RAMS 在城市轨道交通建设管理中的应用

张自太，蔡伟森，吴启中，廖 斌，莫 璐

（港铁技术咨询（深圳）有限公司，广东深圳 518109）

1 RAMS 管理简介

1.1 定义

RAMS管理是指在系统生命周期的各个阶段，为确保产品的可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维护性（Maintainability）及安全性（Safety）而采取的一系列管理和技术活动，有时也称之为“系统保证管理”。

轨道交通系统RAMS管理是ISO 9001质量管理规范在轨道交通领域的应用与延伸，指在一定的条件下，管理者为确定和满足系统的RAMS管理要求，从系统的角度出发，对轨道交通系统进行控制和影响的所有活动。

1.2 RAMS 管理各要素间的关系

轨道交通系统中，RAMS管理各要素（可靠性、可用性、可维护性和安全性）之间存在紧密的联系，任何一个要素都会影响系统的整体表现，其相互关系如图1所示。轨道交通各系统不仅需满足可靠性和可维护性的要求，还需在运营期间通过实施合理的维护措施，才能达到运行的安全性和可用性目标。

图1 轨道交通RAMS管理各要素间的相互关系

城市轨道交通作为市民的重要出行方式之一，人员密集，若发生意外事故，将产生严重社会影响，因此其安全性、可用性要求高；同时，作为大型基础投资项目，其建设投资大，运营成本高，因此经济性要求也高。

寿命周期内成本与可靠度关系示意图如图2所示。由图可知，RAMS指标是建立在系统综合成本的基础上，若在建设期购置可靠性高的设备，则运营期系统出现故障的概率便会降低，越能保证系统的安全、可靠，随之运营期成本也将降低。因此，可靠性、可用性、可维护性目标不能无限制地提高，在尽可能提高各指标时，应以设备寿命综合成本最低为优。

图2 寿命周期内成本与可靠度关系示意图

1.3 参考标准

轨道交通RAMS标准是有效保障轨道交通安全、可靠运行的基础之一。2008年，我国制定了《轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例》（GB/T 21562-2008）。该标准定义了RAMS各要素及其相互作用，详述了轨道交通生命周期内各阶段的主要工作任务，规范了RAMS管理的流程，为RAMS管理在轨道交通的应用提供了指引。

2 RAMS 在深圳市轨道交通4号线三期工程中的应用

深圳市轨道交通4号线三期工程借鉴了香港铁路有限公司及其附属公司的RAMS管理经验，结合本项目特点，采取全新的RAMS管理手段。本项目在车辆、信号、站台门、电扶梯等26个合约的专用规范中明确规定RAMS要求，各承包商结合项目特点及港铁技术咨询（深圳）有限公司（以下简称“港铁公司”）要求，在项目设计、生产、安装、测试及调试等阶段，开展系统保证相关工作，取得了良好的效果。

2.1 RAMS管理组织架构及职能

项目初期，港铁公司建立了如图3所示的RAMS管理组织架构，各项目组按专业划分，由业主（港铁公司）、设计、监理、施工等各单位RAMS管理负责人组成，其中项目部与运营部有关负责人担任隐患管控员（Hazard Controller），他们组成系统安全工作小组（SSWG），负责系统保证方面的工作，并向港铁公司安全管理委员会（SMC）进行汇报。各角色的职能如表1所示。

2.2 程序文件

为明确各岗位工作职责，规范RAMS管理流程，确保RAMS管理符合公司安全管理策略，保证RAMS指标达到既有期望值，在本项目初期订立了《PD-L1-36 4号线三期隐患管理程序》。该程序为本项目RAMS管理的纲领性文件，确立了项目的RAMS管理方法，在项目建设期间通过多项减轻措施，尽早检阅、识别、记录、处理及关闭对其运营造成影响的隐患项目，以确保运营期的安全及可靠。

2.3 工作流程

4号线三期工程RAMS管理工作按照以下流程开展，各阶段开展的主要工作如图4所示。

2.3.1 规划阶段

（1）设计院依据行业规范规定及港铁公司要求，并参考其他城市轨道交通经验数据，结合本项目工程实际情况，将初步确定的RAM指标分配至土建、车辆、信号、通信、供电、站台门、电扶梯等系统。港铁公司将RAMS指标写入各系统的招标文件中，以确保承包商建造的系统能达到RAMS指标要求。

