Quản lý Hệ thống đường sắt đô thị theo vòng đời và RAMS tại Việt Nam

TS. Nguyễn Thị Hoài An ThS. Lương Tuấn Anh Trường Đại học Giao thông vận tải Người phản biện: PGS.TS. Nguyễn Hồng Thái TS. Lê Quân

Tóm tắt: Bài báo trình bày khái niệm chung về tiêu chuẩn RAMS và quy trình quản lý dự án đường sắt đô thị (ĐSĐT) theo vòng đời và RAMS của các nước trên thế giới, từ đó xác định các yếu tố ảnh hướng đến RAMS của hệ thống ĐSĐT và đề xuất phương pháp quản lý RAMS đối với công tác vận hành và bảo dưỡng hệ thống ĐSĐT.

Từ khóa: Tiêu chuẩn RAMS, hệ thống đường sắt đô thị, vòng đời dự án, vận hành, bảo dưỡng đường sắt đô thị.

Abstract: This paper introduced concepts of RAMS standard and management procedure for urban railway system based on project lifecycle. Hence, analyzed the factors influencing to RAMS of urban railway system and supposed the RAMS management methods for urban railway system operation and maintenance.

Keywords: RAMS standard, urban railway system, project lifecycle, urban railway operation, urban railway maintenance.

1. Đặt vấn đề

Quản lý hệ thống ĐSĐT theo độ tin cậy và khả năng bảo dưỡng bảo trì đang thu hút sự quan tâm đặc biệt trong các doanh nghiệp xây dựng, khai thác, vận hành, nhằm duy trì chiến lược cạnh tranh thông qua cung cấp kịp thời và chính xác và đảm bảo chất lượng các dịch vụ. Đối với một hệ thống đường sắt, độ tin cậy và bảo trì không chỉ là bộ phận quan trọng của quá trình thiết kế kỹ thuật, mà còn mang chức năng cần thiết trong xác định chi phí vòng đời, phân tích chi phí lợi ích, nghiên cứu khả năng hoạt động, sửa chữa và cơ sở nguồn lực đảm bảo vận hành ĐSĐT và là cơ sở xác định tồn kho và các bộ phận phụ tùng yêu cầu, quyết định thay thế và việc thành lập chương trình bảo dưỡng phòng ngừa của hệ thống. Tiêu chuẩn châu Âu EN 50126 cho hệ thống đường sắt, áp dụng cho cả hệ thống ĐSĐT đã định nghĩa RAMS và đưa ra quy trình quản lý vòng đời của hệ thống đường sắt. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu tập trung vào quy trình quản lý ĐSĐT theo vòng đời và RAMS, đặc biệt đối với quá trình vận hành và bảo dưỡng.

2. Khái niệm RAMS của hệ thống ĐSĐT

- Thuật ngữ RAMS là viết tắt của:

+ Reliability/Tin cậy: “Xác suất để một sản phẩm/thiết bị đảm bảo đáp ứng được chức năng cần thiết của nó, trong một điều kiện nhất định và trong một khoảng thời gian nhất định (t1, t2)”.

+ Availability/Sẵn sàng: Khả năng một sản phẩm, với hiện trạng nhất định, có thể đáp ứng được chức năng cần thiết của nó, trong một điều kiện nhất định và trong một khoảng thời gian nhất định (t1, t2), theo giả định rằng các nguồn hỗ trợ cần có bên ngoài đã ở trạng thái sẵn sàng”.

+ Maintainability/Bảo trì: Xác suất có thể hoàn thành nhiệm vụ bảo trì tương ứng đối với một thành phần của sản phẩm trong một khoảng thời gian quy định, khi bảo trì được thực hiện trong điều kiện quy định và các quy trình cũng như nguồn hỗ trợ cần có được xác định.

+ Safety/An toàn: Không tồn tại các rủi ro gây tổn hại.

