鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性分析

胡安邦　郝恩塔　林圯博　宋亞琦　位彬

摘要：本文簡單介紹該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制原理，并就其可靠性進(jìn)行簡要分析。

[關(guān)鍵詞]鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性

近年來，我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)快速發(fā)展，鐵路行車組織安全要求越來越高，其安全系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步發(fā)展。而雙向閉環(huán)系統(tǒng)的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了鐵路行車組織的安全性和可靠性，為鐵路運(yùn)輸事業(yè)的安全、穩(wěn)定發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。因此，相關(guān)人員需要展開深入研究，提高鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)的可靠性。

1鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)概述

1.1雙向閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雙向閉環(huán)系統(tǒng)是串聯(lián)系統(tǒng)，也就是說，但凡該系統(tǒng)中某一閉環(huán)出現(xiàn)故障或問題，都會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響。與普通串聯(lián)系統(tǒng)不同的是，雙向閉環(huán)系統(tǒng)會(huì)從正向與反向兩個(gè)方向進(jìn)行檢查和運(yùn)行，而普通串聯(lián)系統(tǒng)則只有單向檢查和運(yùn)行能力。在鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)之中，正向閉環(huán)是以常規(guī)作業(yè)流程為基礎(chǔ)進(jìn)行安全管理，而反向閉環(huán)則是以過往經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)測管理。如此一來，不管是作業(yè)流程出現(xiàn)問題，還是事故風(fēng)險(xiǎn)易發(fā)點(diǎn)出現(xiàn)問題，都能得到有效監(jiān)測和報(bào)警。從結(jié)構(gòu)上來看，雙向閉環(huán)系統(tǒng)是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且在任意一環(huán)均有正向和反向兩個(gè)安全控制系統(tǒng)。

1.2雙向閉環(huán)系統(tǒng)控制原理

安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其能夠從正、反兩個(gè)方向進(jìn)行反饋，從而避免單閉環(huán)系統(tǒng)中任一反饋機(jī)制失敗而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效的情況。在雙向閉環(huán)系統(tǒng)中，如果其中一個(gè)方向的閉環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和問題，另一個(gè)方向的閉環(huán)系統(tǒng)也能正常運(yùn)作，從而起到安全管理的作用。從系統(tǒng)運(yùn)作原理來看，雙向閉環(huán)系統(tǒng)的每一步任務(wù)實(shí)際上都可以分為三個(gè)子環(huán)節(jié)，而第一個(gè)和第二個(gè)子環(huán)節(jié)則分別對(duì)應(yīng)正向及反向反饋。第一個(gè)子環(huán)節(jié)是在接收上一步任務(wù)的信息之后，系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行判斷和反饋。如果反饋符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)入下一個(gè)子環(huán)節(jié);如果反饋不符合標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)則會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，工作人員需要依照相應(yīng)安全條例進(jìn)行處理。這個(gè)環(huán)節(jié)也就是正向反饋環(huán)節(jié)，即從工作流程角度加以管理。而第二個(gè)子環(huán)節(jié)則是反向反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備信息對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、現(xiàn)場安全隱患等進(jìn)行檢查和判斷。如果判斷一切正常，則進(jìn)入下一個(gè)子環(huán)節(jié);如果判斷存在問題，那么系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，需要工作人員依照相應(yīng)安全條例進(jìn)行處理。第三個(gè)子環(huán)節(jié)是在前兩個(gè)子環(huán)節(jié)判斷正常、安全的基礎(chǔ)上，開始執(zhí)行這一步任務(wù)。

2鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性分析

雖說安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)從本身設(shè)計(jì)上來說可靠性極高，基本上不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重安全問題。但是該系統(tǒng)必須要由人員操作才能有效發(fā)揮作用，故而其可靠性實(shí)際上受鐵路作業(yè)人員的可靠性影響極大。因此從某種程度上來說，對(duì)鐵路行車組織安全雙向系統(tǒng)閉環(huán)可靠性進(jìn)行分析，實(shí)際上就是對(duì)作業(yè)人員的可靠性進(jìn)行分析。

