浅析我国铁路信号系统的安全评估技术
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作者: 王卫东
摘要:当下,中国已经迈入高速铁路的时代,如何保证信号设备始终处于良好的工作状态,并且能够安全有效的为行车服务,是一个值得广大铁道工作者的研究话题。本文从安全评估系统的概念和必要性入手,阐述了目前铁路安全评估系统起到的一个重要的作用,并且分析了我国的安全评估系统的使用先现状和一些常用的评估方法,来使读者有更深入的了解。
关键词:铁路信号 信号系统 安全评估
随着中国铁路近几年来的快速发展,特别是客运专线的开通、铁路系统的大面积提速,对铁路信号体系的安全需求也是逐年增高。一套完整的安全评估体系不但在技术的层面上促进铁路安全性能,同时在法律层面上分担了政治和商业风险。如何构建具有中国特色的,覆盖率高的、可靠性高的,立体化的铁路信号系统的安全评估体系,来确保运输的安全性,是当今一个艰巨而紧迫的问题。
一、安全评估的基本概念和相关的法律规定
安全评估是一种对于保证预期的铁路工程项目被准确定义和实施起到辅助作用,避免疏忽或过失的通行做法。安全评估机构(ISA)监督工程项目的对于安全的管理活动,能够降低铁路运营的安全风险,减少铁路工程实施项目的安全风险,对系统的安全性能做出保证,降低安全授权机构进行安全审批的风险。
我国与铁路相关的基本法有《铁路法》、《铁路运输安全保护条例》等。根据标准法派生出的许多基本法规如《铁路技术管理规程》、《信号维护规则》等都规范了信号设备的开发、应用等,并且制定了一系列的技术条件和技术标准,来确保铁路信号设备的安全。
二、对铁路信号系统进行安全评估的意义
随着经济的发展和列车的大面积提速,对运行安全方面提出了更高的要求。纵观古今铁路的运输安全与旅客生命财产是密不可分的,作为国家重大生命线工程。在铁路信号的可行性研究、设备设计、铁路施工以及验收和运营时存在的任何安全隐患,都会导致国家和人民的生命财产安全受到损害。因此,铁路信号系统安全评估将是也是建设和谐铁路的主要手段,实现铁路运输安全和预防相结合的的具体体现。
三、我国铁路信号系统安全评估体系现状
一直以来,我国一直将安全评估体系的建设放在首位,特别在铁路信号系统的研发、批量运用和工程建设中。并满足和国际接轨的需要,对系统设备的一些环境条件以及安全性指标等方面做出了更高的要求,建立了成熟、完善的信号系统设备。致力于研究安全评估管理体系,来更好的保证铁路运输的安全。特别是在铁路大面积提速之后,铁道部更是将安全评估技术作为重点的研究内容,并且投入了大量的资金和人力物力,来不断完善。
1、一方面不断完善信号安全评估系统体系相关的规章制度,并且建立了信号安全动态评估技术标准等等。这些法律法规的建立为信号安全评估工作有序、深入的开展提供了有力的科学、法律环境。
2、目前铁路部门使用的信号安全评估体系本身具有的可靠性、可维护性、可用性、安全性等等,性能也在逐渐增强,功能也在逐步的完善,但对于铁路的大面积提速后,实现我国铁路其它线路多种列控设备的评估的需要还是具有一定的差距。
3、随着安全评估系统的的推广使用,各铁路局相关部门和人员对信号安全评估的重要性的认识逐步深入,认识到了评估系统发挥的重要作用。信号评估系统已经被广为接受,铁道的各类专职部门、专职人员开展信号的评估工作,为信号安全评估的进一步的发展打下坚定的基础。
四、铁路信号系统安全评估的方法研究
1、预先危险性分析法
