鐵路信號設備隱患成因分析及對策研究

王曉冬 上海鐵路局調度所

鐵路信號設備隱患成因分析及對策研究

王曉冬 上海鐵路局調度所

采用SHEL模型，從人與軟件、硬件、環境、人四個方面分析信號設備隱患形成原因。從豐富信號監測系統功能、創新設備隱患排查方法、完善設備隱患評價體系、優化管理制度和方法幾個方面，提出減少設備隱患的對策。

信號設備；隱患；SHEL；管理

鐵路信號系統歷經機械化、電氣化階段，如今向自動化發展，具有網絡化、數字化、智能化特點，主要包括車站聯鎖、區間閉塞、行車調度指揮控制、列車運行控制、駝峰調車控制等系統。各信號系統由信號設備、器材組成，包括繼電器、軌道電路、轉轍機、信號機、電源屏、控制臺、機車信號等。隨著鐵路事業的飛速發展，營運里程不斷增加，大量信號新設備投入使用。如此多種類、分布廣的信號設備，某個器材發生故障，就會使整個信號系統的處于異常狀態，影響鐵路運輸的效率和安全。因而，及早發現信號設備隱患，將事故消滅在萌芽狀態具有十分重要的意義。

1 信號設備隱患成因分析

隱患是指由于作業場所、設備及設施的不安全狀態，人的不安全行為和管理上的缺陷而可能導致人身傷害或者經濟損失的潛在危險，具有隱蔽性、因果性、重復性、突發性等特點。海因里希提出的“事故金字塔”說明，每1次重大損失事故背后，有29次較輕事故、300次無損失事件和千萬次隱患發生，消滅隱患是杜絕事故發生的根本。

鐵路信號設備分布點多線長、與工務、供電等專業結合部多、易受外部環境影響，信號器材需要高標準的設計和制造工藝。隨著鐵路信號技術的不斷發展，設備自身材質原因造成電務責任故障的比例已逐漸下降，設備材質隱患已不是造成信號設備故障的主要因素。

一直以來，信號設備維護遵循計劃修模式，依據不同設備的修程標準、作業項目和時間制定維修計劃，由工區負責實施。維修計劃和作業流程制定是否科學、現場檢修人員執行作業標準是否到位等因素決定著設備的維修質量。現場作業人員是信號設備維護的實施者，受作業環境、自身素質、檢測工具等因素影響，存在漏檢漏修導致設備隱患的風險。據統計，信號設備責任故障中約有60%是因維修不良造成。下面運用SHEL模型（見圖1)，以人為中心，從人-軟件、人-硬件、人-環境、人-人四個方面進行信號設備隱患分析。

圖1 SHEL模型

1.1 人-軟件（L-S）

L-S即人與非結構體（如作業程序、手冊等）之間的匹配度。在設備檢查過程中，可能出現不熟悉作業程序、簡化作業流程、檢修流程設計不合理等風險。較為典型的是“兩違”行為，違章行為可能不會立即造成設備故障，但將給設備埋下嚴重隱患。人-軟件間的匹配度出現問題，一方面是作業人員的制度教育和技能培訓效果不好，另一方面是檢修流程、作業計劃、隱患排查方法需要改進，使其更有利于杜絕設備隱患的發生。

1.2 人-硬件（L-H）

L-H是指人與結構體（如檢修工具、信號設備等）之間匹配。檢測工具是信號設備維修過程中必不可少的，如萬用表、鉗形表、兆歐表等，其校驗精確性以及人員使用熟練度會對設備檢修效果產生影響。信號設備結合部是隱患集中的地方，如工務道岔狀態變化會造成道岔轉換異常、外電網電源波動會造成信號電源設備故障等。有的信號設備因設計原因，隱患不易被發現，如車載監控設備、機車信號設備、地下電纜等。當前，對信號設備運用狀態的監測主要依靠信號微機監測系統，該系統對信號設備故障原因判斷、提高故障處理效率具有重要作用。但對設備隱患的監控主要依靠工區、車間、段三級監測分析人員進行周期性調閱查看，效率較低，存在遺漏發現設備隱患的風險。

1.3 人-環境（L-E）

L-E是指人與各種自然、非自然的環境因素的相互作用。信號設備大多分布在鐵路沿線，室內外設備受自然環境影響較大，如雷擊、雨雪、氣溫變化。作業人員在檢修過程中，也存在自然條件的影響，如夜間高鐵設備檢修時照明條件不好、雨雪天氣室外作業時工作狀態下降等。相對于自然因素，非自然環境因素造成的設備隱患更難發現。信號設備與其他鐵路專業設備結合部較多，其他設備狀態變化會對信號設備產生影響，如軌端肥邊造成絕緣失效、道岔開程變化造成轉換不鎖閉、牽引電流回流不暢或牽引電流不平衡造成軌道電路紅光帶等。信號設備維修計劃時常因運輸調整、其他單位施工沖突等原因取消，造成設備失修后埋下隱患。在多單位聯合作業時，也會因時間緊張、交叉作業、現場組織無序等原因造成人員對作業標準執行不到位，導致設備存在隱患。

