó)際組織和標(biāo)準(zhǔn)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(cè)認(rèn)證不可分割，我國(guó)認(rèn)證機(jī)構(gòu)數(shù)量多但不強(qiáng)，領(lǐng)域多但不專，鼓勵(lì)和支持國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)做大做強(qiáng)，加快重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)品認(rèn)證布局，建立城市軌道交通全生命周期可信性管理平臺(tái)，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(chǎng)主體活力，維護(hù)及健全國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)生態(tài)，借助數(shù)字化技術(shù)，將城市軌道交通質(zhì)量、安全和智能有機(jī)結(jié)合，通過數(shù)字化NQI綜合技術(shù)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可信性數(shù)據(jù)的管理優(yōu)化，做好應(yīng)用示范，打造成功樣板，助力我國(guó)城市軌道交通NQI高質(zhì)量發(fā)展。

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