2.1影響行車人員作業(yè)可靠性的因素

對(duì)現(xiàn)代工業(yè)事故進(jìn)行調(diào)查分析，可以發(fā)現(xiàn)絕大部分安全事故都是因?yàn)槿说氖д`而造成的，很少有工業(yè)設(shè)備自身存在嚴(yán)重缺陷而引發(fā)事故的情況。而在鐵路行車作業(yè)過程中，影響行車人員作業(yè)可靠性的因素主要包括了5點(diǎn)。第1點(diǎn)是行車人員自身性格。性格對(duì)人的共走態(tài)度有著巨大影響，不同性格的人往往適合不同的作業(yè)和操作。一般來說，性格馬虎大意、急躁粗心的行車人員更易在工作中出現(xiàn)失誤。第2點(diǎn)是身心疲勞。生理疲勞會(huì)導(dǎo)致行車人員出現(xiàn)反應(yīng)減慢，運(yùn)動(dòng)耐久性低甚至精神恍惚等情況，從而十分容易在作業(yè)中出現(xiàn)失誤甚至嚴(yán)重錯(cuò)誤;而心理疲勞會(huì)嚴(yán)重影響行車人員作業(yè)態(tài)度和睡眠質(zhì)量。第3點(diǎn)是工作時(shí)間，長時(shí)間高強(qiáng)度工作，晝夜顛倒性工作，不同季節(jié)的氣溫和工作量等，均會(huì)對(duì)人員可靠性造成不同程度影響。第4點(diǎn)是環(huán)境，諸如溫度、照明、聲音等各種環(huán)境因素，均會(huì)影響行車人員工作狀態(tài)和能力，進(jìn)而影響其作業(yè)可靠性。第5點(diǎn)是社會(huì)信心理因素，主要是人際關(guān)系、家庭狀態(tài)等，會(huì)對(duì)行車人員精神狀態(tài)造成影響。

2.2傳統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)與雙向閉環(huán)系統(tǒng)下人員作業(yè)可靠性分析

對(duì)以往的事故、數(shù)據(jù)等進(jìn)行深度研究和分析，本文將行車人員作業(yè)失誤概率設(shè)為7.2x10*，并以此為基礎(chǔ)對(duì)傳統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)及雙向閉環(huán)系統(tǒng)下人員作業(yè)可靠性進(jìn)行分析與對(duì)比。在傳統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)中，值班員布置進(jìn)路，信號(hào)員開放進(jìn)路，值班員是否發(fā)現(xiàn)信號(hào)員錯(cuò)誤，助理值班員是否發(fā)現(xiàn)隱患等，均有可能導(dǎo)致人員操作失誤。而且在發(fā)現(xiàn)安全隱患或事故后，值班員及助理值班員會(huì)出現(xiàn)不同程度的緊張狀況，進(jìn)而更容易出現(xiàn)失誤。通過對(duì)不同應(yīng)激條件下的績效形成因子加以考慮和修正，將人員作業(yè)失誤概率修正為3.6*103。隨后通過分析計(jì)算，得到值班人員及信號(hào)員的檢測失誤率為5.3x10*，而三者的檢測失誤率為2.6*10*，并且整體失誤率為3.9*10*。

而在安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)下，正、反向反饋機(jī)制的檢測能夠大幅幫助行車人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患和問題。同樣考慮發(fā)現(xiàn)安全隱患或事故后值班員及助理值班員的緊張狀況，依舊將人員操作失誤率修正為3.6*10*，如果取正向和反向失誤的概率為0.01，那么該系統(tǒng)下人員操作失誤率將變?yōu)?.6*107。進(jìn)行計(jì)算，可以得到值班人員及信號(hào)員的檢測失誤率為5.3x10*，三者的檢測失誤率為2.6*101。最終，可以計(jì)算得到整體失誤率為3.6*107，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單向閉環(huán)系統(tǒng)下的行車人員整體失誤率。

3結(jié)束語

行車人員自身可靠性對(duì)鐵路行車組織的安全有著直接影響，故而在對(duì)安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮影響人可靠性的性格、疲勞度、工作時(shí)間、環(huán)境、社會(huì)心理等因素。通過分析對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)雙向閉環(huán)系統(tǒng)比現(xiàn)有系統(tǒng)的人員失誤率要低得多，故而其可靠性要高得多，能夠進(jìn)一步促進(jìn)鐵路行車組織安全性的提升。

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