在铁路项目的施工之前,为保证系统安全,采用PHA(预先危险性分析法)对铁路信号系统进行最初步的分析,对系统中明显存在的危险性类别和导致事故的后果进行初步分析,包括对系统设计、实验、生产施工等存在各项指标进行分析,以确定系统存在的潜在的隐患和危险等级,来防止危险发展成为故障。PHA大致可以识别出与系统密切相关的主要危险,分析出其产生的原因,预测假使事故发生导致的影响,预测出危险的等级,并及时的提出行之有效的方法来避免的安全隐患。PHA通常用于项目的初级的阶段,特别对潜在的危险了解相对较少,并且无法凭经验去判断的项目,或者应用在设备装置的开发研究阶段都可以很好的应用。
2、专家评估法
专家评估法包括有表决法、评分法、安全检查表法等等,各种使用最多的是SCL(安全检查表)法。SCL方法采用的主要形式是预先把检查对象进行分解,将一个大的系统切割成若干子系统,逐项检查项目列表的各项指标,采用的是提问或者进行打分的方式。来查找系统中各类的元件、零部件、设备设施、物料工件、操作人员、管理和组织中的危险有害的因素,并具体进行分析,提出对安全隐患的整改的建议和具体措施。
3、事件树分析法
故障是重要设备出现了非正常使用状态或者操作的不当引发的异常结果。而ETA(事件树分析法)是用来分析普通设备故障或由初始事件导致故障的发生的可能性。EAT可以提供用于记录故障的后果的系统性的方法,并且能够确定事件的后果和初始事件之间的联系。EAT适用于那些会产生不同后果的初始事件,强调的此故障可能发生的最初原因和初始事件可能对事件后果产生的影响。每一个独立的故障序列都由事件树的每一个分支来表示。而对于一个初始的事件来说,每一个独立序列都明确地界定了安全功能之间的相互联系。
4、故障树分析法
FTA(故障树分析)是一种安全的分析评价和进行故障预测的一种先进的方法,它不仅仅能够分析出故障产生的直接原因,并且能进一步发掘出故障存在的潜在因素。FTA能应用于各种系统,对其具有的危险性进行识别评价,能够定性定量的进行分析。并且故障树具有简洁、具体化等特点,与事件树采用的归纳法分析不同,故障树分析使用演绎法。因此,FTA可以应用于工程或设备的设计阶段,用故障查询等操作方法,都能对其安全性作出具体的评价提高了系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。
5、故障模式和影响分析法
由于铁路系统可以划分成若干的元件、设备、子系统等评估单元,因此可以采用FMEA(故障模式和影响分析法),按照实际需要来将大的系统进行分割成为小的元件或者子系统等,分析每个部分可能发生的事故的模式及其产生的影响程度,提出并且采取相应的对策,来提高信号系统的安全性和可靠性。
当然铁路安全评估方法还有很多,包括模糊数学法、灰色聚类法、数值分析、、人工神经网络等等的方式都可以提高对铁路信号系统的安全评估,保证铁路运输的安全。
五、前景展望
随着经济的不断发展,我国要实现实现铁路现代化、智能化,使运输能力满足经济发展的需求,铁路信号安全系统就必须达到世界发达国家的水平。铁路信号系统的安全评估应该更具有可靠性、可用性、安全性、性能良好、数据处理智能化、结构形式开放、并与其它监测系统能够数据融合、进行综合处理等特点。因此我国铁路发展必须博采众长,建立一套自主的知识产权和铁路信号系统安全评估体系,来保证铁路信号系统安全评估体系能够更加有效的为行车的安全护航,并使之逐步得到国际的认可。扬长避短,不断的继承与创新,铁路信号系统的安全评估体系的的发展一定会取更大的成果。
参考文献:
[1]李开成.国外铁路通信信号新技术纵览[M].中国铁道出版社,2005.
[2]贾明涛.铁路道口事故分析与预测研究[D].北京:北京交通大学,2006.
[3]张曙光.高速铁路系统生命周期安全评估体系的研究[J].铁道学报,2007(11)
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