城市軌道交通通訊系統(tǒng)安全風(fēng)險評估

□文/徐道亮 王夢格

城市軌道交通機(jī)電工程設(shè)備繁多，施工工藝復(fù)雜，施工周期長，涉及的專業(yè)與人員眾多且相互交叉，容易產(chǎn)生各類風(fēng)險。工程設(shè)計階段應(yīng)對機(jī)電工程進(jìn)行風(fēng)險辨識、分析與控制，優(yōu)化可行性方案，規(guī)避和降低由于方案不合理所帶來的風(fēng)險，為工程設(shè)計、施工及運營做好前期準(zhǔn)備，初步制定工程風(fēng)險控制措施。

1 風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險事件發(fā)生的可能性、風(fēng)險事件發(fā)生可能造成的損失等各專業(yè)均參照規(guī)范的等級標(biāo)準(zhǔn)[1]，對本專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行風(fēng)險分析，結(jié)合風(fēng)險產(chǎn)生應(yīng)具備的條件情況，由專業(yè)總體、總工、設(shè)計人等確定。風(fēng)險事件等級按照規(guī)范中風(fēng)險評價矩陣分級標(biāo)準(zhǔn)得出。

2 機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險分析

軌道交通機(jī)電系統(tǒng)包括供電、信號、通信、通風(fēng)空調(diào)、給排水及消防、車站設(shè)備、綜合監(jiān)控、車輛等系統(tǒng)，涉及專業(yè)眾多，僅以通信專業(yè)為例，闡述風(fēng)險分析及分級方法。

2.1 通信系統(tǒng)風(fēng)險識別

通信系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、專用無線系統(tǒng)、公安消防無線系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、技術(shù)防范系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、通信電源及接地系統(tǒng)、弱電綜合UPS系統(tǒng)及通信附屬設(shè)施。

1）傳輸系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式選擇不合理和主要板卡（交叉板、主控板、電源板等）冗余配置不充分導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險。

2）專用無線系統(tǒng)：路網(wǎng)集群交換機(jī)冗余方式導(dǎo)致的主交換機(jī)故障情況下專用無線中斷風(fēng)險；系統(tǒng)主要板卡和服務(wù)器冗余配置不充分導(dǎo)致的通信中斷風(fēng)險；與其他無線系統(tǒng)發(fā)生干擾的風(fēng)險。

3）公務(wù)電話系統(tǒng)：公務(wù)主交換設(shè)備單點故障導(dǎo)致的通信中斷風(fēng)險；主交換設(shè)備故障時站內(nèi)公務(wù)通信中斷風(fēng)險。

4）專用電話系統(tǒng)：專用電話主系統(tǒng)單點故障造成的調(diào)度業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險[2]。

5）技術(shù)防范系統(tǒng)：視頻服務(wù)器單機(jī)故障、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不合理造成的服務(wù)中斷風(fēng)險。

6）廣播系統(tǒng)：主要設(shè)備冗余配置不充分造成的無法廣播風(fēng)險。

7）乘客信息系統(tǒng)：主要設(shè)備冗余配置不充分和部分設(shè)備可靠性不高造成的服務(wù)中斷風(fēng)險。

8）時鐘系統(tǒng)：主母鐘故障導(dǎo)致的授時中斷，影響時間系統(tǒng)授時精度。

9）電源與接地系統(tǒng)：UPS電源故障造成的電源中斷風(fēng)險。

10）公安消防無線系統(tǒng)：與其他無線系統(tǒng)發(fā)生干擾的風(fēng)險。

11）室外光電纜線路及設(shè)備：室外高溫、水浸、陽光照射、鼠害、迷流腐蝕等可能對區(qū)間光電纜線路和室外設(shè)備安全產(chǎn)生影響的風(fēng)險。

2.2 通信系統(tǒng)風(fēng)險分析

1）傳輸系統(tǒng)：同步傳輸系統(tǒng)中TDM業(yè)務(wù)采用的幾種保護(hù)方式都可以保證保護(hù)倒換時間在50 ms 內(nèi)完成，但對于對實時性要求較高的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)若選擇生成樹保護(hù)則很難保證保護(hù)倒換時間，造成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的中斷；交叉板、主控板、電源板等主要板卡若無冗余配置，在單板故障情況下導(dǎo)致該節(jié)點業(yè)務(wù)中斷。

2）專用無線系統(tǒng)：路網(wǎng)集群交換機(jī)設(shè)置主備系統(tǒng)，采用1+1冷備工作方式，當(dāng)主交換機(jī)故障時，主備交換機(jī)倒換需采用人工干預(yù)方式，切換過程中專用無線通信處于中斷狀態(tài)。

