城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性分析摘 要 城市軌道交通系統(tǒng)的運營安全和可靠性是必須面對的一個重要問題。討論了影響城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的相關(guān)因素,定義了故障、事故和突發(fā)事件的概念及其相互關(guān)系,論述了技術(shù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)運輸能力、運營組織方案、突發(fā)事件等主要因素對運營安全和可靠性的影響。提出了加強和提高城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的對策和途徑,包括加強人員培訓(xùn)、加強系統(tǒng)維護、提高技術(shù)裝備水平、制定應(yīng)急預(yù)案、預(yù)案演練等。關(guān)鍵詞 城市軌道交通,運營安全,可靠性 安全和可靠性是城市軌道交通運營中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。“安全第一”是乘客的基本需求和首要標(biāo)準(zhǔn),也是軌道交通運營管理永恒的主題。運營安全和可靠性水平綜合反映了軌道交通運營管理水平和運輸服務(wù)質(zhì)量,是城市軌道交通系統(tǒng)實現(xiàn)順暢、高效運營的前提。高運營可靠性不僅是軌道交通運營管理追求的目標(biāo),也是滿足乘客需求、獲得良好社會和經(jīng)濟效益的根本保證。 在日常生活中,人們一聽到地鐵出現(xiàn)故障,就容易和地鐵安全問題掛上鉤。其實,這是很容易引起混淆的兩個概念。安全同事故及突發(fā)事件相對應(yīng), 而故障同可靠性相對應(yīng)。一般來說,有些故障是無法避免的,但是可以通過日常保障及維護來降低它的發(fā)生率。就事故和突發(fā)事件而言,理論上是可以通過規(guī)章制度以及處置措施予以防范和杜絕的。 城市軌道交通日常運營管理中,涉及運營安全和可靠性的事件主要體現(xiàn)在兩方面:一是由于恐怖襲擊、自然災(zāi)害、人為破壞等原因發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性重大事件,造成生命和財產(chǎn)的重大損失。一般情況下,發(fā)生突發(fā)事件的概率很低。二是由于客流波動、技術(shù)設(shè)備故障、運營組織等原因,引起列車運行延誤、列車運行中斷等列車運行“大間隔”故障,造成乘客的出行延誤。相比較而言,故障的發(fā)生率是很高的,但是一般不會引起地鐵的安全問題,只是降低了地鐵運營的可靠性。因此,理清運營安全和可靠性的一些基本定義及其相互關(guān)系,對確立城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的對策很重要。1運營安全和可靠性的定義及相互關(guān)系 城市軌道交通運營安全和可靠性是反映地鐵系統(tǒng)正常運營情況的總體概念。然而從后果及造成的影響看,運營安全與可靠性則具有完全不同的內(nèi)涵。運營中發(fā)生的安全問題除了造成列車運行延誤、運營生產(chǎn)中斷外,更重要的是涉及到人民生命財產(chǎn)損失、設(shè)施設(shè)備破壞等重大問題;而運營中的可靠性問題則主要涉及運營生產(chǎn)的穩(wěn)定、運輸質(zhì)量的好壞。因此,加強和提高城市軌道交通運營安全與可靠性,首先要從引起城市軌道交通運營安全與可靠性事件的原因出發(fā),科學(xué)地對運營安全和可靠性進(jìn)行定義。 影響城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的因素統(tǒng)稱為事件。根據(jù)其發(fā)生的原因、特點以及造成的后果和影響,可分為故障、事故和突發(fā)事件三類。1)故障 故障是因設(shè)備質(zhì)量原因或操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用,須人工干預(yù)或維修的事件,根據(jù)表現(xiàn)和影響程度可分為輕微故障、一般故障和嚴(yán)重故障。輕微故障可以迅速排除,一般不會影響運營可靠性;一般故障將造成短時間的列車運行秩序混亂,部分列車運行延誤;嚴(yán)重故障則會導(dǎo)致較長時間的運營中斷,嚴(yán)重影響系統(tǒng)運營可靠性。