国内外城市轨道交通产品安全评估与认证分析
2021-09-28王欢潘峰方云根施风华于瀚翔吴含雪
王欢,潘峰,方云根,施风华,于瀚翔,吴含雪
(1.上海轨道交通检测认证(集团)有限公司,上海 200434;2.中国合格评定国家认可委员会,北京 100062)
目前,我国城市轨道交通已由成规模建设阶段转为优化发展阶段,建设和运营并重、技术制式多元化、新技术大量应用等趋势特征较为明显。开展城市轨道交通产品安全评估和认证有利于提升产品质量,保障运营安全。安全是指免于不可接受的风险,特指功能安全,而非通常所说的安全生产中的安全。而“认证”是指在一个确定的框架内执行的程序,并遵循严格的要求,其目的是证明产品、人员、体系符合某些特定的要求,比如,产品认证中的“3C认证”,体系认证中的“ISO9001质量管理体系认证”等。都作为国际通行的市场准入方式,安全评估和产品认证在欧盟、英国和美国等国家和地区应用广泛,相关制度、规则和规范体系也较为完善。相比之下,通过实践发现,我国现行的城市轨道交通产品安全评估和认证在体系设计上确实存在一定的问题。因此,通过开展对比和分析,研究和发现问题所在,并提出对策和建议。
1 欧盟
目前,欧盟对于干线铁路和城市轨道交通采取了不同的准入方式。对于有互联互通需求的干线铁路,欧盟采取了统一的“TSI认证”以及由欧盟铁路管理局(EUAR)最终授权的准入方式;而对于没有互联互通要求的城市轨道交通,则没有统一的授权流程,或称AAC流程,即批准、验收和认证流程,并且将准入授权的权利保留在了各成员国的铁路安全机构(NSA)。
1.1 欧盟干线铁路
欧盟立法机构颁布的法规主要有条例(Regulation)、指令(Directive)和决定(Decision)。指令是欧盟统一大市场的重要措施,也是使用最多的法律形式,它所规定的应达到何种结果的要求,对任何接受指令的成员国都具有约束力,但应采取何种形式或方法,由有关成员国决定。为了建立和完善统一的市场,形成一体化的欧盟铁路网,使欧盟各国铁路系统的技术和运营标准协调一致,授权列车在全欧盟范围内行驶,欧盟制定了相关指令及条例和决定。为了获得授权,需要在技术和安全方面分别取得认证。
技术方面,根据指令(EU)2016/797,符合性评估需要依照TSIs(互联互通技术规范)以及NNTR(国家技术规定,主要针对TSI未覆盖的部分或者成员国的特殊要求),评估机构分别为NoBo(公告机构)和DeBo(指定机构);安全方面,根据指令(EU)2016/798,安全评估需要依照CSM(共同安全方法),评估机构为AsBo(评估机构)。
条例(EU) 2016/796,除了将欧洲铁路管理局的名称由ERA(European Railway Agency)改为EUAR(European Union Agency for Railways)外,还赋予了EURA签发铁路车辆和车辆信号投放市场的授权,以及为铁路企业签发安全证书。
1.2 欧盟成员国城市轨道交通系统
虽然欧盟干线铁路授权流程清晰完整且日渐成熟。但是,各成员国的地铁、轻轨以及有轨电车等城市轨道交通系统由于受到当地技术要求的制约,以及无须考虑互联互通的要求,所以不在指令(EU)2016/798和(EU)2016/797的规定范围内,因此,TSI、CSM包括EUAR的授权流程都对城市轨道交通系统不适用。也就是说,在欧盟层面上,对于城市轨道交通系统没有标准的授权流程,从而导致每个国家的授权流程都不一致,甚至是在一个国家的内部不同地区也不一致。以下做具体分析,主要关注授权流程、授权机构、评估机构以及评估基础等。
(1)德国城市轨道交通系统。在德国,城市轨道交通系统的运营必须获得安全部门和TAB(技术监督部门)颁发的许可证。技术监督部门和许可证颁发机构由联邦州政府指定。所有基础设施、车辆的建造及运营要按照BOStrab(《关于轻轨交通系统的建设和运营的德国联邦法规》)的要求,同时,还要遵循TAB和许可证发放机关的指令以及公认的技术规则,TAB对工作过程和支持文件持续监控(检查、测试,特别是与安全有关的部分)。TAB可以委托评估员对运营商和供应商提供的设计、使用的材料、安全需求、安全论证和质量计划进行审查。德国授权流程如图1所示。由此可见,德国的授权流程相对简单,授权机构只有技术监督局(代表NSA),评估内容包括技术文档以及安全文档,评估依据是BOStrab。
