城市轨道交通系统运营安全和可靠性分析

城市轨道交通1城市轨道交通系统运营安全和可靠性分析摘要采用系统工程的观点,阐述城市轨道交通系统安全性与可靠性的概念。城市轨道交通系统的运营安全和可靠性是必须面对的一个重要问题。讨论了影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的相关因素和整体研究轨道交通系统安全性与可靠性的方法和途径,包括加强人员培训、加强系统维护、提高技术装备水平、制定应急预案、预案演练等。定义了故障、事故和突发事件的概念及其相互关系,论述了技术设备、网络运输能力、运营组织方案、突发事件等主要因素对运营安全和可靠性的影响。关键词城市轨道交通、运营安全、可靠性安全和可靠性是城市轨道交通运营中不可忽视的重要环节。“安全第一”是乘客的基本需求和首要标准,也是轨道交通运营管理永恒的主题。运营安全和可靠性水平综合反映了轨道交通运营管理水平和运输服务质量,是城市轨道交通系统实现顺畅、高效运营的前提。高运营可靠性不仅是轨道交通运营管理追求的目标,也是满足乘客需求、获得良好社会和经济效益的根本保证。虽然城市轨道交通的安全性与可靠性要远高于其他交通方式,但由于城市轨道交通系统的运营工作牵涉到城市千百万乘客安全正点出行,对建设和谐社会的影响重大,所以必须不断地研究和提高整个系统的安全性与可靠性水平。城市轨道交通系统是人、机、环境三方面相互作用的包含多种专业设备的结构非常复杂的客运系统,它的安全性与可靠性不仅要在规划、设计、建造时给予充分考虑,并且在运营管理中也要不断研究、改进和提高;不仅要考虑单个设施(设备)的安全性与可靠性,还需要从系统的角度整体研究其安全性与可靠性问题,发现各种潜在的不安全因素和故障模式,为整个系统的安全运营管理工作和设施(设备)改造计划提供理论依据。城市轨道交通日常运营管理中,涉及运营安全和可靠性的事件主要体现在两方面:一是由于恐怖袭击、自然灾害、人为破坏等原因发生的火灾、爆炸等灾难性重大事件,造成生命和财产的重大损失。一般情况下,发生突发事件的概率很低。二是由于客流波动、技术设备故障、运营组织等原因,引起列车运行延误、列车运行中断等列车运行“大间隔”故障,造成乘客的出行延误。相比较而言,城市轨道交通2故障的发生率是很高的,但是一般不会引起地铁的安全问题,只是降低了地铁运营的可靠性。因此,理清运营安全和可靠性的一些基本定义及其相互关系,对确立城市轨道交通系统运营安全和可靠性的对策很重要。对于我国城市轨道交通系统的安全性与可靠性研究,目前无论是理论研究还是应用实践层面,均尚未形成完整的体系。本文采用系统工程的观点,阐述城市轨道交通系统安全性与可靠性的概念,探索整体研究轨道交通系统安全性与可靠性的方法,构建城市轨道交通系统安全性与可靠性工程框架以及管理组织结构和信息流程框架。1.运营安全和可靠性的定义及相互关系城市轨道交通运营安全和可靠性是反映地铁系统正常运营情况的总体概念。然而从后果及造成的影响看,运营安全与可靠性则具有完全不同的内涵。运营中发生的安全问题除了造成列车运行延误、运营生产中断外,更重要的是涉及到人民生命财产损失、设施设备破坏等重大问题;而运营中的可靠性问题则主要涉及运营生产的稳定、运输质量的好坏。因此,加强和提高城市轨道交通运营安全与可靠性,首先要从引起城市轨道交通运营安全与可靠性事件的原因出发,科学地对运营安全和可靠性进行定义。影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的因素统称为事件。根据其发生的原因、特点以及造成的后果和影响,可分为故障、事故和突发事件三类。当某个系统的可靠性出现下降,则容易出现故障；当故障出现后,不仅造成系统性能的下降,而且可能会导致事故的发生,即系统安全性下降。反之,当有事故发生时,系统性能会下降或无法运转,此时的事故从可靠性角度讲就是故障。1)故障故障是因设备质量原因或操作不当导致设备无法正常使用,须人工干预或维修的事件,根据表现和影响程度可分为轻微故障、一般故障和严重故障。