城市軌道交通系統(tǒng)的安全性與可靠性

1、城市軌道交通系統(tǒng)的平安性與可靠性摘 要 采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),闡述城市軌道 交通 系統(tǒng)平安性與可靠性的概念。探究整體 研究 軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性的 方法 ,構(gòu)建城市軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性工程框架以及管理組織構(gòu)造和信息流程框架,為今后在我國(guó)城市軌道交通的建立和運(yùn)營(yíng)管理中研究、解決平安性與可靠性 問(wèn)題 提供 參考 。關(guān)鍵詞 城市軌道交通,平安性,可靠性雖然城市軌道交通的平安性與可靠性要遠(yuǎn)高于其他交通方式1,但由于城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)工作牽涉到城市千百萬(wàn)乘客平安正點(diǎn)出行,對(duì)建立和諧 社會(huì) 的 影響 重大,所以必須不斷地研究和進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)的平安性與可靠性程度。城市軌道交通系統(tǒng)是人-機(jī)-環(huán)境三

2、方面互相作用的包含多種專業(yè)設(shè)備(設(shè)施)的構(gòu)造非常復(fù)雜的客運(yùn)系統(tǒng),它的平安性與可靠性不僅要在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造時(shí)給予充分考慮,并且在運(yùn)營(yíng)管理中也要不斷研究、改進(jìn)和進(jìn)步;不僅要考慮單個(gè)設(shè)施(設(shè)備)的平安性與可靠性,還需要從系統(tǒng)的角度整體研究其平安性與可靠性問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)各種潛在的不平安因素和故障形式,為整個(gè)系統(tǒng)的平安運(yùn)營(yíng)管理工作和設(shè)施(設(shè)備)改造方案提供 理論 根據(jù)。對(duì)于我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的平安性與可靠性研究, 目前 無(wú)論是理論研究還是 應(yīng)用 理論層面,均尚未形成完好的體系2。本文采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),闡述城市軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性的概念,探究整體研究軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性的方法,構(gòu)建城市軌道交

3、通系統(tǒng)平安性與可靠性工程框架以及管理組織構(gòu)造和信息流程框架。1 城市軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性概念1.1 平安性與可靠性及其互相關(guān)系平安性與可靠性是兩個(gè)不同但又有親密聯(lián)絡(luò)的概念。在理論研究或應(yīng)用研究領(lǐng)域,平安性與可靠性一般是分開(kāi)來(lái)進(jìn)展研究的,雖然它們的有些研究方法是一樣的,但并沒(méi)有統(tǒng)一的定義標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)講,“平安表示系統(tǒng)的“完好與“穩(wěn)定狀態(tài),平安性是指系統(tǒng)保持這種狀態(tài)的才能。平安狀態(tài)被破壞是因?yàn)橐馔馐录陌l(fā)生,即通常講的“事故發(fā)生,其特征指標(biāo)是人員傷亡、設(shè)備財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境危害的程度?！翱煽勘硎鞠到y(tǒng)性能的“保證與“可信賴,可靠性是指系統(tǒng)性能“保證與“可信賴的才能?？煽繝顟B(tài)被破壞是因?yàn)樽陨砟承┎拍?/p>

4、的下降或消失,即通常講的出現(xiàn)“故障,其特征指標(biāo)是系統(tǒng)某些性能下降或喪失的程度。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)的可靠性出現(xiàn)下降,那么容易出現(xiàn)故障;當(dāng)故障出現(xiàn)后,不僅造成系統(tǒng)性能的下降,而且可能會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生,即系統(tǒng)平安性下降。反之,當(dāng)有事故發(fā)生時(shí),系統(tǒng)性能會(huì)下降或無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)的事故從可靠性角度講就是故障。所以有時(shí)人們將“事故與“故障混用,但一般在平安性研究中用“事故來(lái)描繪事件,在可靠性研究中用“故障來(lái)描繪事件。1.2城市軌道交通系統(tǒng)的平安性與可靠性對(duì)于城市軌道交通系統(tǒng),平安性指在系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,保障“乘客和員工不受傷害以及設(shè)備(設(shè)施)不遭破壞的才能;可靠性指在系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,保障“乘客準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的才能。通常