图1 德国的授权流程
(2)法国城市轨道交通系统。在法国,授权流程的关键参与者包括AOT(运输局)、CNESTG(安全评估委员会)、STRMTG(法国索道和轨道交通安全技术署)。CNESTG是一个国家委员会,其职责是根据STRMTG的规则对EOQA(独立安全评估员)进行认证。STRMTG及其部门或区域机构负责评估所有安全分析,以便向Prefect(地方行政长官)提供专家意见,Prefect根据意见批准或拒绝申请。法国的授权流程如图2所示。图中DDS(安全定义案例)、DPS(初步安全案例)、DS(安全案例)为授权流程中所包含的文档。由此可见,法国的授权流程相对复杂一些,授权机构由地方行政长官、地区设备部门(DREIF),电梯及轨道交通联席部(BIRMTG)以及法国索道和轨道交通安全技术署共同组成,代表NSA,评估内容主要是安全文档,评估依据则是一种叫作NEFERTARI的危害预警执行系统。
图2 法国批准流程
2 英国
在英国,铁路和其他导向运输系统的审批程序由ROGS(《铁路和其他导向运输(安全)系统条例》)规定。在《ROGS安全证书和安全授权评估手册》中,对ROGS中申请安全证书和安全授权的评估程序进行了逐阶段的总结,并列出有关干线铁路或非干线铁路安全证书及安全授权申请的评审准则。以伦敦地铁为例,铁路和其他导向运输系统审批过程的主要参与者有ORR(铁路监管办公室)、ICP(独立资格人员)、运输企业或基础设施经理。ORR是英国铁路的主要监管机构,其主要任务是对运营公司(如伦敦地铁)的安全管理体系进行评估,并授予其安全证书,安全证书有效期为5年。伦敦铁路批准过程如图3所示。安全验证计划和ICP是获得安全证书的必备因素,运营商制定方案时也应考虑ICP的建议。ICP还应参与验证标准的制定,并应具有公正性和独立性。ORR与许多安全机构合作,其中包括RSSB(铁路安全和标准委员会),RSSB的黄皮书提供了独立安全评估的应用说明,并为参与独立安全评估活动的所有利益相关者提供了有关安全评估关键方面的指导。
图3 伦敦地铁授权流程
由此可见,英国的授权流程与德国类似,授权机构为HMRI(代表NSA机构ORR),评估内容包括技术文档(系统文件)以及安全文档,评估依据是RSSB的相关标准。
3 美国
美国APTA(公共交通协会)和FTA(联邦运输管理局)在与轻轨交通公司、市政铁路公司和交通部等多方协作下编写了SSC(运输安全和保障认证)手册,以支持运输行业实现安全保障性能的持续改进。SSC提供了建立认证程序的指南,以解决识别关键活动的安全和保障问题,其明确了开发和实施认证所需的资源,并提供工具和模板表格以促进安全认证过程的实施。SSC方法步骤如图4所示:
图4 SSC流程
在SSC流程的各个阶段,对于每个可认证的元素,都要验证是否符合项目安全保障要求。在提供运营服务之前,要获得每个可认证元素的符合性证书及项目安全证书,认证结果记录在最终的验证报告中。图5说明了项目中如何处理可认证元素。
图5 项目中处理可认证元素过程
SSC手册列举了一个轨道交通项目中可认证元素和子元素的主要分组清单,以车辆系统为例,需要认证的元素有:车体、火/可燃性/烟排放、暖通空调、照明、通讯设备、制动系统、车门及门控装置、牵引等。该清单仅为示例,每个机构必须根据自己的政策和项目范围确定需要安全认证的元素。
由此可见,美国的城市轨道交通的授权流程步骤比较清晰,授权机构为APTA和FTA的联合机构,评估内容包括技术文档以及安全文档,评估依据包括ANSI、ASTM、NFPA等相关标准。
通过上述对国外城市轨道交通系统授权流程的分析,可以发现以下几个特点:
(1)由授权机构对轨道交通系统投入使用进行最终授权;
(2)评估机构是独立于授权机构以外的第三方;
(3)评估的关注点包括技术方面和安全方面;
