基于北京地鐵矩陣式控制體系的行車安全管理模型

【摘要】行車安全管理由四個維度構成是地鐵系統管理的中心。在北京地鐵矩陣式控制體系的基礎上，構建地鐵行車安全管理模型。模型通過對安全行車風險進行模糊數字化評估，從而發現問題并提供分析解決問題的依據。

【關鍵詞】地鐵 矩陣式控制體系 行車安全管理

一、地鐵行車安全管理概述

地鐵是由“人員”、“機器”、“環境”、“管理”組成的大聯動系統，其中“人員”和“管理”是首要因素，其次為設備因素，最后為環境因素。地鐵系統最終的目的是要將乘客安全準時運送到目的地，因此行車安全管理是整個地鐵系統管理的中心。行車安全是一個龐大的人機動態系統的安全運行，離不開管理，在很大程度上依賴于有效管理。圍繞著行車安全管理有四個維度：對行車人員的管理、對車輛設備的管理、對行車環境的管理、監控管理機制。行車人員主要指與安全行車直接相關的人員，包括電客列車駕駛員、調度員、綜控員等。他們的素質、技能直接影響到行車作業的質量，也影響到列車故障處理和突發事件處置的成敗。其他工作人員如車輛檢修人員、設備維修人員、站務員等，他們雖然也對安全行車起到保障作用，但是只是通過車輛、設備間接地影響列車運行。車輛設備主要是指與行車有關的車輛、設備、設施等，包括電動列車系統、供電系統、信號、通信、線路、橋隧建筑等，一個系統出現故障都有可能影響到列車的正常運行。行車環境主要是指直接影響列車運行的地鐵環境，包括車站構造，不同運營時段所對應的客流量、列車間隔、行車人員狀態，地面運行時的天氣狀況等。車站構造會影響到客流組織工作，不建造屏蔽門的車站還要防止人或物侵入限界?？土髁恐苯佑绊懙搅熊嚨臏庶c運行和安全。列車間隔會影響到處理突發情況時的行車組織工作。

北京地鐵在多年的運營經驗基礎上形成“人、機、環、管”和“治、控、救”三道防線的矩陣式控制體系。在“治、控、救”三道防線中，“治”是加強安全基礎建設，治理并消除隱患；“控”是強化科學管理，密切監控系統各要素的變化及其可能出現的隱患；“救”是提高搶險救援能力，筑起最后一道安全防線。在行車安全管理中，矩陣式安全控制體系的作用主要表現在：①利用科學管理和技術，通過對車輛、設備的質量以及人員技能、現場作業的有效治理，建立第一道防線；②密切監控與行車安全有關的人員、設備、環境的變化情況，及時發現問題予以有效控制；③提高行車人員的設備車輛故障和突發事件的應急處理能力，確保突發情況在第一時間被有效處置。

二、建立行車安全管理模型

（一）模型建立

人、機、環、管對安全行車的影響是綜合的，其中機器發生不同的故障會產生不同程度影響，而提高車輛設備質量降低故障率可以有效避免故障發生；同時行車人員的應急處置能力強弱直接關系到車輛設備故障能否被及時排除，恢復行車；環境因素中不同時段的客流量及客流組織、工作人員狀態也對行車安全產生不同程度的影響；而不同時段所采用的監控管理力度反過來抵消各時段的不利影響。

據此就可以建立安全行車管理模型：Xij=Hi*Pj*Dj*（1-Aj）*（1-Mi）

其中： Xij，第i時段發生第j種故障時的安全行車狀態； Hi，第i時段的環境因素的影響權重； Pj，第j種車輛或設備故障的發生概率； Dj，第j種車輛或設備故障的影響權重； Aj，行車人員對第j種故障處置的勝任程度，0

（二）模型參數

建立模型的關鍵在于設定合理的參數。由于權重參數很難采取客觀統計數據來量化，難免有主觀成分?？梢岳脤哟畏治龇ǎ页鲇绊憛档牟煌?，按重要程度分配權重，然后請專家予以打分。

Hi，第i時段環境因素的影響權重。每天列車運營24個小時，不同時段影響行車環境的原因按照重要程度依次為：客流量、工作人員狀態、車站構造、列車間隔等。

Mi，第i時段的監控管理力度。行車環境的監控管理力度，主要由科技手段實時監控和管理人員動態監控效果來決定?？萍急O控的效果是恒定的，通常情況下不會隨時間的變動起伏，除非設備出現故障。人員監控的效果會因精神狀態、力量配置而出現變動。此外，管理制度完善與否和管理技能的高低也對監控管理力度產生影響。