图3 RAMS管理组织架构

表1 各角色的职能

图4 4号线三期工程RAMS管理工作流程

（2）设计院首先根据过往项目经验及本项目特点，对所有系统进行隐患辨别与评估；然后对照图5所示的《风险矩阵》定量分析识别的隐患等级，完成图6所示的初版《隐患登记册》。识别登记的各项隐患都有相应的隐患管控员，所有隐患在系统设计、建造/测试、运营、维护阶段持续跟进，直至完成减轻措施或该项隐患消除。

2.3.2 设计阶段

（1）依据港铁公司要求，设计单位与承包商编制《RAMS计划》，说明如何计划、管理及监控在其服务范围内的整体系统RAMS要求，确保能够有效地在设计、开发、生产、测试和初步运营阶段中落实相关设计目标。

（2）各设计单位根据系统的设计特点或安全要求，识别其相关的潜在隐患，并列举将采用的设计、运营安全原则，工业守则或法例，评估系统设计是否符合相关的安全要求或设计特点，编制并提交《安全原则及规范要求的符合性评估报告》。

（3）在初版《隐患登记册》的基础上，承包商须对系统中存在的主要隐患因素进行详细分析，识别危害，并从设计、建造/测试、运营、维护等四方面制定建议或减轻措施，汇总成第二版《隐患登记册》。其中被评估为R1或R2风险等级的隐患事项，必须尽快通过设计方法将风险降低至R3或R4等级。只在没有可行的设计办法下，才考虑通过运营、维修程序或为运营及维修员工提供训练等方法解决。

图5 风险矩阵

图6 隐患登 记册

2.3.3 建造/测试阶段

（1）港铁公司每月召开SSWG会议，对隐患记录进行动态检阅，对减轻措施进行跟踪关闭；同时，不定期开展危险与可操作性分析（HAZOP）工作坊，确保设计院、承包商、监理方能充分理解RAMS管理的要求。

（2）承包商至少每季度要检讨并更新《隐患登记册》中所有隐患解决的进展，并提交更新后的《隐患登记册》，直到项目开通试运营。

（3）聘请独立第三方安全评审单位对信号系统进行安全评审及审计，确保信号系统的安全与可靠。

2.3.4 运营/维护阶段

（1）在缺陷通知期内，港铁公司工程师记录有关系统的各种事故和故障，并提供给承包商做分析及确认。承包商在收到港铁公司工程师的更新通知后，7天内应对有关故障进行分析，并提交报告给其进行审批。

（2）在缺陷通知期限内，承包商须每月提交监控的RAM表现及确定补救措施有效性的临时报告；直到缺陷通知期满后，提交关于《可靠性、可用性和可维护性（RAM）证明报告》，证明已达到各项RAM目标，其中须包括有关的资料和计算作为证明依据。

3 工作成果

3.1 隐患登记册

港铁公司针对本项目特点，综合国内外其他项目经验，从规划阶段的初步隐患及设计阶段的详细隐患分析，建造阶段的隐患登记册的持续更新，一直到开通试运营隐患减轻措施的关闭，检阅了4号线三期工程所有土建、机电合约，如表2、表3所示共识别出 531项隐患记录，制订2012项减轻措施（其中设计阶段985项，建造/测试阶段557项，运营阶段185项，维护阶段285项）。项目结束时，所有设计、建造/测试阶段的减轻措施已经关闭，其他需要在运营、维护阶段继续跟踪措施实行且已经交付给相关运营部门的项目在4号线运营阶段应继续跟进。隐患登记册的建立及持续更新，消除了运营期间可预见的安全隐患，为保障运营期间的安全提供了有力的支撑。

表2 隐患登记册数量统计表 项

表3 减轻措施完成情况 项

3.2 系统安全报告

为确保本项目平稳接管及运营，在项目开通前，港铁公司针对本项目编制了《系统安全报告（System Safety Report，SSR）》，该报告系统地总结了项目在不同阶段开展的RAMS管理及相应工作成果。

项目部对所有系统已进行隐患辨别、登记，且设计、建造/测试阶段的减轻措施已完成并转移至运营隐患管控员。运营部编制完成了《运营维修手册》，制定了备品备件控制和修正工作机制，员工已完成培训并取得对本地铁系统操作及维修的相关资格。项目部与运营部已充分交接，运营已做好充分准备，确保线路可以安全可靠地运作。

