基于场景的城轨交通试运营基本条件评估中设备测试检验方案研究

张利宽 吴苏婷 杨远舟

基于场景的城轨交通试运营基本条件评估中设备测试检验方案研究

张利宽 吴苏婷 杨远舟

摘 要：在城市轨道交通建设周期中，试运营基本条件评估是运营开通前的重要环节，设备测试检验是评估的重要组成部分，全面有效地检测将保障开通试运营后的运营安全和客运服务质量。为此，从我国试运营基本条件评估的实际情况出发，结合联调联试和运营管理历史经验，提出了基于场景的测试检验方案，具体包括：测试思路、测试内容、测试步骤、效果评估等，并以站台火灾场景为案例进行分析。研究表明，场景测试法具有测试简单直观，测试内容涵盖全面的特点，为试运营基本条件评估提供了技术支持，辅助做出客观的决策。

关键词：城市轨道交通；试运营基本条件评估；测试检验；场景测试法

张利宽：交通运输部科学研究院城市交通研究中心，工程师，北京 100026

1　试运营基本条件评估中设施设备测试检验现状

在城市轨道交通建设周期中，试运行和试运营是正式运营之前的2个极其重要的环节。试运行阶段是在完成联调联试的静态联调和动态联调之后，对设施设备的安全能力、可靠能力等方面进行检验，不载客运行的阶段[1]。试运营阶段是在对工程验收合格，系统安全性、可靠性等相关指标达到要求的情况下，进行的载客运营阶段[2]。随着我国轨道交通行业的发展，为了控制工作质量、保障安全运营，很多业内专家都意识到，轨道交通项目在试运营前，应对试运营条件进行评估[3]。 在交通运输部下发交运发〔2011〕236号《关于加强城市轨道交通运营管理的通知》中，明确要求城市轨道交通新建线路在投入运营前，要严把试运行基本条件关，要强化联调联试技术和检测手段，对城市轨道交通系统进行安全性、技术性的全面检验，确保运营安全。在国务院国发〔2012〕64号《关于城市优先发展公共交通的指导意见》通知中，提出要高度重视城市轨道交通的建设、运营，完善试运营审核和第三方安全评估制度。

随着城市轨道交通行业的发展，试运营基本条件评估已经在全国范围内多次成功开展，包括北京、上海、广州、西安、哈尔滨等多个城市的多条运营线路已经顺利通过评估[4]。目前，国内已经实现100%新线开通进行评估，为城市轨道交通运营单位设备移交和试运营起到了质量把控作用。然而，设施设备的测试检验作为试运营基本条件评估中的核心环节，由于测试检验技术尚不完备，没有相关标准规范等原因，还存在许多问题。

目前，我国在城市轨道交通试运营基本条件评估中，设备测试检验的实施，多数采用专家现场观察的方法，使用简单的手持工具，仅凭专家经验对工程质量进行检查[3, 5]。这种做法对于表面问题，依靠历史经验可以发现，但是，对于各系统设备集成并投入运营后的安全性、可用性和可靠性的检验，仅凭直观察看是远远不够的，所以需要研究系统的、可操作性强的测试方案，对城市轨道交通系统进行安全可行的全面测试检验，用以支持城市轨道交通试运营基本条件评估。

2　试运营基本条件评估设备测试检验方案

2.1基于场景法的测试检验解决思路

场景法以场景为决策基础，通过观察场景测试过程中的各方反应，辅助最终决策[6]。场景是从用户的角度来描述系统的运行行为，由一系列的相关活动组成的，反映系统未来预期的使用过程的测试案例。使用场景法进行决策是一个重要的研究方向,此方法已在很多领域得到了应用[7～11]。

将基于场景的测试检验方法引入到城市轨道交通试运营基本条件评估中，对设备进行综合、系统的测试检验，这是对城市轨道交通试运营基本条件评估设备测试检验的一大创新，能够很好地弥补传统方法的短板，克服不能深入测试、仅靠专家经验评估、不够科学的缺点。能够更加客观、真实地反映实际问题，提升设备质量，帮助建设和运营单位提升设备运用水平。

