列車運(yùn)行控制系統(tǒng)操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析

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1 概述

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是實(shí)時(shí)控制列車安全運(yùn)行間隔，防止列車超速運(yùn)行的鐵路核心技術(shù)裝備和安全關(guān)鍵系統(tǒng)。本文主要分析列車運(yùn)行控制系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)階段如何引入和分析操作與支持階段的安全風(fēng)險(xiǎn)，以達(dá)到降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高列車運(yùn)行控制系統(tǒng)安全性，確保鐵路安全和科學(xué)發(fā)展的目的。

2 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理

安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為系統(tǒng)安全學(xué)科的一個(gè)重要內(nèi)容，從風(fēng)險(xiǎn)的視角研究系統(tǒng)的安全問題，代表著系統(tǒng)安全工程的最新理念和發(fā)展方向。安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本思想是通過縝密地辨識(shí)系統(tǒng)中各種潛在的危險(xiǎn)源，并且科學(xué)地分析危險(xiǎn)源的安全風(fēng)險(xiǎn)水平，達(dá)到了解、掌握風(fēng)險(xiǎn)的目的，然后釆取有效的控制措施，消除或降低危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)，將系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)水平控制在可接受范圍之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全的目標(biāo)。ALARP是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理之一。ALARP根據(jù)接受準(zhǔn)則邊界來(lái)劃分風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并確定以下三個(gè)區(qū)域：(1)應(yīng)采取減輕措施的上部風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；(2)分析評(píng)估減輕措施的中部風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；(3)可不采取進(jìn)一步措施，便可接受風(fēng)險(xiǎn)的下部風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。風(fēng)險(xiǎn)處于不能接受的區(qū)域時(shí)候，必須采取控制措施，使得風(fēng)險(xiǎn)能夠降低到可容忍的區(qū)域及以下。

3 操作與支持風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法

操作及支持風(fēng)險(xiǎn)分析就是系統(tǒng)在初始研發(fā)過程中提前識(shí)別和評(píng)價(jià)系統(tǒng)在制造、配置、軟件安裝、系統(tǒng)裝配、測(cè)試、操作、維護(hù)、維修、運(yùn)輸、貯存、修改、停用與處置等過程中與環(huán)境、人員、規(guī)程和設(shè)備有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，并給出具體的解決措施，將具體的解決措施納入到系統(tǒng)的需求規(guī)范中，以使得系統(tǒng)更加的安全、可靠。如何識(shí)別操作與支持階段的安全風(fēng)險(xiǎn)是整個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是否全面、準(zhǔn)確，都會(huì)直接影響系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析與控制的效果。主要通過HAZOP 危害和可操作性分析方法進(jìn)行。危險(xiǎn)與可操作性分析法，是以會(huì)議的形式，組織一個(gè)背景不同、經(jīng)驗(yàn)豐富的專家小組共同完成，包括制造、服務(wù)、銷售、質(zhì)量等方面的專家。通過引導(dǎo)詞與節(jié)點(diǎn)的參數(shù)構(gòu)成的偏差來(lái)逐步引導(dǎo)、啟發(fā)專家組成員的思維，對(duì)系統(tǒng)中潛在的危險(xiǎn)以及操作性問題進(jìn)行全面和系統(tǒng)地辨識(shí)，并分析危險(xiǎn)源發(fā)生的原因和可能導(dǎo)致的后果，提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施，最后將分析結(jié)果詳細(xì)記錄在HAZOP記錄表中。會(huì)議的記錄表在會(huì)議后將會(huì)議成果反饋給各位專家，以便專家確認(rèn)和修改。

