鐵路數字工程認證體系研究

摘要：隨著鐵路信息化、數字化深入推進，其在設計、建造、運維各階段積累了大量的數字工程產品，提升鐵路數字工程質量十分必要。基于數字工程認證工作的研究現狀，結合鐵路工程建設的實際需要，提出適用于鐵路行業的數字工程認證體系總體架構，確定鐵路數字工程認證的實施框架、流程框架與標準體系框架，深入研究數字工程檢驗檢測的關鍵要素，并探索標準數字化的實現方法。最后，以西成鐵路（甘青段）項目為例，開展橋隧專業數字工程服務認證實踐，為鐵路數字工程認證發展提供理論參考與實踐指導。

關鍵詞：數字工程認證；認證體系；檢驗檢測；標準數字化

0"引言

隨著信息技術的迅猛發展，數字工程質量已成為推動各行各業數字化轉型的關鍵因素^[1]。自2015年來，國務院、住建部、中央網信辦等政府部門相繼發布了一系列關于數字轉型及認證互認的政策文件，明確要求建立并完善評估機制，這些都為數字工程的認證與發展提供了強有力的政策支持。

在鐵路行業，信息化、數字化工作取得了顯著進展，貫穿于設計、建造、運維等全生命周期，積累了大量的鐵路數字工程產品。然而，數字工程在交付過程中也暴露出諸多問題，如交付模型精細度不明確、交付與實際需求不符、信息不全且可用程度不高等^[2]。目前，鐵路行業尚未形成完整的鐵路數字工程認證理論體系，認證體系的范圍及目錄尚不清晰，且未能涵蓋工程項目的全生命周期。同時，自動化檢驗檢測技術的缺失，也給推動數字工程認證體系的建立帶來了挑戰。梁慶福^[3]從我國數字化發展戰略角度，對鐵路數字工程認證體系的先進性和有效性進行了深入論述，為本文提供了重要的理論參考；劉彥明等^[4]結合西十高鐵和酒額鐵路項目案例，對數字工程產品認證與檢驗檢測技術的應用進行了深入研究，為本文提供了有力的實踐支撐。

鑒于以上背景，本文旨在探討鐵路數字工程認證體系及其在鐵路工程建設全生命周期的應用，以及如何通過自動化檢驗檢測技術推動數字工程認證體系的建立與完善，以期為提升鐵路數字工程質量、推動數字工程規范化發展提供科學系統的指導。

1"鐵路數字工程認證總體架構與體系框架

1.1"總體架構

鐵路數字工程是指對采用建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）、人工智能（AI）、大數據（Big Data）、物聯網（IoT）和移動互聯網等信息技術，結合先進建造理論方法，實現建設項目全過程、全要素、全參與方數字化的軌道交通工程。鐵路數字工程認證是指對鐵路數字工程提供者的產品質量、服務質量及組織能力的第三方合格評定活動^[5]。鐵路數字工程認證基于相關的標準和規范進行，認證對象包括產品質量、服務質量，以及組織能力等多個方面，認證范圍涵蓋設計、施工、運維全生命周期，具有客觀性、全面性和權威性。

鐵路數字工程認證總體架構包含智能技術、標準基礎、平臺機構支撐、認證實施4個層級， 鐵路數字工程認證體系總體架構圖如圖1所示。

具體而言，智能技術以數據流轉技術、自動檢驗檢測技術、標準數字化技術、AR/VR技術等新一代信息技術為手段，開展鐵路數字工程認證工作^[6]。標準基礎整合了包括ISO 19650標準系列的國際標準、國家標準、行業標準、企業標準、項目標準在內的多級標準體系，為鐵路數字工程認證提供了堅實的理論基礎和標準支撐。平臺機構支撐涵蓋了鐵路數字工程認證管理平臺和檢驗檢測機構的建設和評價工作，主要負責支持鐵路數字認證工作的實施^[7]。認證實施考慮了鐵路工程項目全生命周期中的全要素和全參與方，將認證工作細分為產品認證、服務認證、管理體系認證和人員認證四大類，以確保鐵路數字工程的質量。

1.2"體系框架

1.2.1"認證實施框架

鐵路數字工程認證實施框架主要涵蓋產品認證、服務認證、管理體系認證和人員認證4個維度^[8]，其界定了不同鐵路數字工程認證類型的核心概念，確定了各類認證中涉及的認證對象，鐵路數字工程認證實施框架如圖2所示。

鐵路數字工程產品認證是一種確保鐵路數字工程產品符合標準和其他規范性文件要求的證明方式，其目的是保障數字產品的質量^[9]。基于產品的特點，將數字工程產品認證的對象按照專業與用途分為工程數字化服務設備、站前專業數字工程和站后專業數字工程。