按照設(shè)備類型和原因,故障又可分為列車車輛故障、線路故障、供電系統(tǒng)故障、通號系統(tǒng)故障、環(huán)控設(shè)備故障、車站客運設(shè)施故障等。2)事故 事故是因故障或工作人員操作不當(dāng)而造成人員傷亡、設(shè)備損壞,影響可靠性或危及運營安全的事件。事故根據(jù)其表現(xiàn)、影響程度與范圍,可分為一般事故、險性事故、大事故、重大事故等;按其專業(yè)性質(zhì)可分為行車事故、客運組織事故、電力傳輸事故等。3) 突發(fā)事件 突發(fā)事件是指由故障、事故或其他原因(人為、環(huán)境、社會事件等)引起的、突然發(fā)生的、嚴(yán)重影響或可能影響運營安全與秩序的事件。突發(fā)事件根據(jù)其影響程度與范圍可分為一般突發(fā)事件、險性突發(fā)事件、大突發(fā)事件和嚴(yán)重突發(fā)事件等;根據(jù)其引發(fā)原因又可分為運營引發(fā)突發(fā)事件、外來人員引發(fā)突發(fā)事件、環(huán)境引發(fā)突發(fā)事件等。 故障、事故和突發(fā)事件的關(guān)系如圖1所示。事故中,有部分是由于故障引起的,突發(fā)事件中又有部分是由故障和事故所引起。一般地,故障、事故、突發(fā)事件在城市軌道交通系統(tǒng)日常運營過程中的發(fā)生概率有很大差別。故障可以認(rèn)為是多發(fā)事件,大部分故障不會對運營安全造成很大的影響,但會影響運營的可靠性,降低運營質(zhì)量。事故和突發(fā)事件發(fā)生概率較小,嚴(yán)重的事故和突發(fā)事件可以認(rèn)為是小概率事件,但是事故和突發(fā)事件對運營安全造成極大危害,甚至造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,在處置和預(yù)防不同的事件種類時,應(yīng)有相應(yīng)的側(cè)重點。對于一般性的故障,應(yīng)側(cè)重于設(shè)備的維護與保養(yǎng)、運營管理的優(yōu)化等;而對于可能造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失的嚴(yán)重事故或突發(fā)事件,則應(yīng)側(cè)重預(yù)防和應(yīng)急處置。
2 影響運營安全和可靠性的主要因素1)技術(shù)設(shè)備 技術(shù)設(shè)備的日常管理和維護直接影響著系統(tǒng)的運營安全和可靠性。城市軌道交通系統(tǒng)包含了以下主要設(shè)備:線路及車站、車輛及車輛段、通信信號、供電、環(huán)控設(shè)施、售檢票以及防災(zāi)監(jiān)控報警設(shè)備等。只有各項技術(shù)設(shè)備協(xié)同可靠工作,才能保證列車安全高效地完成運輸任務(wù)。城市軌道交通系統(tǒng)一般采用了高可靠性的元件、設(shè)備和軟件,而且構(gòu)成的系統(tǒng)具有“故障導(dǎo)向安全”的特征,使整個系統(tǒng)具有應(yīng)對設(shè)備故障及突發(fā)事件的高度安全性。城市軌道交通的線路長度、站間距離相對較短,列車種類單一,因此為了保持列車運行秩序穩(wěn)定,列車運行控制系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)可以自動調(diào)整列車的運行狀態(tài)。城市軌道交通車站一般不設(shè)置配線,列車在車站正線上辦理客運作業(yè),如果一列車出現(xiàn)故障,將直接影響到后續(xù)列車的正常運營。因此,整個軌道交通系統(tǒng)的設(shè)備維護和管理是十分關(guān)鍵的。2) 網(wǎng)絡(luò)的運輸能力 城市軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運輸能力體現(xiàn)了運輸效率。提高網(wǎng)絡(luò)的運輸能力,可以最大程度地滿足乘客出行要求,安全高效地完成輸送任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的運輸能力主要影響軌道交通運行系統(tǒng)的可靠性,列車一旦發(fā)生延誤不僅會影響到自身線路的正常運行,而且會影響到網(wǎng)絡(luò)中其他列車的正常運行。