3）公務(wù)電話系統(tǒng)：當(dāng)全線僅依靠控制中心主交換設(shè)備完成全線業(yè)務(wù)交換和出入中繼時，一旦主交換設(shè)備發(fā)生故障會導(dǎo)致全線公務(wù)電話系統(tǒng)中斷；若車站交換設(shè)備沒有配置自交換功能，則站內(nèi)通信也會發(fā)生中斷。

4）專用電話系統(tǒng)：控制中心主交換設(shè)備故障導(dǎo)致全線調(diào)度業(yè)務(wù)中斷[3]。

5）技術(shù)防范系統(tǒng)：控制中心或車站視頻服務(wù)器故障情況下導(dǎo)致控制中心和故障車站視頻無法調(diào)用；技術(shù)防范系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)由于數(shù)據(jù)流的無序廣播可能造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞或中斷。

6）廣播系統(tǒng)：功放設(shè)備若不采用備用倒換配置，單功放故障情況下，導(dǎo)致故障分區(qū)無法廣播，降低服務(wù)質(zhì)量，火災(zāi)工況下導(dǎo)致不能正常引導(dǎo)乘客疏散。

7）乘客信息系統(tǒng)：主服務(wù)器或播出服務(wù)器故障情況下導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常播放，服務(wù)質(zhì)量下降。

8）時鐘系統(tǒng)：控制中心主母鐘故障情況下，無法完成對車站子鐘授時，導(dǎo)致時間系統(tǒng)精度下降，降低服務(wù)質(zhì)量。

9）電源與接地系統(tǒng)：UPS 電源設(shè)備故障情況下導(dǎo)致交流供電設(shè)備電源中斷，影響范圍較大，若UPS 電源系統(tǒng)采取旁路措施，則可能由于市電電壓波動范圍超限而對通信系統(tǒng)設(shè)備造成損害。

10）公安消防無線系統(tǒng)：天饋系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)可能與專用無線、民用無線等系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)正常運行。

11）室外光電纜線路及設(shè)備：高架區(qū)間暴露在自然環(huán)境中，對區(qū)間光電纜線路和室外設(shè)備安全影響較大。

2.3 風(fēng)險事件評估

風(fēng)險發(fā)生可能性采用概率或頻率表示[1]，劃分為五級，見表1。

表1 風(fēng)險發(fā)生可能性等級標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險損失等級按照損失的嚴(yán)重程度劃分為五級，見表2。

表2 風(fēng)險損失等級標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險損失一般需考慮人員傷亡（包括工程建設(shè)人員和第三方人員）、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)損失、工期、社會影響等幾方面。

按照風(fēng)險發(fā)生可能性和風(fēng)險損失，可將工程建設(shè)風(fēng)險劃分為四級[1]，見表3。

表3 風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)

采用專家調(diào)查權(quán)重法，由專業(yè)總體、總工、設(shè)計人等結(jié)合通信系統(tǒng)風(fēng)險產(chǎn)生的概率、造成危害的等級，進(jìn)行各項風(fēng)險事件的權(quán)重指標(biāo)制定，最終確定通信系統(tǒng)有風(fēng)險事件11 項，其中Ⅲ級風(fēng)險5 項，Ⅳ級風(fēng)險6項，見表4。

表4 通信系統(tǒng)風(fēng)險評估

由表4 可以看出，風(fēng)險等級在正常設(shè)計及施工措施可控范圍內(nèi)，實施過程中加強(qiáng)監(jiān)測管理。

2.4 風(fēng)險應(yīng)對措施

通信系統(tǒng)涉及行車安全，在設(shè)計中必須首先考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性。系統(tǒng)軟件和硬件的配置方面必須注重安全性；關(guān)鍵環(huán)節(jié)均采用冗余設(shè)計，關(guān)鍵的系統(tǒng)和主機(jī)設(shè)備上消除單點故障，通過設(shè)備冗余和負(fù)載分擔(dān)的方式來提高系統(tǒng)的可靠性，選用的設(shè)備本身應(yīng)具有較高的可靠性并應(yīng)支持熱插拔和軟件升級。

針對通信系統(tǒng)識別出的11項風(fēng)險事件，總結(jié)出各項風(fēng)險事件的應(yīng)對措施，見表5。

表5 通信系統(tǒng)風(fēng)險應(yīng)對措施

3 風(fēng)險評估建議

城市軌道交通機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)專業(yè)覆蓋面廣、自動化程度高、專業(yè)間接口問題多，在項目設(shè)計、實施階段存在大量的不確定性因素，因此，機(jī)電系統(tǒng)風(fēng)險評估是防范與降低風(fēng)險的最有效手段。建議城市軌道交通項目針對每個機(jī)電系統(tǒng)在設(shè)計時進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)險評估，對所有識別的風(fēng)險事件都進(jìn)行原因分析并根據(jù)其產(chǎn)生的原因有針對性的給出風(fēng)險應(yīng)對措施，使軌道交通工程建設(shè)運營過程中的風(fēng)險在可接受、可控范圍內(nèi)。