數字工程服務認證是指對數字工程服務提供者在服務過程中向服務對象所提供的服務進行的合格評定活動，服務質量和服務過程信息交付能力是數字工程服務認證的核心內容^[10]。基于服務工作開展的特點，將服務認證的對象根據不同的服務主體分為面向勘察設計單位的數字工程設計服務能力認證、面向施工單位的數字工程施工深化服務能力認證、面向業主單位的建設管理服務能力認證，以及面向設備廠商的制造裝配服務能力認證。

鐵路數字工程管理體系認證旨在驗證一個組織是否已經實施了與其方針及相關數字工程管理體系標準相一致的體系，以有效管理其活動、產品和服務的相關方面。基于不同的認證標準，將管理體系認證對象分為基于ISO 19650的信息管理體系、信息安全管理體系、信息技術服務體系管理體系與資產管理體系。

人員認證是一種驗證手段，旨在確保相關從業人員達到評價方案設定的標準，這些標準涵蓋了人員的數字化能力培訓和考核^[11]。基于不同階段、不同層級和職能的人員將人員認證對象分為對應認證工程師的認證類、對應項目和信息管理工程師的管理類、對應軟件開發和應用工程師的技術類。

產品認證、服務認證、管理體系認證、人員認證對比表見表1。

1.2.2"認證流程框架

鐵路數字工程認證流程框架基于不同類別認證的區別與特點分為產品、服務、管理體系認證和人員認證兩大類^[5]。

產品、服務、管理體系認證在認證活動之前，被認證方應進行認證準備工作，準備充分后提交申請材料至認證機構。認證機構受理申請，按照有關規定評審申請，制定審核方案，與被認證方確認方案后簽訂合同，完成認證策劃。認證實施過程中，認證機構制訂審核計劃，并根據審核計劃指派審核組，開展管理體系認證審核、服務認證審查或產品認證檢查工作，并在審核結束后做出決定，頒發認證證書。認證完成后，被認證單位應接受監督，認證單位開展定期監督工作，并根據實際情況開展證書變更或暫停撤銷工作。產品、服務、管理體系認證流程如圖3所示。

對于需開展認證的人員，應由其向認證機構提交認證申請。認證機構在接收到申請后，會對被認證人員的相關信息予以審核，審核通過后向培訓方提交培訓任務。培訓方受理該任務后，著手制定并確認培訓方案，進而確定具體的培訓工作安排，完成培訓策劃工作。培訓方依據既定的培訓方案開展培訓及相應的考試，并出具考核報告。認證方則依據這份考核報告做出認證決定，若符合要求便頒發認證證書，至此正式完成認證流程。人員認證流程如圖4所示。

1.2.3"標準體系框架

鐵路數字工程認證標準體系分為三級結構：第一級為通用基礎、實施應用、支撐技術三大類；第二級包括通用標準、管理標準、產品認證標準、服務認證標準、管理體系認證標準、人員認證標準、檢驗檢測標準和其他標準；第三級為可擴展類目，包含具體已發布的和計劃發布的標準，其中，《軌道交通數字工程認證指南》作為鐵路數字工程認證工作開展的通用標準，引領整個標準體系，為鐵路數字工程認證提供了堅實的理論基礎和標準支撐。數字工程認證標準體系如圖5所示。

2"鐵路數字工程檢驗檢測關鍵技術

2.1"數字工程檢驗檢測要素

對數字工程的檢驗檢測是鐵路數字工程認證中重要的一部分，鐵路行業專業眾多且復雜，需確定檢驗檢測屬性信息、幾何信息、分類信息、空間位置信息4個方面的要素，并明確檢測流程，確保檢驗檢測的全面性和客觀性^[12-13]。本文梳理了分類信息、屬性信息、幾何信息、空間位置信息相關要素。

其中，分類信息主要指基于 IFD和EBS 及相關標準的鐵路專業設備、數字模型、數字工程的分類，分類信息檢測涉及的工程實體類別涵蓋設計期和施工期的工程實體，以及接口工程實體；屬性信息包括但不限于身份屬性（如唯一標識符）、形狀及空間位置屬性（如長度、寬度、跨度、高度等）、資產屬性（如造價、使用年限等）、技術參數（如設計荷載、結構類型等）、項目信息等；幾何信息包括基礎尺寸（如截面尺寸）、結構尺寸（如截面輪廓）等；空間位置信息指按設計規范、施工規范及驗收規范要求，在其規定范圍內與相關固定參照物具有特定關系的空間要求信息。

2.2"模型自動化審核技術

在數字工程認證檢驗檢測流程中，當前的標準一致性審查普遍依賴于人工對模型文件的逐一檢驗。然而，這種傳統的人工審查方式不僅效率低下，還常常面臨較高的漏審風險^[14]。隨著計算機技術的日新月異，將標準的自然語音轉化為機器可讀的計算機語言，成為提升檢驗檢測工作效率的有效途徑。標準條文的數字化流程是一個復雜但系統性的過程，旨在將非結構化的標準文本轉化為結構化的數據模塊，將傳統的紙質標準文獻轉換為可編輯和搜索的格式（如XML、JSON等），以便更方便地存儲、檢索、傳播、共享和應用^[15]。利用標準數字化實現“機器-標準-數據”之間的互操作，將不同標準的內容進行自動組合，基于自然語言處理、知識圖譜等技術，實現數字工程模型標準數字化。