(4)评估依据规范及相关标准进行,例如,德国的BOStrab,英国的黄皮书以及美国的SSC手册等。
4 国内城市轨道交通产品认证与安全评估
4.1 产品认证
在城市轨道交通领域,我国现行的是城市轨道交通装备产品认证(简称“CURC”),属于国推自愿性认证,其借鉴和参考了我国大铁路的产品认证制度。CURC是指在国家发展改革委和国家认监委共同发布的产品目录范围内,由国家认监委批准的具备城市轨道交通装备产品国推认证资质的认证机构,依据国家认监委发布的统一的认证实施规则,对申证产品进行认证,对合格产品标识统一认证标志的活动。对符合产品认证要求的,由CURC认证机构向认证委托人颁发CURC认证证书。产品经第三方认证机构认证合格后,由业主按照CURC认证要求规则进行采信,通过后产品可投入使用。认证规则同时考虑了技术和安全两方面的要求,主要的实施过程包括认证委托—型式试验—功能安全认证(适用时)—初始工厂检查—认证结果评定—获证后监督。
4.2 安全评估
我国城市轨道交通领域的安全评估开始于信号系统,基于《国家发展改革委关于进一步推进城市轨道交通装备制造业健康发展的若干意见》(发改产业〔2010〕2866号)和国家标准《城市轨道交通试运营基本条件(GB/T 30013-2013)》对信号系统做出的安全评估和安全认证的要求,我国借鉴国际先进国家和地区的模式,对有安全功能需求的系统或产品,开展基于安全功能的安全评估。以CBTC信号系统为主要对象的工程安全评估逐步产生、发展起来,并逐步扩大到FAO系统、车辆系统。第三方独立安全评估机构执行安全评估,并对评估结果负责,依据的评估标准主要是EN50126/128/129等。目前,安全评估分为工程项目级安全评估(例如,太原地铁2号线核心设备独立安全评估)和产品级安全评估,产品级安全评估又分为通用应用(例如,车门电气控制单元)和通用产品(例如,制动系统安全平台)。
在我国,目前CURC国推自愿性认证被视为城市轨道交通产品的市场准入方式,针对FAO系统以及车辆系统的安全评估为自愿性,CURC认证与安全评估并存。在实践中发现以下问题:
(1)城市轨道交通系统开通授权与CURC认证和安全评估不关联。目前,国内轨道交通线路开通前需要通过运营前安全评估,基于的是《运营前安全评估技术规范》,对CURC认证和工程项目级以及产品级安全评估不做要求。
(2)CURC认证和安全评估同时进行,CURC认证中既考虑了技术层面也包含了安全层面,而安全评估中也要技术和安全同时兼顾,所以两者工作叠加、重复,既增加了财务成本也增加了时间成本。
(3)产品认证需要有完善的标准体系支撑,而我国目前城市轨道交通产品标准不够完善。
(4)安全评估的基本标准EN5012x系列标准只是对安全保障的流程和相关工作进行了定义,并没有对安全评估工作的具体流程、方法、顶层危害等进行规定,所以导致各评估机构在执行时尺度不一。
5 对策和建议
通过对国外轨道交通系统的授权流程的研究和分析,我们发现,欧美国家在授权流程、评估方式以及认证规则等方面都有其全面的考虑,这是建立在丰富的经验积累上的,值得学习和借鉴。而城市轨道交通产品认证和安全评估我国目前尚处于起步阶段,作为一种市场准入方式,它的发展方向和思路需要不断摸索和创新。对于目前遇到的一些问题,提出以下对策和建议:
(1)完善城市轨道交通开通授权制度,使产品认证或安全评估成为开通授权的必要条件;
(2)选择产品认证和安全评估两种方式中的一种作为市场准入方式或者在子系统级采用产品认证的方式,在系统级采用安全评估的方式。
(3)完善城市轨道交通产品标准体系,让产品认证做到“有法可依”。
(4)建立对安全评估工作具有指导性的手册或者标准等文件,规范安全评估工作。
6 结语
产品认证和安全评估源于国外,我们在借鉴、学习的过程中要对其进行深入的研究,做到“知其然并知其所以然”,这样才能和我国的实际情况相结合,建立适合国内特色的评估认证框架和规则,使国内城市轨道交通产品安全评估和认证形成统一、规范的标准,为城市轨道交通产品安全评估和认证工作的推进提供速度和质量方面的保障,并能为有效提升城市轨道交通运营安全提供有力支撑。