正是因為地鐵運行延誤具有傳播性,在發(fā)生列車運行延誤時,列車到達(dá)晚點或者取消車次都會降低線路與車站等設(shè)備的通過能力,限制系統(tǒng)設(shè)備能力的充分利用。特別是在客流高峰時段的運行延誤,將導(dǎo)致更大的能力損失,嚴(yán)重影響城市軌道交通系統(tǒng)的運營穩(wěn)定性和可靠性。因此,提高網(wǎng)絡(luò)的運輸能力,減少列車的運行延誤對提高系統(tǒng)運行的可靠性是很重要的。3) 運營組織方案 城市軌道交通應(yīng)為乘客提供滿意的出行服務(wù),良好的運營組織是這種供給的前提和保證。在一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備條件下,采用的運營方案應(yīng)針對客流變化的情況,有利于提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體運輸能力,適應(yīng)客流需求,增加運營效益和運營可靠性,滿足乘客在出行安全、舒適、準(zhǔn)時等方面的要求。4)突發(fā)事件 除了系統(tǒng)本身可能影響城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的因素外,自然災(zāi)害、恐怖襲擊、人為破壞等突發(fā)事件也是影響運營和可靠性的關(guān)鍵因素。這些突發(fā)事件的發(fā)生,將會造成重大的人身傷亡、財產(chǎn)損失以及運營中斷,產(chǎn)生軌道交通運營的安全問題。因此,必須加強自然災(zāi)害、恐怖襲擊或人為破壞事件的預(yù)警和發(fā)生后的應(yīng)急處置,最大程度地降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。3 提高運營安全和可靠性的途徑1)加強人員培訓(xùn)和系統(tǒng)設(shè)備的日常維護 城市軌道交通系統(tǒng)是一個包含土建、車輛、供電設(shè)備、通訊信號、運營管理等多學(xué)科、多專業(yè)、多工種的復(fù)雜大系統(tǒng)。系統(tǒng)的安全與可靠性貫穿了從工程的前期決策、設(shè)計、施工到運營管理等各個階段的全過程。對每個有不同崗位要求的工作人員而言,高質(zhì)量地完成本崗位的工作要求,是保證軌道交通系統(tǒng)安全高效運營的關(guān)鍵,因此,必須加強工作人員的職業(yè)素質(zhì)和道德培養(yǎng)。 城市軌道交通運營所依賴的交通設(shè)施,雖然采用了較高的可靠性標(biāo)準(zhǔn),列車運行控制軟硬件系統(tǒng)也采用了冗余設(shè)計來增強系統(tǒng)工作的可靠性,但在長期復(fù)雜多變的外界因素干擾下,仍然難以保證運營設(shè)施與設(shè)備不產(chǎn)生功能失效,因而系統(tǒng)實際運營過程中發(fā)生隨機故障在所難免。為了降低故障發(fā)生率,就需要對系統(tǒng)的各種設(shè)施設(shè)備做好日常的維護和管理,發(fā)現(xiàn)問題及早解決,最大程度地消除發(fā)生故障的隱患,從而保證軌道交通系統(tǒng)安全高效的運行。2)提高軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)裝備水平 為了保證軌道交通系統(tǒng)中各種設(shè)備的正常運行,減少故障、事故和突發(fā)事件的發(fā)生,應(yīng)盡可能地利用最先進(jìn)的技術(shù)裝備和高科技手段。如采用高技術(shù)支持的信息管理、應(yīng)急處置系統(tǒng)等來確保各種事件發(fā)生時的信息傳輸通暢以及應(yīng)對措施的有效實施;采用列車運行智能化調(diào)度系統(tǒng),減少因人工疏忽所引發(fā)的各種故障或事故;采用線網(wǎng)綜合運營協(xié)調(diào)系統(tǒng),保證網(wǎng)絡(luò)中各車輛的高效、安全、可靠運行。3)應(yīng)急預(yù)案的制定和演練 通過安全設(shè)計、操作、維護、檢查等措施,可以預(yù)防事故、降低風(fēng)險,但達(dá)不到絕對的安全。因此需制定在發(fā)生軌道交通事故后所采取的緊急措施和應(yīng)急處置預(yù)案,充分利用一切可能的力量,在事故發(fā)生后迅速控制事故發(fā)展并盡快排除事故,保護乘客和員工的人身安全,將事故對人員、設(shè)施和環(huán)境造成的損失降低至最低程度。應(yīng)急預(yù)案是應(yīng)急救援系統(tǒng)的重要組成部分。