摘 要：文章通過對國內(nèi)外軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及現(xiàn)狀的對比和分析，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外軌道交通RAMS技術(shù)及管理水平差距較大，國外軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相對完善，國內(nèi)軌道交通RAMS工作相對薄弱，遠不能滿足目前軌道交通的發(fā)展需求，還有相當(dāng)長的路要走，而且迫切需要制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、建立專業(yè)的RAMS團隊和信息數(shù)據(jù)庫。

關(guān)鍵詞：可靠性；可用性；可維修性；安全性；軌道交通；標(biāo)準(zhǔn)

高速鐵路的目標(biāo)是在規(guī)定時間內(nèi)保證列車的安全運行及旅客和工作人員的生命安全。安全問題的良好解決，可有效保證高速鐵路的運輸能力和社會效益。在鐵路高速、重載情況下，為保持和提高高速鐵路運輸能力及安全，以前很多學(xué)者對于鐵路信號的研究僅僅局限于系統(tǒng)可靠性的研究，目前已擴展到對系統(tǒng)可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可維修性（Maintainability）和安全性（Safety）的全面評估，即RAMS評估。

伴隨著我國軌道交通發(fā)展的進程，行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)特別是高速鐵路建設(shè)和動車組等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從無到有、從追趕到超越、從探索到成熟，各方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)顯著得到了提高。而國外軌道交通RAMS工程技術(shù)發(fā)展相對成熟，RAMS已成為先進軌道交通行業(yè)普遍采用的關(guān)鍵技術(shù)，法國、日本、英國、德國、美國等發(fā)達國家和地區(qū)均在軌道交通方面成功地實施了RAMS工程。其中以歐洲國家為代表，不僅建立了RAMS系列標(biāo)準(zhǔn)，使RAMS工程實現(xiàn)了系統(tǒng)化發(fā)展，還在其產(chǎn)品技術(shù)平臺上推廣RAMS工程，使軌道交通產(chǎn)品的可靠性、維修性和安全性等指標(biāo)得到了顯著提高。如香港地鐵、龐巴迪、阿爾斯通、西門子等世界知名運營商和企業(yè)，在公司內(nèi)部都制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并取得了很好的效果。我國要提高軌道交通的國際競爭力，必須開展RAMS工程，多數(shù)鐵路運營單位和地鐵公司已經(jīng)逐漸認識到其重要性。國內(nèi)軌道交通在2003年左右也已開始接觸RAMS，但至今仍處于起步階段。

1 RAMS標(biāo)準(zhǔn)體系及相互關(guān)系

有關(guān)鐵路RAMS的最早標(biāo)準(zhǔn)是英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會制定并頒布的EN50126：1999《鐵路應(yīng)用--可靠性、可用性、維修性和安全性的規(guī)范和驗證》。該標(biāo)準(zhǔn)是目前鐵路行業(yè)實施RAMS的基礎(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)對系統(tǒng)的RAMS（reliability、availability、maintainability和safety），即可靠性、可用性、可維護性和安全性進行了定義，同時規(guī)定了安全生命周期內(nèi)各個階段對RAMS的管理和要求。為了達到所規(guī)定的RAMS要求，必須在整個系統(tǒng)的生命周期內(nèi)有效控制影響RAMS的各種因素，即系統(tǒng)的隨機故障和系統(tǒng)故障。圖1所示為影響鐵路系統(tǒng)RAMS的各種因素及其相互之間的關(guān)系。我國GB/T21526-2008《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》對軌道交通應(yīng)用RAMS進行了較詳細地闡述和說明。表1為RAMS標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系。

2國外及我國港臺地區(qū)軌道交通RAMS

英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會制定并頒布的EN50126：1999《鐵路應(yīng)用--可靠性、可用性、維修性和安全性的規(guī)范和驗證》自正式生效以來，已成為歐洲各國軌道運營商和供貨商廣為采用的RAMS標(biāo)準(zhǔn)，也是目前軌道交通行業(yè)實施RAMS管理的基礎(chǔ)。后來又相繼推出了軌道交通應(yīng)用的安全標(biāo)準(zhǔn)：EN50128《鐵路應(yīng)用-通信、信號和處理系統(tǒng)-鐵路控制和防護系統(tǒng)軟件》和EN50129《鐵路應(yīng)用-通信、信號和過程控制系統(tǒng)-信號的安全相關(guān)電子系統(tǒng)》等。

了解上述系列標(biāo)準(zhǔn)后，歐美國家結(jié)合本國的特點，把軌道交通RAMS的評估要求列入本國的相關(guān)法規(guī)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，經(jīng)過多年的發(fā)展，已形成了覆蓋軌道交通系統(tǒng)整個生命周期的過程，其它國家和地區(qū)也以歐美的做法為參考，相繼開展了軌道交通的RAMS研究和評估。