轻微故障可以迅速排除,一般不会影响运营可靠性；一般故障将造成短时间的列车运行秩序混乱,部分列车运行延误；严重故障则会导致较长时间的运营中断,严重影响系统运营可靠性。2)事故事故是因故障或工作人员操作不当而造成人员伤亡、设备损坏,影响可靠性城市轨道交通3或危及运营安全的事件。事故根据其表现、影响程度与范围,可分为一般事故、险性事故、大事故、重大事故等；按其专业性质可分为行车事故、客运组织事故、电力传输事故等。3)突发事件突发事件是指由故障、事故或其他原因(人为、环境、社会事件等)引起的、突然发生的、严重影响或可能影响运营安全与秩序的事件。突发事件根据其影响程度与范围可分为一般突发事件、险性突发事件、大突发事件和严重突发事件等；根据其引发原因又可分为运营引发突发事件、外来人员引发突发事件、环境引发突发事件等。事故中,有部分是由于故障引起的,突发事件中又有部分是由故障和事故所引起。一般地,故障、事故、突发事件在城市轨道交通系统日常运营过程中的发生概率有很大差别。故障可以认为是多发事件,大部分故障不会对运营安全造成很大的影响,但会影响运营的可靠性,降低运营质量。事故和突发事件发生概率较小,严重的事故和突发事件可以认为是小概率事件,但是事故和突发事件对运营安全造成极大危害,甚至造成重大的人员伤亡和财产损失。因此,在处置和预防不同的事件种类时,应有相应的侧重点。对于一般性的故障,应侧重于设备的维护与保养、运营管理的优化等；而对于可能造成重大人员伤亡和财产损失的严重事故或突发事件,则应侧重预防和应急处置。2.城市轨道交通系统安全性与可靠性指标系统安全性指标可以用整个系统或某条线路的人员伤亡率和设备(设施)损失率来反映保障“乘客和员工不受伤害以及设备(设施)不遭破坏”的能力。系统可靠性指标可以用整个系统或某条线路的运营可靠度、运营恢复度及运营利用率等来表示保障“乘客准时到达目的地”的能力3.影响运营安全和可靠性的主要因素1)技术设备技术设备的日常管理和维护直接影响着系统的运营安全和可靠性。城市轨道交通系统包含了以下主要设备:线路及车站、车辆及车辆段、通信信号、供电、环控设施、售检票以及防灾监控报警设备等。只有各项技术设备协同可靠工作,才能保证列车安全高效地完成运输任务。城市轨道交通的线路长度、站间距离相城市轨道交通4对较短,列车种类单一,因此为了保持列车运行秩序稳定,列车运行控制系统在一定范围内可以自动调整列车的运行状态。城市轨道交通车站一般不设置配线,列车在车站正线上办理客运作业,如果一列车出现故障,将直接影响到后续列车的正常运营。因此,整个轨道交通系统的设备维护和管理是十分关键的。2)网络的运输能力城市轨道交通系统的网络运输能力体现了运输效率。提高网络的运输能力,可以最大程度地满足乘客出行要求,安全高效地完成输送任务。网络的运输能力主要影响轨道交通运行系统的可靠性,列车一旦发生延误不仅会影响到自身线路的正常运行,而且会影响到网络中其他列车的正常运行。因此,提高网络的运输能力,减少列车的运行延误对提高系统运行的可靠性是很重要的。3)运营组织方案城市轨道交通应为乘客提供满意的出行服务,良好的运营组织是这种供给的前提和保证。在一定的网络结构和设备条件下,采用的运营方案应针对客流变化的情况,有利于提高网络系统的整体运输能力,适应客流需求,增加运营效益和运营可靠性,满足乘客在出行安全、舒适、准时等方面的要求。4)突发事件除了系统本身可能影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的因素外,自然灾害、恐怖袭击、人为破坏等突发事件也是影响运营和可靠性的关键因素。这些突发事件的发生,将会造成重大的人身伤亡、财产损失以及运营中断,产生轨道交通运营的安全问题。因此,必须加强自然灾害、恐怖袭击或人为破坏事件的预警和发生后的应急处置,最大程度地降低人员伤亡和财产损失。4.提高运营安全和可靠性的途径1)建立完善安全规章，安全生产有章可循完善安全规章制度是抓好运营安全工作的保障。