5、所講的“保障乘客平安正點(diǎn)旅行即包含了系統(tǒng)平安性與可靠性兩方面的概念。保障“乘客和員工不受傷害以及設(shè)備(設(shè)施)不遭破壞的才能包含了兩個(gè)方面,即不發(fā)生意外的平安()和免遭破壞的平安();對(duì)應(yīng)的事故也有兩種,即意外發(fā)生的事故()和成心造成的事件()。保障“乘客準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的才能也包含了兩個(gè)方面:一是運(yùn)輸容量才能,二是列車按方案正點(diǎn)運(yùn)行才能。因乘車人多造成擁擠而導(dǎo)致無(wú)法登乘、列車無(wú)法準(zhǔn)時(shí)出發(fā),以及由此引發(fā)的后續(xù)列車運(yùn)行延誤和車底周轉(zhuǎn)延誤屬于前者;因技術(shù)或管理原因造成的運(yùn)營(yíng)中斷、列車延誤,以及由此引發(fā)的后續(xù)列車運(yùn)行延誤和車底周轉(zhuǎn)延誤,或維修延誤造成的列車運(yùn)行延誤等屬于后者。另外,城市軌道交通系統(tǒng)的可靠

6、性也可用保障“乘客方便舒適地旅行的才能來(lái)表示。如車站的乘客引導(dǎo)系統(tǒng)、自動(dòng)售票機(jī)、兌幣機(jī)、殘疾人電梯、車箱內(nèi)飾設(shè)施等,這些設(shè)備發(fā)生故障可能并不影響列車的正點(diǎn)運(yùn)行,但會(huì)給乘客帶來(lái)不便或不舒適。此項(xiàng)才能可作為更高一級(jí)的可靠性才能,即正點(diǎn)運(yùn)營(yíng)可靠性根底上的效勞質(zhì)量可靠性。1.3 城市軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性指標(biāo)系統(tǒng)平安性指標(biāo)可以用整個(gè)系統(tǒng)或某條線路的人員傷亡率和設(shè)備(設(shè)施)損失率來(lái)反映保障“乘客和員工不受傷害以及設(shè)備(設(shè)施)不遭破壞的才能。系統(tǒng)可靠性指標(biāo)可以用整個(gè)系統(tǒng)或某條線路的運(yùn)營(yíng)可靠度、運(yùn)營(yíng)恢復(fù)度及運(yùn)營(yíng)利用率等來(lái)表示保障“乘客準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的才能(詳細(xì)定義與 計(jì)算 另文闡述)。2 城市軌道交通系

7、統(tǒng)的平安性工程框架平安性工程也可稱為平安系統(tǒng)工程或平安保障體系, 內(nèi)容 包括了平安消費(fèi)、平安管理、平安技術(shù)、勞動(dòng)保護(hù)、事故應(yīng)急與調(diào)查處理以及平安性研究等各個(gè)方面。對(duì)這些工作制定的一系列方案、安排、施行、檢查等措施方案或規(guī)章制度統(tǒng)稱為平安性工程大綱2。與這些平安工作相關(guān)的理論或應(yīng)用研究都可以稱為系統(tǒng)平安性研究。所有針對(duì)人不平安行為和物不平安狀態(tài)的 分析 、發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)、監(jiān)控、預(yù)防, 以及變?yōu)槭鹿屎蟮膽?yīng)急、救援、調(diào)查、處理等,都是平安性研究的內(nèi)容。城市軌道交通系統(tǒng)有許多保障平安運(yùn)營(yíng)的技術(shù)和管理措施。如上海地鐵運(yùn)營(yíng)管轄的軌道交通系統(tǒng),技術(shù)層面上采用了大量的監(jiān)視與控制系統(tǒng)(,等)及各種維修(維護(hù))措施;

8、管理層面有分級(jí)平安管理組織、平安管理制度、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量管理體系、設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案等機(jī)制。這些技術(shù)和管理措施以及對(duì)它們的研究工作應(yīng)該按照系統(tǒng)工程的原那么建立一個(gè)統(tǒng)一的體系。本文針對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)造與運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn),構(gòu)建了城市軌道交通系統(tǒng)平安性工程框架,如圖1所示。2.1 平安技術(shù)體系平安技術(shù)體系包含了各種平安保障或事故預(yù)防的技術(shù)措施,一般在線路設(shè)計(jì)建造時(shí)實(shí)現(xiàn),也可在既有線改造時(shí)施行,主要有設(shè)備(設(shè)施)的固有可靠性進(jìn)步、冗余、監(jiān)控、檢測(cè)、維護(hù)、維修、保護(hù)等技術(shù)措施;按專業(yè)可分為車輛、線路、通號(hào)、供電、客運(yùn)等的平安技術(shù)措施;按區(qū)域可分為控制中心、列車運(yùn)行、車站、隧道、橋梁、變電站