在前人评估决策技术的基础上，提出了基于场景的设施设备动态检测评估方法。其主要思想为：从我国试运营基本条件评估的实际情况出发，结合历史联调联试和运营经验，提炼常见多发问题，使用先进的科技检测手段，利用科学的管理方法，设计合理的测试场景，形成基于场景的城市轨道交通设备安全状态动态检测实施方案，为城市轨道交通试运营基本条件评估提供技术支持。在构建评估场景过程中，遵循了以下原则：

（1）应有利于促进运营单位对移交设备质量的把控；

（2）应对常见多发的问题进行重点测试；

（3）应考虑到测试检验的整体性、联动性，对系统接口和集成进行测试，而不局限于单系统；

（4）应考虑在极限情况下，对设备稳定性测试。

2.2基于场景的设备测试检验方案构建

测试检验方案的构建主要分为3个步骤，包括场景资料的收集、评估内容的确定、场景测试检验方案的形成。

2.2.1场景资料的收集

场景收集是评估方案设计的基础，只有丰富准确的现场一手资料，才能反映出真实的设备运用情况。因此，在资料收集期间，调研了国内20多个城市轨道交通建设和运营单位，收集以往建设或运营过程中发生的设备故障问题，查看设计文件，收集联调联试过程中的调度日志、设备使用维护手册、设备安装调试记录等文档资料并对收集到的问题进行了整理分析。

2.2.2评估内容的确定

评估主要对象涵盖车辆、信号、通信、供电、综合监控等关键设备，测试内容偏重于设备的系统接口功能验证和整体运用情况，包括针对系统的功能、性能以及运行参数等方面的测试。整体测试方案的设计还应该考虑到各运营线路的特点，比如对于新建线路的测试和延长开通线路的测试应该区别对待。

图1　城市轨道交通设备测试检验主要内容

将测试检验内容划分为系统性能、运营场景和运行参数3种类型。系统性能类是对系统间磨合的状况进行量化测试，包括轨道平顺性、列车弓网关系等测试场景。运营场景类是指在运行情况下，动态测试各系统和系统间的设备使用情况，主要有列车安全防护测试、列车区间阻塞联动、车站火灾场景等测试场景。运行参数类是在列车运行期间对系统的运输相关能力的测试，主要有列车按图行车测试、列车追踪能力测试等。图1为城市轨道交通设备测试检验的主要内容。

2.2.3场景测试检验方案的形成

将收集到的问题进行整理分析，增加发生时间、地点、发生原因等因素。然后将问题按照车辆、信号、通信、供电、线路、综合监控几个方面进行归类。并根据故障发生的频率进行排序，以确定应该重点检测的部位。另外，对故障发生的原因进行深入分析，总结归纳故障产生原因的种类，从根源出发，在设计测试场景时，充分考虑到引发故障的不同因素。

测试场景的设计应考虑到测试的整体性，为此，设计了十几个包含多设备的综合场景进行测试。场景法存在的问题之一是很难体现事件发生的详细过程，为克服这个问题，制定了具有过程处理记录的考核表，对每个测试步骤或者测试动作的操作结果进行记录，确保不遗漏关键步骤，为最终的测试结果判定提供依据。

场景测试检验方案包括测试目的、测试工具、参测人员、测试步骤、评判标准、测试记录表几个主要组成部分。在测试步骤中，详细地描述了测试检验的内容，及测试过程中测试人员的执行动作。在评判标准部分，提供了判断测试结果是否合格的依据。测试记录表是专门为每项测试案例设计的记录表格，对每个步骤进行详细记录。

图2以车站火灾场景为例，描述了车站火灾场景的测试案例中各方动作。此场景以火灾为核心事件，通过旁站观察员，观测相关设备在火灾情况下的设备状态转换动作、报警提示信息。通过任务触发命令，观察进路排放、车辆运行、ATP功能验证、车站紧急按钮按下后反应等情况。

对于测试结果的判断，在每个测试案例中，专门增加了测试结果的判断标准，以对比确定结果的正确性。测试结果的判断有的需要通过查阅设计文件方能确定结果的正确性，故在测试案例设计之前，应由相关单位提供设计图纸、设计说明书等文件。

基于场景测试法，测试检验方案最终形成了涵盖城市轨道交通各专业的综合测试场景，在具体测试检验方案构建时，只需根据不同被测线路的特点，选取特定的场景案例，即可快速形成测试方案。

