国际铁路联盟(UIC)标准化现状研究及合作建议

2019-04-24 00:54
铁道标准设计 2019年5期
关键词:标准化铁路领域

夏 炎

(中国铁路经济规划研究院有限公司,北京 100038)

1 概述

随着国家“一带一路”倡议的不断实践,海外铁路项目日益增多,对中国铁路标准的需求也越来越迫切。中国铁路标准国际化的方式主要有3种:一是国际项目中直接采用中国标准,例如2017年正式通车的非洲蒙内铁路,全部采用中国标准、中国技术和中国装备;二是项目根据合同规定,部分采用中国标准;三是将中国标准技术内容纳入国际标准,通过采用这些国际标准,相当于间接使用了中国标准。标准问题是一个国家和地区的技术核心,涉及到商业和经济利益乃至安全等诸多方面,因此实际海外工程能采用第一种方式的非常少,相较而言,第三种方式是目前较为行之有效的标准国际化方式,通过主动参与国际标准的制修订,把中国铁路标准技术内容纳入其中,既便于不同国家接受中国铁路标准,又推广了中国铁路技术[1-4]。

国际铁路联盟(UIC)作为促进国际铁路合作与发展的国际组织,发布国际铁路标准(IRS),该国际标准在世界范围内具有一定影响力。近年来,中国铁路与UIC合作紧密,中国相关企业承担了多项UIC国际铁路标准的制定,例如中国铁路经济规划研究院主编了UIC《高速铁路实施》系列标准,对高铁规划、建设、运营提供了技术指导[5-11]。

本文将研究UIC标准化现状,分析其面临的主要问题,解读《UIC铁路标准化战略》中提出的解决方案,最后提出中国铁路与UIC标准合作的建议。

2 国际铁路联盟(UIC)标准化现状

UIC是以欧洲成员国为主导的国际性组织,其标准化工作必然受欧盟标准化体系的影响。目前欧盟存在大量与铁路设计、施工、运营及维护有关的标准,既有欧盟的法律法规、欧盟标准(EN)和各国国家标准,又有国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)等的国际标准,同时还有许多诸如UIC一样的协会、社团组织等编制的标准;参与标准编制的主体也各式各样,有的是国家铁路公司,有的是设备制造商,还有社会团体等。标准化工作复杂而又充满挑战。

2.1 标准类型与相互关系

UIC最初是由欧洲非政府铁路组织组成,后来扩大到欧洲以外的一些国家的铁路组织,因此其标准化工作与欧洲标准体系密切相关[12]。在欧洲标准体系中,级别最高的是欧盟铁路指令(Interoperability Directive),主要解释为什么要做这些铁路规定。第二级的是欧洲铁路互联互通性技术规范(TSIs),主要解决哪些内容需要被规定,用于支撑欧盟铁路指令。第三级是各方标准,用于具体规定铁路如何设计,使TSIs得以落地实施,这些标准包括了欧盟标准、UIC标准以及各国的国家标准等。具体等级关系见图1。

图1 标准等级示意

欧盟铁路指令与TSIs均属于强制性要求,而标准则提供自愿性的细节要求以及其相应的评价标准。这些自愿性的细节要求与评价标准要满足强制性要求。TSIs只对和互联互通密切相关的主要内容进行规定,而具体引导用户执行TSIs以及更好地发展商业作用的任务则交给了各方自愿性标准。

目前自愿性标准又分为两种类型,一类是系统标准(Process-related standards),一类是产品标准(Product-related standards)。系统标准是对铁路特定的子系统进行功能性和系统性的规定,包括主要的安全和质量标准及评定方法。例如,对铁路列车制动系统的要求被纳入相关系统性标准,所有制动系统中的零部件(再生装置、制动块、制动盘等)需相互协调配合,以确保列车准确控制和停靠。产品标准是对铁路子系统中的零部件进行功能性和系统性的规定,包括产品的主要安全和质量标准及评定方法,对招标采购行为十分重要。例如,铁路列车制动块或制动盘的产品标准规定了该产品的形状、尺寸、原料等要求,确保制动块或盘单体运行良好,从而保障整个铁路系统的安全和高效运行。

2.2 标准化组织机构

欧洲标准化领域有许多机构,其中比较重要的有欧盟铁路局(European Union Agency for Railways, ERA)、欧洲标准化组织、UIC以及其他标准化组织机构。

欧盟铁路局(ERA)协助欧盟和其成员落实欧盟铁路指令,负责发行TSIs。在其官网上可以免费查阅和下载TSIs。TSIs的制定遵循以下原则:一是单一性,每条条文规定单一的商业需求;二是可追溯性,每条条文都有详细解释,能够查到制定的目的和商业需求,能够和至少一条欧盟铁路指令规定相对应;三是每条条文要由独立机构进行评估,要提出评判标准。欧盟铁路局还参与有关标准化工作,主要职责是确保制定的标准都满足TSIs要求,这些自愿性标准或是对TSIs进行规定补充,或是提供满足TSIs要求的详细设计方案。