规章制度是管理工作的基础，建立科学的、完善的、全面的安全生产管理制度，使安全生产有章可循，是非常重要的。在地铁开通运营前狠抓安全规章制度的建设，用规章制度约束员工的工作行为，为员工提供安全生产指引。在严格执行国家、省、市各项安全法律法规的同时，建立健全《安全生产管理办法》、《安全奖惩办法》、《行车组织规章》等制度和各类操作规程，涵盖公司的各个专业、运营生产环节，使各专业的安全城市轨道交通5生产管理都有章可循，促进公司的安全生产工作向规范化、制度化迈进。2)加强人员培训和系统设备的日常维护城市轨道交通系统是一个包含土建、车辆、供电设备、通讯信号、运营管理等多学科、多专业、多工种的复杂大系统。系统的安全与可靠性贯穿了从工程的前期决策、设计、施工到运营管理等各个阶段的全过程。对每个有不同岗位要求的工作人员而言,高质量地完成本岗位的工作要求,是保证轨道交通系统安全高效运营的关键。因此,必须加强工作人员的职业素质和道德培养。城市轨道交通运营所依赖的交通设施,虽然采用了较高的可靠性标准,列车运行控制软硬件系统也采用了冗余设计来增强系统工作的可靠性,但在长期复杂多变的外界因素干扰下,仍然难以保证运营设施与设备不产生功能失效,因而系统实际运营过程中发生随机故障在所难免。为了降低故障发生率,就需要对系统的各种设施设备做好日常的维护和管理,发现问题及早解决最大程度地消除发生故障的隐患,从而保证轨道交通系统安全高效的运行。3)提高轨道交通系统的技术装备水平为了保证轨道交通系统中各种设备的正常运行,减少故障、事故和突发事件的发生,应尽可能地利用最先进的技术装备和高科技手段。如采用高技术支持的信息管理、应急处置系统等来确保各种事件发生时的信息传输通畅以及应对措施的有效实施；采用列车运行智能化调度系统,减少因人工疏忽所引发的各种故障或事故；采用线网综合运营协调系统,保证网络中各车辆的高效、安全、可靠运行。4)建立事故处理机制，落实责任追究制度建立健全事故处理机制，按照“四不放过”原则和“安全奖惩办法”，定因、定性、定责，严格惩处，通过教育和处罚使员工吸取教训，提高认识，增强岗位意识、责任意识和纪律意识；将“降低故障率事件率”作为一项长效工作机制专题研究，开展地铁事故案例研究，学习先进一流的运营安全管理，博采众长，取长补短，用“投石头原理”防员工思想麻痹，不断在“在平静的水面上荡起水花”，让每个员工认识到任何时候都不要把安全生产形势估计得过好，要始终保持一种危机感和忧患感；同时，转变观念，对发生的事故由此及彼，由表及里，透过现象看本质，从领导层、管理层上剖析深层次原因，从加强管理上，研究制定有针城市轨道交通6对性的措施，解决安全工作中的问题，变被动管理为主动管理，变事后惩处为事前预防，不断提高事故分析处理能力。5.结语城市轨道交通系统是一个牵涉到多种技术领域,由多种设备、多种硬软件、多种设施组成的复杂系统。根据国外经验,大型系统全面和完善的安全性、可靠性研究与应用,需要有数十年的经验积累,并且有专门的工作部门专项负责安全性或可靠性的研究与措施的落实。我国在大力建设城市轨道交通系统的同时,必须不断地研究和提高整个系统的安全性与可靠性。本文构建的城市轨道交通安全性与可靠性工程框架,旨在给出一种系统思想,为今后在我国城市轨道交通的建设和运营管理中研究、解决安全性与可靠性问题提供参考。参考文献：[1]张殿业,金键,杨京帅.城市轨道交通安全研究体系[Ｊ].都市快轨交通,2004(4):1.[2]施毓凤,杨晟,孙力彤.城市轨道交通的安全管理问题[Ｊ].城市轨道交通研究,2003(2):26.[3]崔艳萍,唐祯敏,武旭.地铁行车安全保障系统的研究[Ｊ].城市轨道交通研究,2004(5):23.[4]陈铁,管旭日,孙力彤.城市轨道交通综合安全管理体系研究[Ｊ].城市轨道交通研究,2004(1):16.[5]曾天翔,杨先振,王维翰.可靠性及维修性工程手册(上册)[Ｍ].北京:国防工业出版社,1994.[6]韩利民.地铁运营安全及对策研究[Ｊ].中国安全科学学报,2004(10):46.[7]袁震.直面地铁安全[Ｊ].城市减灾,2004(2):19.