9、、車輛段、通號(hào)基地等的平安技術(shù)措施。2.2 平安管理體系平安管理體系包含了平安管理組織構(gòu)造、各種平安活動(dòng)方案、平安制度等內(nèi)容。本文根據(jù)城市軌道交通系統(tǒng)管理組織構(gòu)造的現(xiàn)狀,提出了軌道交通系統(tǒng)平安性與可靠性管理組織的構(gòu)造框架(見(jiàn)圖2)。圖中的平安組織構(gòu)造為三級(jí)平安組織管理體制:公司決策層有分管平安性與可靠性的負(fù)責(zé)人;中間管理層有專門負(fù)責(zé)平安性與可靠性的職能部門;各專業(yè)分公司操作層有專職平安性與可靠性的責(zé)任小組。職能部門負(fù)責(zé)平安性與可靠性管理制度的制訂及施行情況監(jiān)視、平安性與可靠性信息管理系統(tǒng)的管理、平安性與可靠性分析評(píng)估及預(yù)警系統(tǒng)的管理等工作。責(zé)任小組負(fù)責(zé)事故與故障信息的錄入、相關(guān)制度執(zhí)行情況監(jiān)視

10、等工作。通過(guò)平安性與可靠性綜合信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)平安性與可靠性的動(dòng)態(tài)管理。2.3 事故應(yīng)急體系事故應(yīng)急體系由應(yīng)急技術(shù)與應(yīng)急管理(應(yīng)急預(yù)案)組成,主要有應(yīng)急救援、應(yīng)急運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急裝備、事故處理等方面的 內(nèi)容 。由于事故應(yīng)急的重要性以及必須具備快速響應(yīng)和聯(lián)動(dòng)調(diào)度的機(jī)制3,所以列為單獨(dú)的一個(gè)體系。2.4 平安性 研究 體系對(duì)于城市軌道 交通 系統(tǒng),平安性研究體系主要有五個(gè)方面的內(nèi)容:平安技術(shù)研究;平安管理研究;事故應(yīng)急機(jī)制及預(yù)案研究;事故調(diào)查 分析 ;系統(tǒng)平安性分析與評(píng)價(jià)。平安性研究的核心是發(fā)現(xiàn)、分析和評(píng)價(jià)系統(tǒng)中存在的不平安因素4,研究和開(kāi)發(fā)各種針對(duì)高危險(xiǎn)狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)、檢測(cè)技術(shù)、事故預(yù)防和應(yīng)急措施,制定防

11、止不平安因素轉(zhuǎn)化為事故發(fā)生和事故發(fā)生后減少損失的平安管理規(guī)章制度,以及對(duì)這些規(guī)章制度的施行、檢查及評(píng)價(jià)等。在平安性研究的所有內(nèi)容中,最根本的是平安性分析和平安性評(píng)估4。 目前 國(guó)內(nèi)外研究及 應(yīng)用 得較成熟的平安性分析和評(píng)估 方法 或 理論 主要有初步危害分析、事故樹分析、事件樹分析、因果分析圖法、平安檢查表法、事故致因理論、平安行為論、綜合平安評(píng)價(jià)、平安管理體系評(píng)估法等。這些理論或方法主要可歸納為兩大類:一類為分析類,即發(fā)現(xiàn)隱患,識(shí)別危險(xiǎn)性,尋找原因;另一類為評(píng)價(jià)類,即確定危險(xiǎn)程度或平安程度。而評(píng)價(jià)又可分為兩類:一類是系統(tǒng)內(nèi)部各危險(xiǎn)行為或狀態(tài)的分析評(píng)價(jià),確定出各種不平安行為或狀態(tài)的危險(xiǎn)程度上下

12、,給平安管理工作提供 參考 ;另一類是比較評(píng)價(jià),即確定 影響 系統(tǒng)平安性各個(gè)因素的重要程度和好壞程度,用于平安性評(píng)比。3 城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性工程框架可靠性工程包括了可靠性與維修性兩方面。可靠性工程是指依靠相關(guān)的可靠性理論,對(duì)詳細(xì)系統(tǒng)進(jìn)展的可靠性與維修性設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)估、改進(jìn)、進(jìn)步等工作。對(duì)這些工作制定的一系列方案、安排、施行、檢查等方案或規(guī)章制度統(tǒng)稱為可靠性與維修性工程大綱。對(duì)這些工作進(jìn)展的理論或應(yīng)用研究統(tǒng)稱為可靠性研究。可靠性理論的研究主要有可靠性數(shù)學(xué)、可靠性與維修性模型、可靠性與維修性分析、可靠性與維修性預(yù)測(cè)與增長(zhǎng)、可靠性與維修性試驗(yàn)、可靠性與維修性管理等。而可靠性應(yīng)用研究是指