欧洲标准化组织是指欧洲标准化委员会(CEN)、欧洲电工标准化委员会(CENELEC)以及欧洲电信标准化协会(ETSI)。CENELEC主要承担电工电子工程领域的标准化工作,ETSI承担电信技术与工程领域的标准化工作,而CEN承担其他领域的标准化工作,例如建筑工程、土木工程等。它们负责欧洲标准(Euro Norms,ENs)的制定、发布与推广。ENs标准涵盖了各个领域,其中和铁路相关的ENs标准主要用于支撑TSIs标准的落实。

UIC作为标准制定机构,为铁路运营单位提供优良的服务[13-15]。UIC主要的标准出品物是“国际铁路方案”(International Railway Solutions,IRS),也就是以前的UIC活页(UIC leaflets)。UIC比其他一般的组织在编制相关铁路方面的技术文件、标准方面都更有经验。IRS是经过多方共同讨论、协商一致的产物,它积极满足铁路运营单位的商业需求,并与其运营要求相一致,对铁路的高效设计、施工、运营和维护等提出通用方法和评判标准。UIC不是国际及欧洲标准化组织,但一直以提高铁路运输效益为目标与相关标准化组织密切合作。

除以上所述标准化组织外,各国也都有自己的标准化机构,来制定符合自己国家法律的标准,例如德国标准协会(DIN),英国标准协会(BSI)。各国制定的国家标准应符合TSIs技术要求。此外,国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)在铁路领域也制定相关标准规范。

3 国际铁路联盟(UIC)标准化主要问题

面对世界铁路在高铁技术推动下的新一轮发展,以及庞杂的国际标准化现状,目前UIC标准化工作主要面临以下问题。

3.1 重量不重质

第一个不足就是标准化被认为是万能的解决方法,这导致标准制定更追求数量而非质量。太多铁路领域非常详尽的标准也阻碍了行业间的相互学习借鉴,例如在航天或自动化领域非常成熟有效的标准很难被铁路行业采用。

这样的问题可以通过设计以商业需求为导向的标准化程序结构来解决。在制定新标准时,有必要对其立项的必要性进行再次确认,是否需要对该系统或产品制定标准。同时当在欧洲范围内制定了新标准后,各国相应的同等标准应废止,从而避免重复标准的存在,同时提高标准的质量和通用性。

3.2 标准化机构过多

太多标准化机构对同样的系统、同样的产品编制标准,这导致标准在铁路路网互联互通性上缺乏足够的考虑。同样的,标准的经济性或者是否有商业需求都没有得到足够的论证。

3.3 标准站位不够高

许多标准制定仅是立足于自己国家的情况,而非站在整个铁路商业需求的基础上。因此,标准中会出现相互矛盾、甚至不相关的内容。这也会导致标准中出现许多含糊的要求,对安全带来隐患。标准的含糊要求同时对第三方的认证工作带来困难。

3.4 标准适用范围狭窄

某一专业领域标准化不断加强的结果是导致越来越多精细化标准产生,这些标准更注重特殊的细节而非把整个铁路系统作为一个整体进行考虑,标准的适用范围狭隘地定位在某个孤立的系统或产品。这些为特定功能制定的标准最终会带来专用的解决方案和越来越昂贵的、点对点的软硬件措施。这对技术的兼容性和互联互通性起到反作用。

3.5 缺乏经济性评估

标准在制定和发行时应以满足某个专业领域的商业需求为目的。现在越来越多的标准在发行前缺乏经济性分析和产生影响评价,对标准采用后可能引起的效果没有预估。

3.6 缺乏专业性工作方法

为铁路系统的设计、施工、运营和维护提供以商业为中心的用户友好的系列标准,需要建立持续的标准专业性工作方法。而目前这种专业性工作方法非常缺乏。缺少为编制标准服务的中心数据库和信息化支撑平台。其中一个比较明显的例子是对术语的使用,在铁路领域缺乏对术语的单一定义数据库,同样一个“safety(安全性)”在不同的标准中竟有50多种不同的解释,这会带来质量隐患。

3.7 在主流标准化工作框架外

标准化机构按照性质不同可以分为三类。一是官方指定的标准化组织,例如国际上的ISO、IEC等,欧盟体系下的CEN、CENELEC、ETSI等,国家体系下的DIN、BSI等。二是由企业自发组织成立的或是某领域内组织成立的标准化协会,例如美国电气和电子工程师协会(IEEE),在电气领域影响力大,其制定的标准也具有国际通用性。三是以UIC为代表的标准制定机构,以技术经济性为核心竞争力,提供自愿性的标准服务。目前主流的标准化工作集中在官方指定的标准化组织中,其标准制定流程更严谨,权威性更强,公众认可度更高。而UIC等标准制定机构的标准化工作,则在主流标准化工作的框架外,与官方指定标准化组织的联系还不够密切,无法紧跟世界标准化发展的步伐。