歐洲鐵路從生產(chǎn)廠家開始就重視RAMS評估，如鐵路用戶在招標(biāo)購買列車時，不但對列車的結(jié)構(gòu)形式和性能（速度、功率、牽引力和動力性等）提出嚴(yán)格要求，而且還要對列車的RAMS提出定量指標(biāo)。如龐巴迪、西門子公司等很注重階段性的RAMS的研究和評估，把系統(tǒng)整個生命周期內(nèi)分為不同的階段，要求在不同階段提交不同的RAMS文件，只有前一階段的文件得到批準(zhǔn)，才能進入下個階段。龐巴迪參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有EN50126（IEC62278）、IEC61508、美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-785B，MIL-HDBK-217F-N2和MIL-HDBK-472。同時龐巴迪在項目投標(biāo)階段在RAMS方面也會廣泛征求承包商的意見，對所提指標(biāo)是否合適，經(jīng)過反復(fù)的溝通，使RAMS更具有可操作性和實際意義。

EN50126：1999《鐵路應(yīng)用--可靠性、可用性、維修性和安全性的規(guī)范和驗證》，該標(biāo)準(zhǔn)雖然成為歐洲各國的國家標(biāo)準(zhǔn)，但該標(biāo)準(zhǔn)主要是定性的規(guī)定，沒有給出定量的分析方法和模型。早在20世紀(jì)60年代，英國就規(guī)定了機車的可靠性定量指標(biāo)；日本國家鐵路于20世紀(jì)70年代對新干線高速列車大力開展RAMS工程方面的研究工作，日本擁有一套提高產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的獨特方法，不采用傳統(tǒng)RAMS的方法，而是將質(zhì)量和可靠性工作融合在一起實施。美國各鐵路公司、機車車輛制造公司應(yīng)用RAMS技術(shù)建立了完善的可靠性信息系統(tǒng)，并將RAMS技術(shù)貫穿于機車設(shè)計、制造、試驗、使用、維修和管理等各個環(huán)節(jié)，形成了系統(tǒng)工程。由此可見，國外軌道交通行業(yè)RAMS工作的研究已達到比較成熟的水平，并可為工程應(yīng)用提供有效的支持。

3 國內(nèi)軌道交通RAMS現(xiàn)狀

2015年3月31日國家鐵路局組織召開了第一次鐵路行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專題會議。近年來我國高速鐵路和城市軌道交通建設(shè)取得了世界矚目的成績，截止2015年底，全國鐵路營業(yè)里程12萬公里，其中高速鐵路營業(yè)里程1.9萬公里，居世界第二位。如今，高速列車以200～300km/h以上，甚至500km/h（高速磁浮列車）的速度運行。但我國在RAMS方面仍處于起步階段，與歐美國家有著不小的差距，但我國軌道交通產(chǎn)品的用戶和制造商已經(jīng)充分認識到了軌道交通行業(yè)RAMS工程的重要性，在2008年11月1日實施了GB/T21526-2008《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》指導(dǎo)性文件，雖等同采用了國際電工委員會的標(biāo)準(zhǔn)IEC62278：2002，但通用性不強。國內(nèi)大部分RAMS規(guī)定參考的標(biāo)準(zhǔn)為國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，例如，GJB299C《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》、GJB841《故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)》。我國目前只是局部建立了質(zhì)量與可靠性信息系統(tǒng)，利用各研發(fā)單位、生產(chǎn)和使用單位提供的質(zhì)量與可靠性信息進行分析和評價；重點產(chǎn)品已開始應(yīng)用RAMS工程技術(shù)，例如基于安全系數(shù)的可靠性工程設(shè)計、故障模式影響分析（FEMA）、可靠性框圖分析、故障樹分析、GO法、事件樹分析法（ETA）、馬爾科夫模型、Petri網(wǎng)、可靠性試驗等。這對提高軌道交通系統(tǒng)的安全性和可靠性起到了一定作用，但還不夠系統(tǒng)，可靠性技術(shù)的應(yīng)用范圍還受到很大局限。

目前，由于在軌道交通行業(yè)，不同的客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求也不同，不同的客戶有不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同樣國內(nèi)與國外的客戶也不同，使得展開RAMS評估工作的難度相對更大，總的來講，目前國內(nèi)軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)的特點與缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 缺乏行業(yè)RAMS標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)性文件

隨著科技的發(fā)展和市場競爭的需求，一些企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)開展FMECA（故障模式、影響及危害性分析）、FRACAS（故障信息閉環(huán)管理系統(tǒng)）等專項的RAMS評估工作，取得了一定的工程效果。國內(nèi)各大主機廠也很重視RAMS工作，主要開展的RAMS工作有故障信息閉環(huán)管理系統(tǒng)（FRACAS）、可靠性建模、FMEA、FTA、ETA、全壽命周期費用（LCC）、維修性預(yù)計分析等。但由于國內(nèi)各大企業(yè)之間存在競爭，都對各自的技術(shù)進行保密，資源很難得到共享。同時各個供應(yīng)商與主機廠的溝通不夠，雖然在簽訂的技術(shù)條件中要求提交RAMS的相關(guān)文件，但對供應(yīng)商沒有進行全程管控，即使是設(shè)計和生產(chǎn)階段。只在檢驗的時候看看是否有RAMS的相關(guān)文件，如果有就可以了，對于文件的正確與否不做研究。導(dǎo)致對文件的審核完全變成一種應(yīng)付或是走過程。這直接導(dǎo)致影響安全的措施整改不到位，RAMS水平很難提高。要提高RAMS水平，如果供應(yīng)商的主動性不能調(diào)動，整個系統(tǒng)安全性與可靠性不可能得到提高。對于關(guān)鍵供應(yīng)商應(yīng)定期開RAMS評審會，隨時掌握情況，相互交流，針對薄弱環(huán)節(jié)，提出改進和補償措施，進行設(shè)計優(yōu)化。軌道交通RAMS是個行業(yè)工程，只有全國鐵路相關(guān)企業(yè)聯(lián)合起來，形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，相互配合，才能提高行業(yè)整體的RAMS水平。