針對各種不同的緊急情況制定有效的應(yīng)急預(yù)案,不僅可以指導(dǎo)各類人員的日常培訓(xùn)和演習(xí),保證各種應(yīng)急資源處于良好的準(zhǔn)備狀態(tài),而且還可以指導(dǎo)應(yīng)急救援行動按計劃有序地進(jìn)行,防止因行動組織不力或現(xiàn)場救援工作混亂而延誤事故救援,降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。在預(yù)案演練時,可以與公安、消防、醫(yī)院、公交等系統(tǒng)的相關(guān)部門實行聯(lián)合演習(xí),增加演練的實戰(zhàn)性,更好地掌握演練技巧。參考文獻(xiàn)[1] 施毓鳳,楊 晟,孫力彤.城市軌道交通的安全管理問題[Ｊ].城市軌道交通研究,2003(2):26.[2] 陳 鐵,管旭日,孫力彤.城市軌道交通綜合安全管理體系研究[Ｊ].城市軌道交通研究,2004(1):16.[3] 韓利民.地鐵運營安全及對策研究[Ｊ].中國安全科學(xué)學(xué)報,2004(10):46.[4] 袁震.直面地鐵安全[Ｊ].城市減災(zāi),2004(2):19.
2 影響運營安全和可靠性的主要因素1)技術(shù)設(shè)備 技術(shù)設(shè)備的日常管理和維護直接影響著系統(tǒng)的運營安全和可靠性。城市軌道交通系統(tǒng)包含了以下主要設(shè)備:線路及車站、車輛及車輛段、通信信號、供電、環(huán)控設(shè)施、售檢票以及防災(zāi)監(jiān)控報警設(shè)備等。只有各項技術(shù)設(shè)備協(xié)同可靠工作,才能保證列車安全高效地完成運輸任務(wù)。城市軌道交通系統(tǒng)一般采用了高可靠性的元件、設(shè)備和軟件,而且構(gòu)成的系統(tǒng)具有“故障導(dǎo)向安全”的特征,使整個系統(tǒng)具有應(yīng)對設(shè)備故障及突發(fā)事件的高度安全性。城市軌道交通的線路長度、站間距離相對較短,列車種類單一,因此為了保持列車運行秩序穩(wěn)定,列車運行控制系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)可以自動調(diào)整列車的運行狀態(tài)。城市軌道交通車站一般不設(shè)置配線,列車在車站正線上辦理客運作業(yè),如果一列車出現(xiàn)故障,將直接影響到后續(xù)列車的正常運營。因此,整個軌道交通系統(tǒng)的設(shè)備維護和管理是十分關(guān)鍵的。2) 網(wǎng)絡(luò)的運輸能力 城市軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運輸能力體現(xiàn)了運輸效率。提高網(wǎng)絡(luò)的運輸能力,可以最大程度地滿足乘客出行要求,安全高效地完成輸送任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的運輸能力主要影響軌道交通運行系統(tǒng)的可靠性,列車一旦發(fā)生延誤不僅會影響到自身線路的正常運行,而且會影響到網(wǎng)絡(luò)中其他列車的正常運行。正是因為地鐵運行延誤具有傳播性,在發(fā)生列車運行延誤時,列車到達(dá)晚點或者取消車次都會降低線路與車站等設(shè)備的通過能力,限制系統(tǒng)設(shè)備能力的充分利用。特別是在客流高峰時段的運行延誤,將導(dǎo)致更大的能力損失,嚴(yán)重影響城市軌道交通系統(tǒng)的運營穩(wěn)定性和可靠性。因此,提高網(wǎng)絡(luò)的運輸能力,減少列車的運行延誤對提高系統(tǒng)運行的可靠性是很重要的。3) 運營組織方案 城市軌道交通應(yīng)為乘客提供滿意的出行服務(wù),良好的運營組織是這種供給的前提和保證。在一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備條件下,采用的運營方案應(yīng)針對客流變化的情況,有利于提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體運輸能力,適應(yīng)客流需求,增加運營效益和運營可靠性,滿足乘客在出行安全、舒適、準(zhǔn)時等方面的要求。4)突發(fā)事件 除了系統(tǒng)本身可能影響城市軌道交通系統(tǒng)運營安全和可靠性的因素外,自然災(zāi)害、恐怖襲擊、人為破壞等突發(fā)事件也是影響運營和可靠性的關(guān)鍵因素。