4 改进方法

为解决以上标准化问题,UIC在2016年制定了《UIC铁路标准化战略》,提出重新设计UIC标准制定流程和标准化组织形式,以更加专业的标准化管理、更加透明有效的信息共享以及对用户商业需求的精准定位来提高标准竞争力。

4.1 重新设计UIC标准制定流程

为解决UIC标准化工作所面临的问题,需重新设计UIC标准制定流程。首先要做的就是提高UIC标准的核心竞争力,而核心竞争力就体现在最大限度地满足用户的商业需求。

应聚焦经济高效的系统性解决方案,提高铁路的安全可靠性,同时降低维护成本。以用户实际情况和信息化积累的数据为基础,制定高效、技术兼容且利于创新发展的技术标准。这些标准能够优化铁路系统的设计、施工、安装、运营与维护,为用户提供更好的服务。

重新设计UIC标准制定流程要以保证互联互通、铁路网的整体性和高效性为目标,以市场驱动为动力,同时满足严格的铁路安全与乘客权益规定。新的标准制定流程聚焦整个铁路网的商业需求,最大程度地吸收铁路领域以及其他领域的以商业需求为导向的创新技术。所有的相关方都可以基于此制定产品和系统标准,以供选择,在此过程中,将以对整个铁路系统的技术性、经济性贡献为评判标准,最终具有技术经济性优势的标准将被作为UIC的IRS正式发布。

同时UIC的标准化工作要加强与ISO、IEC、CEN等官方指定标准化组织的合作联系,融入主流标准化工作框架中。

4.2 重新设计UIC标准化组织形式

UIC标准化组织形式也要以更加开放的态度进行设计。首先是开放铁路标准化领域,积极从其他行业吸取技术创新成果,其他行业的技术创新有时能激发铁路自身的创新灵感。

铁路行业的解决方案并不仅限于编制标准,必须重新审视每项标准的必要性,对标准的商业价值做出合理评估,重质不重量,编制精品标准。

应减少欧盟范围内的国家标准数量,鼓励更多地采用各方公认的国际性、区域性标准,提高互联互通,减少相互矛盾。

在合适的技术领域可采用其他行业的优质标准来解决铁路技术问题,例如航空、航天、自动化等领域。铁路的特殊要求可作为附件附在相关标准后。

最后对于整个铁路网高效发展非常重要的标准应免费提供,公众可从官方网站免费下载,让更多的人了解认识其先进性,从而增强使用意愿。

4.3 我国铁路标准化组织采取的措施

为进一步加强与UIC的标准化合作,促进中国铁路标准国际化,我国铁路标准化组织已经做了许多工作。

一是积极承揽举办UIC国际活动。2010年在北京举办了UIC第七届世界高速铁路大会,2016年、2017年先后两次与UIC联合主办“铁路合作·发展论坛”。

二是在UIC中担任要职。为加强话语权,我国铁路组织代表在UIC中争担要职。目前,有中国铁路总公司领导在UIC中担任主席等领导职务,同时中国铁道科学研究院在UIC也派有常驻代表。

三是积极承揽UIC国际标准制修订。结合《UIC铁路标准化战略》提出的要求和目标,我国标准化组织在自身具有优势的技术领域为UIC提供标准服务。例如,2017年中国铁路经济规划研究院承担编写了UIC《高速铁路实施系列标准》,在此之前UIC标准体系内还没有高速铁路系统成套的综合性建设标准,通过参与UIC标准编写,在技术上纳入无砟轨道(CRTSIII)、列控系统(C2、C3)等具有我国自主知识产权的核心技术,提升UIC标准技术经济性的同时,推广我国高铁优势技术。

5 建议

通过以上措施,UIC在国际标准化工作中的地位将更加重要,其标准将更具有影响力。作为积极寻求国际合作发展的中国铁路,应继续保持与UIC的密切联系,可结合其标准化战略,进一步加强标准化合作。

(1)积极承担UIC标准编制。作为让世界更好接受中国技术标准的方式,积极参与承担编写国际性标准,利于将我国铁路的技术要求纳入其中。UIC标准化战略中明确欢迎各方参与其标准制定工作。利用好UIC的标准化平台,利于实现我国铁路标准的国际化。

(2)提供经济高效的优质标准。UIC标准化战略中要求以满足用户的商业需求为目标,最终选用技术经济性好的标准。我国铁路标准具有覆盖全面、系统完整、技术先进的特点,特别是高速铁路技术取得了举世瞩目的成就。我们有能力为UIC提供优质高效、技术经济性优的标准规范,向世界推广中国铁路的先进技术。可选择具有中国铁路技术优势的标准优先推向UIC标准平台。

(3)学习借鉴。UIC标准化战略中提出要加强与其他标准化组织和其他领域的合作交流。2019年UIC研究课题提案中就包含有对自动驾驶技术、新能源燃料技术在铁路领域的应用研究。通过UIC平台,可以获悉更多的铁路标准及研究信息,相关标准技术内容和其他领域的先进技术对我国铁路技术发展创新也会有许多启发和帮助。

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