表1 操作、維護(hù)階段危險(xiǎn)列表

4 列控系統(tǒng)操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析具體實(shí)施

4.1 操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析的內(nèi)容

操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析主要是對(duì)規(guī)程和人為差錯(cuò)進(jìn)行分析。操作與支持危險(xiǎn)分析包括兩個(gè)部分的分析工作：第一部分分析的目的是使設(shè)計(jì)人員制定的操作與支持規(guī)程導(dǎo)致人員傷亡的概率降至最低；第二部分分析是研究由于操作人員偏離設(shè)計(jì)人員制定的規(guī)程可能導(dǎo)致意外的傷亡事故，通過控制可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的行動(dòng)來(lái)消除危險(xiǎn)或者減輕危險(xiǎn)。針對(duì)操作人員的動(dòng)作可能造成或誘發(fā)意外的傷亡事故，列出任何可用于設(shè)計(jì)或規(guī)程的措施，以消除或降低產(chǎn)生危險(xiǎn)的概率，假如不能消除其危險(xiǎn)動(dòng)作的產(chǎn)生，則采取措施，以避免或盡量減少可能發(fā)生意外事故的不利影響。列出應(yīng)當(dāng)寫入手冊(cè)、說(shuō)明書或設(shè)備標(biāo)簽上的任何警告、提示或其他注意事項(xiàng)。需要分析操作與支持階段的主要活動(dòng)內(nèi)容，其各階段主要的任務(wù)有哪些，以便從這些任務(wù)中分析出可能存在的危險(xiǎn)，其主要的相關(guān)任務(wù)內(nèi)容如下：制造階段：（a)產(chǎn)品制造計(jì)劃；（b)器件管理；（c)零部件的制造；（d)出廠檢測(cè)；配置、軟件安裝、系統(tǒng)裝配階段：（a)應(yīng)用設(shè)計(jì)模板；（b)設(shè)備組裝；（c)安裝外設(shè)；（d)配線；（e)生成配置數(shù)據(jù)；操作、維護(hù)階段：（a)開關(guān)機(jī)；（b)熱插拔；（c)更新程序；（d)下載數(shù)據(jù)；（e)設(shè)備使用；維修階段：（a)定位故障；（b)修復(fù)設(shè)備；（c)更換設(shè)備；運(yùn)輸、貯存階段：運(yùn)輸、貯存過程中防振動(dòng)、靜電和潮濕處理程序，貯存長(zhǎng)時(shí)間后再次使用處理程序；修改階段：（a)實(shí)施修改請(qǐng)求程序；（b)實(shí)施修改與更新程序；（c)考慮修改和更新的安全蘊(yùn)涵；停用與處置階段：（a)編制停用和報(bào)廢處置計(jì)劃；（b)執(zhí)行停用；（c)進(jìn)行處置。

4.2 危害和可操作性分析HAZOP分析

列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（LKJ）屬于列車運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)備，是中國(guó)技術(shù)人員自主研究開發(fā)的以防止列車冒進(jìn)信號(hào)、運(yùn)行超速和輔助司機(jī)提高操縱能力為主要目標(biāo)的列車速度控制系統(tǒng)。是列車運(yùn)行控制車載系統(tǒng)重要的設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行第三代LKJ新設(shè)備的研發(fā)，以滿足行車安全裝備的要求的進(jìn)一步提高。為了進(jìn)一步提高新一代LKJ設(shè)備的系統(tǒng)安全性，通過HAZOP會(huì)議形式對(duì)新一代LKJ車載設(shè)備進(jìn)行操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析，根據(jù)操作與支持各階段任務(wù)表進(jìn)一步分析得出其中操作、維護(hù)階段的HAZOP會(huì)議記錄如下所列，分析出導(dǎo)致的頂層危害為：未按預(yù)期輸出緊急制動(dòng)指令。

4.3 操作與支持風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果及其追蹤

操作與支持危險(xiǎn)分析在HAZOP會(huì)議討論出危險(xiǎn)源發(fā)生的原因和可能導(dǎo)致的后果，以及風(fēng)險(xiǎn)控制措施的記錄表以后，再進(jìn)行相應(yīng)的完善，形成完整的危險(xiǎn)記錄冊(cè)。依據(jù)ALARP風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理得出危險(xiǎn)的原始風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的頻率和嚴(yán)重性以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，通過各種風(fēng)險(xiǎn)控制措施實(shí)施后，探討是否能有效的將風(fēng)險(xiǎn)控制到了可接受的范圍內(nèi)；其次確定風(fēng)險(xiǎn)控制措施有效以后，將風(fēng)險(xiǎn)控制措施納入到系統(tǒng)需求規(guī)范，以及確定減輕措施的管控人員；再而檢查風(fēng)險(xiǎn)控制措施在后續(xù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段的具體的執(zhí)行情況，如沒有執(zhí)行，則要求更改設(shè)計(jì)方案；檢查風(fēng)險(xiǎn)控制措施在制造安裝階段的具體執(zhí)行情況，如無(wú)完成，則需要增加相應(yīng)的用戶手冊(cè)內(nèi)容，并通過模擬危險(xiǎn)故障，檢查系統(tǒng)是否達(dá)到了系統(tǒng)需求規(guī)范的設(shè)計(jì)要求，以及規(guī)章制度的查核情況；最后在所有查核記錄都達(dá)到了完成狀態(tài)的情況下，對(duì)該條危險(xiǎn)進(jìn)行關(guān)閉，以達(dá)到最終風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)控制的效果，系統(tǒng)的安全性能得到了保障。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性大大增加，傳統(tǒng)的安全技術(shù)和評(píng)估方法已經(jīng)不能適應(yīng)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)安全性的要求，需要我們提前從整個(gè)系統(tǒng)安全生命周期去考慮列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的安全問題，而不僅僅在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)完成之后出現(xiàn)問題再做補(bǔ)救?；贖AZOP方法的危險(xiǎn)源辨識(shí)方法使得我們?cè)谶M(jìn)行安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，便可以知曉系統(tǒng)中潛在的事故因素，便于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)及時(shí)采取安全措施，為整個(gè)系統(tǒng)安全性的保障打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。