鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性分析

張志虎

（呼和浩特鐵路局調度所，內蒙古　呼和浩特　010050）

鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性分析

張志虎

（呼和浩特鐵路局調度所，內蒙古呼和浩特010050）

保障鐵路安全運行是保障乘車人員人身安全的首要保證，同時還能有效促進我國經(jīng)濟快速發(fā)展。為提高鐵路運行的可靠性，鐵路運輸部門需將鐵路行車組織安全放在鐵路運營安全工作的重要位置。為此，本文從一般概念出發(fā)對鐵路運行組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)的可靠性進行分析，為提高其可靠性提供一定借鑒。

鐵路行車組織；雙向閉環(huán)系統(tǒng)；可靠性

就交通運輸部門而言，安全運營是工作的重要目標。在交通運輸中，鐵路運輸具有一定的特殊性，承擔大規(guī)模貨物運輸?shù)耐瑫r還要完成旅客運輸。從這一角度來看，鐵路安全運營將關系我國經(jīng)濟發(fā)展同時也關系人民群眾的人身安全。

1　鐵路行車組織雙向閉環(huán)系統(tǒng)概述

在過去鐵路運行安全由單閉環(huán)系統(tǒng)控制，在增加安全控制系統(tǒng)串聯(lián)環(huán)節(jié)的時候，鐵路運行的安全性與可靠性會逐漸降低。這樣的控制系統(tǒng)，就意味著一個串聯(lián)環(huán)節(jié)必然會變成鐵路運行期間的故障點。在串聯(lián)環(huán)節(jié)逐漸增多的情況下，鐵路運行的可靠性與安全性就會降低。在鐵路運行過程中，串聯(lián)環(huán)節(jié)的任何一個部位出現(xiàn)故障都將造成鐵路運行事故，因此故障發(fā)生的概率會變得非常大［1］。實際上，這種傳統(tǒng)的單閉環(huán)系統(tǒng)，只能存在一種反饋機制。如果這種反饋機制出現(xiàn)問題，那么久不能保證鐵路運營的可靠性。基于這種單閉環(huán)系統(tǒng)弊端，人們提出了一種新型的鐵路運行安全控制系統(tǒng)—雙向閉環(huán)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)就是利用正反兩個閉環(huán)系統(tǒng)管理整個鐵路運行的安全，由此增強鐵路運行的安全性。即便鐵路運輸?shù)臅r候，一個閉環(huán)系統(tǒng)存在問題，另一個閉環(huán)系統(tǒng)就可檢測出來，及時報警、控制和預防事故的發(fā)生。

雙向閉環(huán)系統(tǒng)中，正方向發(fā)出正向閉環(huán)并通過觀察鐵路運行作業(yè)來管理鐵路運行的安全。其工作原理可簡述為系統(tǒng)會根據(jù)過去事故發(fā)生的情況，分析事故提煉出重要環(huán)節(jié)和關鍵點，并對其進行有效監(jiān)測。一旦雙向閉環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)遇到事故就會發(fā)出警報以提醒安全管理人員，盡可能降低不安全隱患，預防安全事故的發(fā)生。

2　影響鐵路組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)可靠性因素

文獻2指出，鐵路組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)影響的因素有這么幾個［2］：

2.1行車人員的疲勞程度。這一點與疲勞駕駛汽車一樣，行車人員在經(jīng)過長時間工作后，各項身體機能會逐漸下降，難以保持注意力集中。其行車時間越長越容易出現(xiàn)疲勞，會大大增加鐵路運行事故的可能性。

2.2行車人員的工作時間。鐵路運營是一天不間斷的，為此這就需要行車人保持二十四小時不間斷的工作。鐵路運輸部門一般實行的三班倒工作制，行車人早中晚輪班。在夜班的時候，生理作息會受到影響，進而會致使鐵路運營的安全問題發(fā)生。

2.3行車工作環(huán)境。鐵路行車的工作環(huán)境包括車廂溫度、列車運行聲音、車廂振動、車廂濕度以及照明燈等各方面。鐵路運輸?shù)臅r候，如果可以保持良好的環(huán)境，行車人員會感到舒適，發(fā)揮出行車人員工作積極性。從而可提高行車的安全性與可靠性。如果鐵路工作環(huán)境比較惡劣，就會增加行車人員的不適感，工作的積極性就會受到影響，造成列車事故。

2.4行車人員的社會心理因素。社會心理指的是人際關系、親友關系、家庭幸福程度以及夫妻關系等。鐵路運行的時候，如果行車人員保持良好的心理狀態(tài)，就可在工作中保持輕松愉悅的心情，不會受到精神壓力的干擾。但是如果行車人受到較大社會心理壓力，行車人的心情低落，喪失工作動力，容易造成工作注意力不集中，降低鐵路運行工作效率，引發(fā)行車事故。

3　鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)的結構與控制簡述

閉環(huán)控制是工程高精度控制應用最為廣泛的控制算法之一，是控制裝置與被控對象之間存在正向控制同時被控對象的輸出反作用與控制裝置并影響其控制算法和控制結果。

鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)由正、反兩個閉環(huán)構成，設被控對象由n（n＞1）工步組成，則行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)定義為：

3.1正方向控制環(huán)：按執(zhí)行順序各工步任務，并且在執(zhí)行任務之前先檢查是否存在安全隱患，如果正常則繼續(xù)，若發(fā)現(xiàn)問題則立刻停止并通過警報形式進行人機互動。

3.2反方向控制環(huán)：對被控對象進行分析，并借助專家系統(tǒng)等方式，設置被控對象薄弱環(huán)節(jié)，并進行精確控制。同時，假定執(zhí)行至k（1＜k＜ n）工步時，檢測k-1或k+1工步完成情況以及是否存在隱患。如果未完成或者有隱患存在，則停止并報警，若順利完成則繼續(xù)執(zhí)行。

其結構圖表述如下：

圖1　行車組織安全雙向閉環(huán)控制結構示意圖

該系統(tǒng)中，正向閉環(huán)從工作流程的具體工步出發(fā)，傾向于系統(tǒng)運行的安全管理；而反向閉環(huán)系統(tǒng)從事故的統(tǒng)計分析出發(fā)，結合智能化控制技術對事故進行分析，提出系統(tǒng)的檢測關鍵環(huán)/關鍵點。

4　結語

在鐵路運行的過程中，控制系統(tǒng)的可靠性極其重要。在常規(guī)串聯(lián)控制方案基礎上提出的基于正、反兩控制閉環(huán)的思路能夠大大提供行車組織安全的可靠性，特別是反向閉環(huán)系統(tǒng)，能夠在專家系統(tǒng)、智能化控制的基礎上對被控系統(tǒng)進行統(tǒng)計與分析，為鐵路的運行系統(tǒng)提供更安全的保障。

［1］杜彥華，吳秀麗，錢程，劉春煌.基于科學工作流的鐵路行車安全評價系統(tǒng)研究［J］.鐵道學報，2012，06（12）:152-153.

U298.1

A

1003-5168（2015）11-132-01

張志虎（1987.01—），男，甘肅白銀人，助理工程師，畢業(yè)于蘭州交通大學本科，主要從事鐵路運輸調度指揮。