Pj，第j種車輛或設備故障率和 Dj，第j種車輛或設備故障的影響權重。故障率是判斷車輛設備質量的關鍵指標。故障率可以用每天發生次數表示，也可以用每萬車公里發生次數表示。車輛設備的管理主要通過控制故障率來實現。車輛設備的故障不同對行車安全產生影響不同，例如：車輛制動系統故障時通常情況下會引起掉線，而門系統故障則會引起5分鐘以內的晚點，地面信號系統故障時通常會引起行車閉塞模式的降級從而影響整條線路的行車效率，而車載信號系統故障時一般只會會導致個別車次晚點或掉線。因此不同的故障具有不同的影響權重。

Aj，行車人員對第j種故障處置的勝任程度?，F代城市軌道交通的行車人員有兩項職責，一是在正常情況下對車輛、設備、環境狀態進行監控操縱，二是在非正常情況下及時妥善處理突發故障，快速恢復行車，而后一項在交通壓力日益嚴峻、社會要求日益嚴格的今天越來越顯得重要。行車人員的故障處置能力與培訓演練效果、經歷經驗、壓力管理能力等有關。

三、模型應用

在模型參數中，故障影響權重Dj和環境影響權重Hi是相對固定的，而實際故障率Pj、行車人員勝任程度Aj、監控管理力度Mi是隨時間不斷調整變化的。為了使管理風險能夠控制在一定范圍內，首先確定行車安全管理的控制指標值x，然后計算一天不同運營時段的安全行車狀態。在管理風險矩陣中高于x的值是不符合要求的值，表明該處存在管理問題，因當及時分析原因，采取合適的管理措施予以控制。下表是某行車中心的行車安全狀態評估表。

表1中，車輛制動所對應行的行車安全管理風險值高于控制值2.0，說明此處存在管理問題，可以采取的措施有：（1）針對車輛制動故障，對行車人員進行強化培訓，提高其應對處置能力；（2）加強車輛質量管理，降低制動系統的故障率；（3）加強各運營時段的監控管理力度，在運營線上配備相應技術管理人員。此外，由于管理者將主要力量和精力放在高峰時段II和時段VI，致使非高峰時段IV和時段V的管理力度略顯不足，而此兩時段人員狀態較差，容易出現違反規程和操作失誤的情況，管理者應當加大該時段的監控檢查指導力度。

四、模型特點

模型的參數確定是模型建立的基礎。參數主要取決于歷史統計數據和管理專家的經驗。由于個人在看待問題時角度、水平存在差異，因此在測算列車故障的危害權重D和所處時段的影響權重H時，會產生主觀偏差，應當慎重處理。隨著地鐵運營時間的推移，管理水平、人員技能、車輛設備質量都會發生變化，因此需要根據實際情況定期更新參數。故障影響權重Dj、行車環境影響權重Hi在環境改造、設備車輛更新之后會發生變化，需要及時修正。修正后的值若有下降，說明安全行車環境趨好，反之則在變差。地鐵行車安全管理模型從人員、車輛設備、行車環境、管理四個維度對安全運營形勢進行模糊數字化評估。通過模型，管理人員能夠直觀看出當前管理狀態，據此分析查找問題所在，進而采取相應的控制對策，予以解決。

參考文獻

[1]謝正光.北京地鐵安全管理的探索與實踐[J]. 現代城市軌道交通，2004（4）：17-20.

[2]賈水庫，溫小虎，蔣仲安，等.基于層次分析法地鐵運營系統安全評價技術的研究[J].中國安全科學學報，2008（5）：137-141.

[3]彭金栓，邵毅明，倪健.基于DHGF方法的道路交通安全評價[J].山西建筑，2007（12）：13.

[4]鄭明楊.安全管理問題分析及對策[J].科技咨詢，2011（28）：247.

[5]慕威.地鐵運營安全管理評價體系的構建與評價[J].管理觀察，2010（10）：230-231.

[6]吳濤.安全評估方法在軌道交通中的應用[J].城市軌道交通研究，2002（3）：52-55.

作者簡介：吳捷，男，就職于北京市地鐵運營有限公司，安全行車技術主管。

（編輯：晏文）