图2　火灾测试场景各方动作图

图3　城市轨道交通设备测试检验评估流程

3　方案的应用实施

设备安全状态检测工作由评估的组织单位牵头组织与管理，城市轨道交通的建设方、运营方和各子系统的承包商参与。测试检验工作包括筹备、实施、分析总结和收尾3个阶段。其中筹备阶段展开踏勘、收集资料、组织人员、选定工具、分析安全隐患并设计测试场景，根据设计的结果编制测试计划和测试细则；实施阶段则首先需要完成人员和工具的进场和培训，此后开展现场测试，并根据测试完成情况及时调整测试计划，控制测试进度，同时，试运营评估组织单位还需要就测试进展情况和存在问题与各相关单位及时沟通与协调，保证测试的质量和进度；在现场测试完成后，进入分析总结和收尾阶段，经过数据分析，总结测试结果并编制测试报告，试运营评估组织单位将测试报告连同其他文档一并移交给建设和运营单位，测试检验工作结束。图3为城市轨道交通设备测试检验评估流程。

城市轨道交通设备测试检验工作中产生了大量文档，主要有测试检验工作大纲、总体计划、测试细则、工作手册、质量安全管理日志、测试报告等。文档管理是测试工作的重要组成部分，应制定并严格遵守相关管理制度：首先，测试工作涉及的文档的编制时间和编制内容有很大差异，因此，有必要在开展测试工作之前全面了解文档构成和不同文档之间的联系，编制和维护文档提交表，确定总共有多少文档、各文档的编制责任部门及人员、文档提交时间和文档接收部门等内容；其次，应对文档的版本进行管理，保证每一版文档有唯一并可辨识的文档编码；然后，应建立并始终贯彻文档审核制度，确保文档的严肃性和可追溯性；最后，应妥善保管文档，并进行多重备份，避免文档的损坏遗失以及向无关人员扩散。件评估过程中与设备检测相关的工作具有可追溯性，能够详细地记录测试事件触发的设备动作，使得最终决策能够做到有据可查，实现测试检验的动态化。

4　方案的实施效果

基于场景案例的测试检验方法，已在多条线路的试运营基本条件评估中得到了应用，这种方案与传统的通过专家现场观察及采用简单手持工具对设施设备工程质量进行检查的方法相比优点非常明显。

（1）测试内容更加全面，涵盖了通信、信号、车辆、轨道线路、机电设备等10多个相关系统，包括正常运营场景、系统降级运营场景及火灾、大面积停电等紧急场景，验证了系统和接口在不同场景下能否满足对应的运营需求。

（2）方案的实施改变了传统方法中设备状态的检查依赖专家个人经验，集中在专家评估会议期间进行检查的情况，在测试中，使各子系统在协调联动运用情况下的能力得到测试验证，而这正是传统方法不能做到的。

（3）通过计划管理和文档管理实现有效的进度控制，确保基本条

参考文献

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[2] GB/T 30013-2013. 城市轨道交通试运营基本条件[S]. 2013.

[3] 杨远舟，贾文峥，刘超，等. 我国城市轨道交通试运营评估现状及对策建议[C]//中国城市规划年会论文集. 江苏南京. 2011.

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[11] 尤德康，柴守权. 三起突发林业有害生物事件应急处置案例分析[J]. 中国森林病虫，2010（2）.

责任编辑 毛 静

Scheme of Equipment Test in Basic Condition Assessment of Transit Commissioning based on Scene

Zhang Likuan, Wu Suting, Yang Yuanzhou

Abstract:The assessment of the basic conditions for the commissioning actual situation in China, by taking into consideration of historical experience of the joint commissioning and operation management, the paper puts forward test and inspection schemes based on scene and site conditions, including test method, test content, test procedure, and effect evaluation, and analysis of the station platform fi re disaster scene and site as a case study. The research shows that the scene test method is simple and intuitive, and has the characteristics of comprehensive test content, which provides the technical support for commissioning basic condition assessment, and provides assistance to support an objective decision making.

Keywords:urban rail transit, operation basic condition assessment, test and inspection, scene test method

收稿日期2015-01-22

基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费项目（20144801）

中图分类号：U231