將非結構化的標準文本轉化為結構化的數據模塊后，將轉譯的schema作為審核規則集，將模型轉化為中間數據格式IFC導入自動審核軟件，利用模型IFC格式中的基本信息，制定模型數據提取算法，提取模型構件的分類信息、屬性信息、幾何信息和空間位置信息，對比提取的模型數據與審核規則集，生成模型檢查結果，可實現模型屬性完整性、檢驗檢測正確性。

3"鐵路數字工程認證體系試點實踐與驗證

2023年，西成鐵路（甘青段）中鐵十八局集團數字工程橋梁與隧道專業服務認證項目開展，該項目對中鐵十八局承建的西成鐵路（甘青段）XCTJ12標施工階段“化隆站左右線特大橋”“昂思多隧道”進行數字工程服務認證，完成了鐵路行業首個橋隧專業數字工程服務認證工作。該項目結合了鐵路數字工程服務應用特點，西成鐵路（甘青段）XCTJ12標施工階段數字工程服務認證流程如圖6所示。認證流程如下：

3.1"項目啟動會

組織召開項目啟動會，明確認證項目的目標和實施計劃，以及被認證方需要實施的工作內容。

3.2"現場認證工作準備

（1）由BIM技術專家組成標準編制小組，基于國際認證系列標準ISO 19650，結合“化隆站左右線特大橋”“昂思多隧道”實際數字工程工作開展情況，編制項目標準《鐵路數字工程橋梁專業施工階段服務認證標準》《鐵路數字工程隧道專業施工階段服務認證標準》，作為后續認證工作的指導標準，并嚴格執行。

（2）培訓宣貫。由BIM技術專家、審核員、檢驗檢測技術人員組成調研，依據ISO 19650、《軌道交通數字工程認證指南》《鐵路數字工程橋梁專業施工階段服務認證標準》及《鐵路數字工程隧道專業施工階段服務認證標準》，對項目被認證方的數字工程項目管理能力、模型產品質量進行調研交流，了解現狀與標準的符合程度，并對被認證方項目及BIM負責人開展相關標準培訓。

（3）實驗室檢測。檢驗檢測單位根據梳理的數字工程分類信息、屬性信息、幾何信息、空間位置信息等相關要素標準，制定相應的橋隧專業鐵路數字工程檢驗檢測標準。基于檢驗檢測標準，開展標準數字化工作，研發橋隧數字工程檢測系統，以計算機自動檢測與人工檢測相結合的形式，對項目被認證方的數字工程產品質量進行審查，并出具審查結果，實驗室檢測內容與結果見表2。

（4）認證材料準備。對“化隆站左右線特大橋”和“昂思多隧道”的數字工程服務進行全面梳理，整理相關申請材料，包括企業資質、項目概況、數字工程服務流程、管理體系文件、技術文檔等，確保材料的并進行修改與完善，完整性和準確性。

（5）現場檢查方案。編制并確認審核方案，確保雙方對審核流程和要求有清晰理解，明確雙方的權利和義務，以及現場審查的時間表。

3.3"現場審查

依據相關標準，在項目現場對被認證方的數字工程項目管理能力、體系文件、數字化應用能力、數字化服務能力進行審查，主要包含質量保證能力審查與模型現場一致性檢查。審核員負責具體審查工作的開展與記錄，BIM技術專家負責審核過程的把控與抽檢。結合實驗室檢測與現場檢測的結果，由認證方宣布認證結果，并提出改進建議，待改進完成后，頒發認證證書。

3.4"證后管理

按計劃開展定期檢查工作，尚未發生證書變更與撤銷。該試點驗證了數字工程服務認證流程，形成了成套規范的數字工程服務認證體系文件，為后續服務認證提供了模板，顯著提升了施工單位數字工程創建、應用與服務質量。

4"結語

對鐵路數字工程認證體系的研究對于推動鐵路行業智能化轉型、保障工程質量和安全、促進技術創新和標準化、提升行業競爭力，以及促進相關產業發展等方面的重要意義，為鐵路行業的高質量發展提供了有力支撐。該體系的建立是鐵路建設全生命周期管理的重要創新，對行業未來發展方向的積極探索，通過實踐應用，為鐵路行業在智能化、信息化方面的轉型升級提供了可行路徑與方案。未來，隨著數字工程認證工作的持續推進，可繼續深化研究，拓展認證范圍，涵蓋更多專業領域，為鐵路行業的高質量發展注入新的動力。

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