3.3 推动 RAMS 的运用

在城市轨道交通项目的建设过程中会运用到一些安全保障的维修系统，但由于城市轨道交通系统本身的复杂性，在实际运用过程中会出现各种问题，RAMS管理能在城市轨道交通这样大而复杂的项目中，确保系统生命周期内能够实现持续成本效益，达到安全、可靠的运营要求。但是，我国目前具有RAMS管理经验的人才较少，大多数设计院、承包商、监理单位并不熟悉RAMS管理流程，缺乏RAMS管理理念，使其工作推进较为困难。为此，港铁公司在招标文件中明确了RAMS管理要求，当确定承包商后，立即组织开展岗前培训，帮助其建立RAMS管理框架。项目在设计、建造/测试、运营各阶段不定期开展HAZOP工作坊，识别、确定隐患的有效性；定期召开SSWG会议，评审所有已识别的隐患，确保隐患的减轻措施得到妥善跟踪及处理；逐步培养设计院、承包商、监理单位形成RAMS管理思维，确保相关方能够充分理解系统保证要求，顺利推进系统保证工作。本项目培养了一批承包商，以及设计、监理等管理人员，使其具备了一定的RAMS管理思维，明确了各单位职责，规范了工作流程，对今后RAMS管理在城市轨道交通项目中的推广起到了积极的作用。

4 创新及运用

4.1 以运营需求为导向，创新运用多项工具

《隐患登记册》作为RAMS管理的重要工具之一，项目各阶段识别的隐患均须登记在册，而隐患的定量评估需依据《风险矩阵》中的内容。目前，国内外规范对《风险矩阵》的定义及规定较少，其中《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB 50652-2011）从建设者的角度考虑建设过程中的风险。根据风险发生的可能性和损失，将风险划分为4个等级，形成如表4所示的《风险登记标准》。

港铁公司受此启发，参照国内外其他规范、城市轨道交通运营发生的延误或安全事件，大胆创新，从运营者的角度，重点关注运营安全及服务质量，创造性地形成如图5所示的《风险矩阵》，并以此定量评估识别的隐患等级。在合理成本范围内，通过不同阶段的减轻措施，尽可能降低该隐患发生的概率，形成了如图6所示的《隐患登记册》。这是港铁公司在本项目中的一大创新举措，在项目前期阶段，就可识别、控制发现的隐患，以最小的代价保证后期运营安全及服务质量。

表4 风险登记标准

4.2 隐患识别的运用

在各阶段，港铁公司不断利用HAZOP作为工具审视《隐患登记册》的有效性及适应性，持续补充完善《隐患登记册》。在自动扶梯承包商进场后，港铁公司组织各参建单位就国内外发生的多起自动扶梯夹伤乘客事件进行HAZOP分析，发现此类事件是由于自动扶梯运行过程中乘客站立的位置错误，致使其鞋、裙子、脚趾卡进梯级与裙板之间间隙。在第一次设计联络会上，港铁公司提出在如图7所示的裙板侧增设梯级警示灯带。在设计阶段将此类隐患发生的概率降至最低，可保障运营期自动扶梯的安全。

4.3 多维度验证 RAMS 数据

信号系统作为城市轨道交通运营的“中枢系统”，其正确无误的运作是城市轨道交通运营安全的关键。为确保本项目信号系统在运营期间达到RAMS指标要求，一方面，在项目设计阶段，港铁公司任命第三方顾问作为对信号系统设计、开发、建造/测试整个周期的独立安全评审员（Independent Safety Assessor，ISA），负责协助审查和监察信号系统项目的工作，确保信号系统承包商的设计和开发工作符合国际相关安全标准的要求，同时在审阅承包商开发的信号系统时已充分全面地考虑了安全要求，并确认已按“最低合理可行（ALARP）”方式进行管理；另一方面，信号系统承包商也聘请了其他的第三方评估单位，审计与评估信号系统的设计理念及原则、验证与确认、调试报告、用户需求、试运行指标等方面，各方面经评估合格后，才能颁发载客认证，允许信号系统投入使用。两家评估单位的双重认证，可充分保障运营期间信号系统达到RAMS指标要求。

5 结语

目前国内城市轨道交通项目快速发展，为保证运营安全、可靠、准时，取得良好的社会及经济效益，给市民提供更加便捷的出行体验，可通过应用RAMS管理技术体系和手段，在项目建设期间有效控制和管理系统RAMS及其要素间的冲突，实现最佳的RAMS组合，确保得到一个安全、可靠的城市轨道交通系统。目前，我国城市轨道交通项目RAMS管理技术尚处于起步阶段，深圳市轨道交通4号线三期工程以运营需求为导向，在项目过程中成功运用RAMS进行全过程的管理，为国内其他项目引入并推广RAMS管理提供了宝贵经验。

图7 设计对比图