1.4 人-人（L-L）

L-L是分析信號設備管理過程中作業人和他人之間的相互影響。相互合作的良好關系和工作壓力過大會對人的表現產生不同影響。在設備檢修過程中，可能存在人員不足、疲勞作業、缺少互控、與相關單位配合不暢等原因造成設備隱患。這其中有個人安全素質不高、工作責任心不強等主觀原因，也有安全監管不力、教育培訓缺乏、勞動組織不合理、安全文化氛圍不濃等客觀原因。隨著新建線路的不斷增加，大量信號設備的維修需要更多人員，維修隊伍將呈現規模化、年輕化，新進員工的職業道德和技能培養尤為重要。

2 減少信號設備隱患的對策

2.1 豐富信號監測系統功能

信號監測系統運用計算機和信息采集機實時監測并記錄各種信號設備的運行狀態，是電務安全的“黑匣子”，是實現信號設備“狀態修”的技術基礎,主要有地面設備監測系統和車載設備監測系統。

信號監測系統對設備狀態的數據采集量十分龐大，受限于計算機的存儲能力，這些數據保存具有時限性，分析監測數據要消耗大量的人力和時間，發現設備隱患的及時性、準確性較低。因而，要增加信號設備隱患報警功能，提高監測數據的利用效率。可以對軌道電壓、信號機電流、道岔功率等監測項目設定閾值，一旦目標值在一定周期低于或高于閾值則報警提醒，監測分析人員可以有針對性的對設備狀態分析判斷后，采取繼續盯控或立即處置措施，將設備故障前的隱患消除。機車在運行過程中發生ATP、LKJ故障恢復后，需要人工下載監控數據才能分析判斷出故障原因，機車有帶病運行的安全隱患，可能造成故障重現或其它嚴重后果。可以研究車載監測系統將機車故障時段數據單獨形成文件、運用無線通信方式及時發送至電務終端，提高車載設備故障原因分析判斷的及時性。

2.2 創新設備隱患排查方法

信號設備隱患排查不同于檢查，檢查是運用單方面知識或實踐經驗，用眼看、手查，工具測的方法，在間隔較短的時間周期內，到現場對設備或資料現狀查看。排查是假設一個結果或一個現象，把能夠想到與其相關的問題或派生出的問題按因果關系排列出來，然后逐個問題進行研究調查，排除已經消除的問題，把未消除的、可能會引起故障的隱患找尋出來。隱患排查包括設備工藝、環境等硬件方面和維修流程、作業計劃、安全管理制度等軟件方面的薄弱點。

當前，信號設備隱患排查主要運用經驗法和類比法，即依靠經驗，將現場設備的檢查情況與以往統計資料的差異信息進行分析、評價、類推而發現隱患。信號設備的檢修作業具有標準流程，可以運用過程分析法，將作業活動分成多個步驟，對每個作業步驟的安全隱患進行排查分析，評價現有防范措施的有效性后提出改進方法。還可以收集被排查設備的相關資料（如工藝、特性、檢修標準、以往事故案例等）進行分析整理，明確存在的隱患項點后編制安全隱患排查表，按表進行逐項檢查辨識，排查出存在的隱患。設備隱患排查時要以各工區業務骨干和車間技術主管人員為主要力量，運用頭腦風暴法，大范圍、深層次的找出隱患項點。

2.3 完善設備隱患評價體系

信號設備隱患的評價可以采用風險系數RPN(risk priority number)方法，從隱患發生的頻率、影響嚴重性、不易檢測性這三個維度進行風險分級，三者之積數值越大，則隱患越需要迫切解決。三個維度中影響嚴重性最為重要，當其風險級別較高時，要立即制定應對措施，降低其風險等級。風險系數（RPN）的計算公式如下：

其中（S）為嚴重度，（O）代表頻度，不易檢測度為（D）。

對信號設備隱患風險系數的三個維度，采用專家調查評價方法確定其影響因素，并進行因素重要性比較。如信號設備隱患的嚴重度主要是對人身安全、運輸安全、其他專業設備、維修計劃等因素的影響，設備隱患不易檢測度主要受檢測流程、人員素質、設備環境等因素影響。確定設備隱患的風險系數后，將其從高到低排序，運用帕累托法則，找出最重要的20%隱患，優先研究克服它們的辦法。

2.4 優化管理制度和方法

一是優化信號設備修程修制。以工區為基礎，對所轄信號設備根據使用頻率、上道時間、運用環境的不同進行建檔分級，適時考慮季節變化、運輸調整等可變因素，對設備維修周期進行動態調整。運用大數據技術，對比、分析信號設備周期運用狀態，為維修周期的調整提供依據。要細化信號設備維修作業流程，將設備的關鍵檢修項點列明在檢查單中，作業人員現場檢修完后簽認，避免漏檢漏修。要根據信號設備的特點、使用環境、檢修標準，明確檢修項點的作業順序，使作業人員形成標準流程習慣，提升設備檢修的效率和效果。

二是改進現場管理方式方法。要完善激勵機制，段、車間設立專項資金，對發現設備隱患、提供隱患整治建議的職工給予獎勵。段、車間要針對工區實際、參照以往設備運用情況，制定設備檢修階段目標，激勵工區向更高目標努力。要發揮榜樣的力量，每月工區評選出設備隱患整治方面的優秀員工，推廣其經驗。各工區間要不定期開展設備隱患整治互評互查活動，相互取長補短。要注重員工標準化檢修流程的實作培訓，段、車間、工區不定期組織實作考試。車間定期開展工區之間全員標準化作業競賽，以賽促練，提高職工設備檢修水平。要促進工區內聚力，重視壓力與績效間倒U曲線關系，調動員工積極性，使工區整體檢修水平始終保持高標準。

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2016-11-23