3.2目前的RAMS工程技術(shù)尚不能完全滿足行業(yè)需求，缺乏RAMS專業(yè)人員

RAMS的專業(yè)人員應(yīng)具有豐富的工程實踐經(jīng)驗，熟悉產(chǎn)品的設(shè)計、研制、生產(chǎn)、使用等每個環(huán)節(jié)。尤其要掌握怎樣通過實驗暴露產(chǎn)品的故障以及怎么排除故障。同時要掌握質(zhì)量與可靠性的基本理論知識。因為這些人員是企業(yè)可靠性工作組織、監(jiān)督和控制的主要骨干力量，同時還指導(dǎo)可靠性的相關(guān)工作，所以他們也應(yīng)具有善于與人溝通、相處和管理的能力。但實際上，在企業(yè)很難找到技術(shù)能力強、管理水平高，同時又能做好RAMS工作的人。

3.3 沒有建立系統(tǒng)的RAMS工程體系

目前，國內(nèi)對于系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性建模、可靠性預(yù)計與分配、危害因素分析、安全性分析、綜合定量評價等方面都是一些專家學(xué)者進行研究，但這些專家學(xué)者很多都是進行理論分析，與實際的系統(tǒng)或產(chǎn)品結(jié)合少，尤其是試驗數(shù)據(jù)缺乏，導(dǎo)致這些分析結(jié)果沒有真正影響設(shè)計，沒有找到故障率高的元器件、零部件。企業(yè)設(shè)計人員或設(shè)計團隊沒有開展故障模式、影響及危害性分析，但RAMS文件大多數(shù)由團隊自己完成，因而系統(tǒng)或產(chǎn)品故障模式分析不全面，發(fā)生概率估計不準(zhǔn)、預(yù)防或糾正措施過于籠統(tǒng)，導(dǎo)致很多估算結(jié)果具有不可操作性等。最終設(shè)計工作與RAMS工作脫節(jié)，導(dǎo)致設(shè)計沒有考慮可靠性、維修性等指標(biāo)與經(jīng)濟性指標(biāo)的權(quán)衡。可靠性評審是可靠性管理的一項重要工作，目前我國沒有或很少做可靠性工程方面的評審，可靠性評審是一種運用及早告警的原理和同行專家評議的原則，充分利用專家群體的智慧和經(jīng)驗彌補開發(fā)團隊和個人可能的不足和局限，對產(chǎn)品研發(fā)過程中的可靠性設(shè)計、制造、試驗等各項工作進行監(jiān)控的管理手段。RAMS評審與設(shè)計評審必須同步進行，同時有關(guān)工藝、質(zhì)量、售后人員都應(yīng)參與。

3.4 缺乏行業(yè)RAMS信息數(shù)據(jù)庫

RAMS水平的提高，離不開故障數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)我國缺乏行業(yè)RAMS基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，有些企業(yè)建立了FRACAS（故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)），但由于不能共享，導(dǎo)致RAMS很難開展；另外還有些企業(yè)建立了FRACAS系統(tǒng)，但是記錄的信息缺乏參考價值。企業(yè)建立FRACAS就是對故障加以管理的一種有效方法，也是企業(yè)可靠性管理的一項重要的工作內(nèi)容。如果運行的效果好，既能有效改進和提高新研制系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性，又能給企業(yè)在新產(chǎn)品研發(fā)中提供借鑒，防止類似故障的再次發(fā)生。

4 結(jié)束語

以上通過對國內(nèi)外軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及現(xiàn)狀的對比分析，國內(nèi)外軌道交通RAMS技術(shù)及管理水平差距較大，國外尤其是發(fā)達國家軌道交通都建立了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有專業(yè)RAMS工作團隊，制定了工作程序，技術(shù)管理水平高。國內(nèi)軌道交通對于RAMS工作的開展相對比較薄弱，缺乏專業(yè)的RAMS工作團隊。要提高我國軌道交通RAMS標(biāo)準(zhǔn)水平，必須從源頭即鐵路供應(yīng)商、運營商、到各大系統(tǒng)集成商等開始抓起，制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，統(tǒng)一的管理理念，資源共享，嚴(yán)格評審，才能做到RAMS標(biāo)準(zhǔn)水平的真正提升。

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