13、依靠相關(guān)的可靠性理論,對(duì)詳細(xì)系統(tǒng)進(jìn)展的可靠性設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)估、改進(jìn)、進(jìn)步等。對(duì)于城市軌道交通系統(tǒng),在設(shè)計(jì)建造時(shí)為了進(jìn)步各種設(shè)備(設(shè)施)的可靠性,尤其是列車運(yùn)行的可靠性,采用了大量的冗余技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng),在使用時(shí)制定有嚴(yán)格的定期或狀態(tài)維修(維護(hù))制度,以保障設(shè)備(設(shè)施)的使用可靠性。本文針對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn),構(gòu)建了城市軌道交通系統(tǒng)可靠性工程框架,如圖3所示。3.1 可靠性技術(shù)體系可靠性技術(shù)體系包含了設(shè)備(設(shè)施)的固有可靠性進(jìn)步,診斷(檢測(cè)、監(jiān)測(cè)),可靠性試驗(yàn)(驗(yàn)證)等技術(shù)措施。固有可靠性技術(shù)包含了冗余、備份等技術(shù)措施。城市軌道交通系統(tǒng)按專業(yè)可分為車輛設(shè)備、線路(車站)設(shè)施、通號(hào)系統(tǒng)、供

14、電系統(tǒng)、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)等可靠性技術(shù)措施。3.2 可靠性管理體系可靠性管理是系統(tǒng)可靠性工程的一個(gè)重要組成部分。城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性管理體系主要包含可靠性管理組織構(gòu)造,設(shè)備(設(shè)施)的驗(yàn)收、維修、維護(hù)制度,故障統(tǒng)計(jì)、分析、匯報(bào)制度等方面?？煽啃怨芾眢w系的組織構(gòu)造和信息流程通道可以與平安性的共享(見(jiàn)圖2)。3.3維修性技術(shù)體系維修性技術(shù)體系包含了設(shè)備(設(shè)施)的維修策略,故障的檢測(cè)、診斷、隔離、維修技術(shù)措施,以及維修性驗(yàn)證等內(nèi)容。城市軌道交通系統(tǒng)按專業(yè)可分為車輛、線路、供電、通號(hào)、車站等的維修(維護(hù))措施。3.4 可靠性研究體系城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性研究體系主要包括對(duì)設(shè)備(設(shè)施)的可靠性設(shè)計(jì)、分

15、析、試驗(yàn)、驗(yàn)證、評(píng)估、改進(jìn),以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或各子系統(tǒng)的可靠性分析、評(píng)估,維修性試驗(yàn)、驗(yàn)證,建立可靠性模型等內(nèi)容。在可靠性研究的所有內(nèi)容中,最根本的是可靠性分析和可靠性評(píng)估6。目前國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用得較成熟的可靠性分析和評(píng)估方法或理論主要有故障形式影響及危害性分析、事故樹分析、潛在狀態(tài)分析、共因故障分析、維修性分析等。4 結(jié)語(yǔ)城市軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)牽涉到多種技術(shù)領(lǐng)域,由多種設(shè)備、多種硬軟件、多種設(shè)施組成的復(fù)雜系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)外經(jīng)歷,大型系統(tǒng)全面和完善的平安性、可靠性研究與應(yīng)用,需要有數(shù)十年的經(jīng)歷積累,并且有專門的工作部門專項(xiàng)負(fù)責(zé)平安性或可靠性的研究與措施的落實(shí)。我國(guó)在大力建立城市軌道交通系統(tǒng)的同時(shí),必須不斷地研究和進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)的平安性與可靠性。本文構(gòu)建的城市軌道交通平安性與可靠性工程框架,旨在給出一種系統(tǒng)思想,為今后在我國(guó)城市軌道交通的建立和運(yùn)營(yíng)管理中研究、解決平安性與可靠性 問(wèn)題 提供參考。參考 文獻(xiàn) 2陳 鐵,管旭日,孫力彤.城市軌道交通綜合平安管理體系研