這些突發(fā)事件的發(fā)生,將會造成重大的人身傷亡、財產(chǎn)損失以及運營中斷,產(chǎn)生軌道交通運營的安全問題。因此,必須加強自然災(zāi)害、恐怖襲擊或人為破壞事件的預(yù)警和發(fā)生后的應(yīng)急處置,最大程度地降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。3 提高運營安全和可靠性的途徑1)加強人員培訓(xùn)和系統(tǒng)設(shè)備的日常維護 城市軌道交通系統(tǒng)是一個包含土建、車輛、供電設(shè)備、通訊信號、運營管理等多學(xué)科、多專業(yè)、多工種的復(fù)雜大系統(tǒng)。系統(tǒng)的安全與可靠性貫穿了從工程的前期決策、設(shè)計、施工到運營管理等各個階段的全過程。對每個有不同崗位要求的工作人員而言,高質(zhì)量地完成本崗位的工作要求,是保證軌道交通系統(tǒng)安全高效運營的關(guān)鍵,因此,必須加強工作人員的職業(yè)素質(zhì)和道德培養(yǎng)。 城市軌道交通運營所依賴的交通設(shè)施,雖然采用了較高的可靠性標(biāo)準(zhǔn),列車運行控制軟硬件系統(tǒng)也采用了冗余設(shè)計來增強系統(tǒng)工作的可靠性,但在長期復(fù)雜多變的外界因素干擾下,仍然難以保證運營設(shè)施與設(shè)備不產(chǎn)生功能失效,因而系統(tǒng)實際運營過程中發(fā)生隨機故障在所難免。為了降低故障發(fā)生率,就需要對系統(tǒng)的各種設(shè)施設(shè)備做好日常的維護和管理,發(fā)現(xiàn)問題及早解決,最大程度地消除發(fā)生故障的隱患,從而保證軌道交通系統(tǒng)安全高效的運行。2)提高軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)裝備水平 為了保證軌道交通系統(tǒng)中各種設(shè)備的正常運行,減少故障、事故和突發(fā)事件的發(fā)生,應(yīng)盡可能地利用最先進(jìn)的技術(shù)裝備和高科技手段。如采用高技術(shù)支持的信息管理、應(yīng)急處置系統(tǒng)等來確保各種事件發(fā)生時的信息傳輸通暢以及應(yīng)對措施的有效實施;采用列車運行智能化調(diào)度系統(tǒng),減少因人工疏忽所引發(fā)的各種故障或事故;采用線網(wǎng)綜合運營協(xié)調(diào)系統(tǒng),保證網(wǎng)絡(luò)中各車輛的高效、安全、可靠運行。3)應(yīng)急預(yù)案的制定和演練 通過安全設(shè)計、操作、維護、檢查等措施,可以預(yù)防事故、降低風(fēng)險,但達(dá)不到絕對的安全。因此需制定在發(fā)生軌道交通事故后所采取的緊急措施和應(yīng)急處置預(yù)案,充分利用一切可能的力量,在事故發(fā)生后迅速控制事故發(fā)展并盡快排除事故,保護乘客和員工的人身安全,將事故對人員、設(shè)施和環(huán)境造成的損失降低至最低程度。應(yīng)急預(yù)案是應(yīng)急救援系統(tǒng)的重要組成部分。針對各種不同的緊急情況制定有效的應(yīng)急預(yù)案,不僅可以指導(dǎo)各類人員的日常培訓(xùn)和演習(xí),保證各種應(yīng)急資源處于良好的準(zhǔn)備狀態(tài),而且還可以指導(dǎo)應(yīng)急救援行動按計劃有序地進(jìn)行,防止因行動組織不力或現(xiàn)場救援工作混亂而延誤事故救援,降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。在預(yù)案演練時,可以與公安、消防、醫(yī)院、公交等系統(tǒng)的相關(guān)部門實行聯(lián)合演習(xí),增加演練的實戰(zhàn)性,更好地掌握演練技巧。參考文獻(xiàn)[1] 施毓鳳,楊 晟,孫力彤.城市軌道交通的安全管理問題[Ｊ].城市軌道交通研究,2003(2):26.[2] 陳 鐵,管旭日,孫力彤.城市軌道交通綜合安全管理體系研究[Ｊ].城市軌道交通研究,2004(1):16.[3] 韓利民.地鐵運營安全及對策研究[Ｊ].中國安全科學(xué)學(xué)報,2004(10):46.[4] 袁震.直面地鐵安全[Ｊ].城市減災(zāi),2004(2):19.