- Thông số của RAMS là xác định các yếu tố gây rủi ro/lỗi đối với hoạt động của các thiết bị trong hệ thống ĐSĐT. Đối với hệ thống ĐSĐT, việc phân tích và quản lý RAMS được thực hiện trong công tác bảo dưỡng bảo trì trang thiết bị và cơ sở hạ tầng. Việc quản lý này có chính xác và đạt hiệu quả hay không, hiệu quả ở mức độ nào sẽ phụ thuộc vào mô tả hệ thống trên phương diện kỹ thuật một cách chính xác.

Việc đánh giá và quản lý RAMS đối với hệ thống ĐSĐT thực chất là dự đoán được các rủi ro kỹ thuật có thể xảy ra đối với từng thiết bị, qua đó có các biện pháp bảo dưỡng, bảo trì, sửa chữa thích hợp về mặt kỹ thuật cũng như thời gian đối với thiết bị đó, đảm bảo cho toàn hệ thống ĐSĐT hoạt động an toàn. Các rủi ro của mỗi thiết bị cụ thể tuỳ thuộc vào loại hình, phương thức và tính năng hoạt động của nó, việc phân tích cần được thực hiện đối với từng thiết bị. Về mặt định tính, các rủi ro của thiết bị trong quá trình vận hành cần được phân thành các nhóm như sau:

Bảng 2.1. Các rủi ro của thiết bị trong quá trình vận hành [1], [6]

 

3. Quy trình quản lý ĐSĐT theo vòng đời và RAMS của các nước trên thế giới

Theo DIN EN 50126:1999, “Vòng đời của hệ thống đường sắt là một chuỗi liên tục các giai đoạn hoạt động tương ứng trong toàn bộ cuộc đời của hệ thống, bao gồm từ lúc lập kế hoạch đến lúc chấm dứt hoạt động và thanh lý”.

Vòng đời của hệ thống ĐSĐT, cũng như mỗi thành phần của hệ thống được chia thành 14 giai đoạn (Hình 3.1) theo hình chữ V (V-Diagramm)[1], theo trình tự được chia thành 3 giai đoạn chính: (1) Giai đoạn lập kế hoạch: Mô tả toàn bộ các hoạt động liên quan đến dự án hệ thống; (2) Giai đoạn xây dựng: Quản lý theo tiêu chuẩn RAMS; (3) Giai đoạn vận hành khai thác: Quản lý an toàn. Để quản lý toàn bộ vòng đời hệ thống, cần quản lý chặt chẽ mỗi giai đoạn cũng như mỗi giai đoạn thành phần trong vòng đời của hệ thống.

Bảng 3.1. Vòng đời của hệ thống ĐSĐT [1]

 

Hình 3.1: V-Diagramm - Các giai đoạn vòng đời hệ thống ĐSĐT

 

4. Đề xuất phương pháp quản lý hệ thống ĐSĐT theo vòng đời VÀ RAMS tại việt nam

4.1. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến RAMS của hệ thống ĐSĐT

RAMS của hệ thống ĐSĐT bị ảnh hưởng bởi:

- Điều kiện bản thân hệ thống/thiết bị: Nguồn rủi ro/lỗi xuất phát từ bản thân hệ thống tại mỗi giai đoạn trong vòng đời của hệ thống. Các lỗi này gây bởi việc thiết kế và sản xuất các thiết bị, thành phần của hệ thống.

- Điều kiện vận hành: Nguồn rủi ro/lỗi xuất phát từ phương pháp vận hành hệ thống. Các lỗi dạng này cũng có thể xuất phát từ điều kiện môi trường vận hành khai thác.

- Điều kiện bảo dưỡng bảo trì: Nguồn rủi ro/lỗi xuất phát từ công tác bảo dưỡng bảo trì. Ví dụ các lỗi/rủi ro đối với cơ sở hạ tầng ĐSĐT như đường ray, nền… có thể bị gây bởi công tác bảo dưỡng đoàn phương tiện, bên cạnh nguyên nhân từ công tác bảo dưỡng đường.

Việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến RAMS của mỗi hạng mục trang thiết bị được tiến hành dựa vào đặc tính kỹ thuật và chức năng của hạng mục đó.

Hình 4.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến RAMS của hệ thống ĐSĐT [1], [2], [3]

 

4.2. Phương pháp quản lý RAMS đối với công tác vận hành và bảo dưỡng ĐSĐT tại Việt Nam

Tại mỗi giai đoạn của vòng đời, các hoạt động quản lý RAMS là khác nhau. Để đạt được mục tiêu RAMS tổng thể của hệ thống, cần tuân thủ tuyệt đối một cách có hệ thống các tiêu chuẩn RAMS trong toàn bộ vòng đời. Trong mô hình trên, có thể thấy rằng giai đoạn quan trọng nhất đối với quản lý RAMS của hệ thống ĐSĐT là giai đoạn quản lý RAMS trong vận hành và bảo dưỡng, vì tại giai đoạn này, RAMS được tiến hành phân tích, đánh giá và tối ưu hóa.

Đối với các thiết bị thuộc cơ sở hạ tầng và đoàn tàu, các rủi ro xảy ra cần được phân tích bao gồm nguyên nhân từ bản thân thiết kế của thiết bị, do vận hành tàu hoặc do các hoạt động bảo dưỡng khác gây ra. Có thể tham khảo phương thức ghi nhận rủi ro/lỗi của các thiết bị FRACAS (Failure Reporting And Corrective Action System) - đây là phương thức báo lỗi hệ thống theo vòng lặp, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp tối ưu.

Hình 4.2: Trình tự quản lý và phân tích RAMS

 

Một cách tổng quát, nhiệm vụ của từng giai đoạn, bao gồm nhiệm vụ liên quan đến quản lý RAMS cũng như quản lý an toàn được mô tả như bảng dưới đây:

Bảng  4.1. Nhiệm vụ RAMS [4], [5]

 

5. Kết luận

Để đảm bảo an toàn vận hành và bảo dưỡng thiết bị, trên cơ sở tham khảo các tiêu chuẩn châu Âu (ví dụ EN 50126, EN 50128, EN 50129), nghiên cứu đã tổng kết các định nghĩa về RAMS, đưa ra các giai đoạn trong vòng đời dự án ĐSĐT, các yếu tố ảnh hưởng đến RAMS và vòng đời hệ thống đường sắt, từ đó đề xuất áp dụng thống nhất các tiêu chuẩn về độ tin cậy, tính sẵn sàng, khả năng bảo dưỡng và độ an toàn trên các tuyến ĐSĐT tại Việt Nam theo tiêu chuẩn EN 50126, EN 50128, EN 50129 do tính ưu việt và mức độ phủ rộng; đồng thời đề xuất quy trình quản lý hệ thống ĐSĐT của Việt Nam theo RAMS và vòng đời với những mức độ an toàn từ SIL1 đến SIL 4 phù hợp, dựa vào mức độ quan trọng và yêu cầu an toàn khác nhau của từng thành phần trong hệ thống.

Tài liệu tham khảo

[1]. Tiêu chuẩn châu Âu EN 50126, EN 50128, EN 50129.

[2]. Quy định kỹ thuật châu Âu về hợp chuẩn chung trong khai thác vận hành (TSI Operation).

[3]. Quy định kỹ thuật châu Âu về về hợp chuẩn chung trong bảo dưỡng đường sắt quốc gia và đường sắt đô thị (TSI Mantenance).

[4]. Quy chuẩn kỹ thuật Đường sắt Nhật Bản 2006 (Technical Regulatory Standards on Japanese Railways).

[5]. Tiêu chuẩn STRASYA 2004, Nhật Bản.

[6]. Nguyễn Thị Hoài An (2011), Các yêu cầu chức năng và giải pháp đối với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật cho đường sắt Việt Nam (Funktionale Anforderungen und Lösungskonzept zu technischen Normen der vietnamesischen Eisenbahn), Luận văn Tiến sỹ.