鐵路軍事運輸安全預警信息系統研究

王　樂,王　旭，周亞平，陳　超

(1.駐西安鐵路局軍事代表辦事處，西安 710054； 2.65659部隊，遼寧 錦州 121000；3．海南省軍區 后勤部，海口 570236)

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鐵路軍事運輸安全預警信息系統研究

王樂1,王旭2，周亞平3，陳超3

(1.駐西安鐵路局軍事代表辦事處，西安 710054； 2.65659部隊，遼寧 錦州 121000；3．海南省軍區 后勤部，海口 570236)

為增強鐵路軍事運輸安全管控決策的科學性、針對性和預見性,在充分利用現有鐵路信息資源的基礎上,運用現代安全系統工程的理論和方法,分析預測鐵路軍事運輸系統的安全狀況與不利因素。闡述了該系統的設計背景和思想,并對系統的邏輯設計進行分析。該系統的實施,將對實現鐵路軍事運輸安全監管工作的信息化、科學化、現代化起到積極的促進作用。

鐵路軍事運輸；安全預警；信息系統

從我軍現行的軍事交通運輸管理體制來看,鐵路軍事運輸安全管控模式為單向反饋控制模式。這種模式旨在統計分析匯總過往事故隱患,找出原因,并制訂應對措施。但該模式還停滯在事后處置的管理思想。新時期新階段，隨著我軍執行多樣化任務日益頻繁，武器裝備大型化、重載化日趨明顯，加之鐵路運行密度和速度不斷增大,鐵路軍事運輸安全系統的復雜性和風險性也隨之提高。單向的安全管控模式已經難以滿足目前我軍鐵路軍事運輸安全管控的發展要求。

對此，應重點發展鐵路軍事運輸安全預警系統。該系統是為各級鐵路軍交運輸部門提供輔助安全決策的專項信息管理系統。它可以根據鐵路軍事運輸安全管控需求，充分利用目前先進的網絡大數據技術，實現計算機自動統計、預測、評價、輔助決策等功能,于此同時，動態監測和識別鐵路軍事運輸過程中各種潛在安全事故和人、事、物的不安全狀態,使得各項安全隱患能夠及時得到查找和糾正。系統投入使用后，可極大提高鐵路軍事運輸管控層次,將單向反饋模式升級為前饋與反饋相互耦合的預先管控模式,盡最大程度逼近安全決策的時效性、科學性、針對性和準確性,盡最大可能遏止鐵路軍事運輸事故和差錯,實現安全管控模式由“事故處置型”向“事故預警型”的轉變。

1　預警信息系統的設計思想與原理

1.1設計原理

預警信息系統的設計原理,是從鐵路軍事運輸中的環境、制度、人、技術等4個方面入手,通過整合安全管理科學、安全決策科學與安全信息科學,構建一套集安全信息傳輸、篩選、處理、決策分析為一體的安全管控信息系統, 通過對物的不可靠狀態、人的不規范行為以及制度缺陷等要素的前饋與反饋相耦合的動態監控，從而分析、預判、預警和指導鐵路軍事運輸系統中各種安全措施，進而為鐵路軍事運輸安全管控提供科學依據和決策。

1.2設計依據

在長期的鐵路軍事運輸實踐中發現,從表面上看事故都有偶然性和隨機性,但從本質來講事故的發生具有因果性和必然性。在事故發生前,總會出現大量的事故征兆或隱患。一旦量變轉換為質變，這些隱患苗頭就很可能釀成重大安全事故。通過深究安全事故的發生機理發現，絕大多數事故是因為違反了維系鐵路軍事運輸安全的各項標準、制度和規章造成的。目前，在屏蔽涉密信息的前提下，鐵路軍事運輸的裝、運、卸全流程全要素信息早已融入鐵路企業內部各種生產信息管理系統。在這些信息系統中，不僅能檢索到軍事運輸信息，還可以通過鐵路運輸和安監部門完善的信息采集渠道，獲取鐵路軍事運輸安全信息。

檢索出來的安全信息是發現和預警鐵路軍事運輸安全事故的線索。因此，及時大量匯總、深入挖掘安全隱患信息，并及時加以綜合統計、細致分析和安全評估,就可以反映當前鐵路軍事運輸的不穩定因素和安全狀況。再根據系統內各種安全事故數據庫以及事故發生概率，提前預判可能的事故隱患和差錯。因此,預警系統只要抓住了安全信息這一關鍵環節,借助各級鐵路運輸和安監部門成熟的信息采集渠道，充分利用好事故致因理論，就可以實現對鐵路軍事運輸安全事故的超前預判、預警和管控。

1.3功能設計

鐵路軍事運輸安全預警系統主要實現兩個目標。首先，要能夠向各級鐵路軍事運輸安全管控人員提供多角度、多層次、多維度的科學統計數據，這就需要對從鐵路運輸和安監部門篩選的安全信息進行歷史數據分析；其次，要能夠從各種征兆和違章事件中預先識別判斷導致事故發生的危險源和危險狀態，從源頭改變安全信息與安全事故之間的關系，這需要對當前的動態安全信息進行數據分析(如圖1所示)。

在上述功能之中,后者是本文論述的鐵路軍事運輸安全預警系統的核心。

圖1　鐵路軍事運輸安全預警系統在安全管控中的作用

1.4設計重點和難點

為實現科學、準確的安全預警，利用安全事故歷史概率、當前安全信息、對未來事故進行預判和前瞻性分析,是此系統在設計時需要重點攻克的難點。

因此，鐵路軍事運輸安全預警系統應在安全工程學理論的指導下,合理運用事故樹分析法、安全評價法、定量預測技術等多種安全事故預防控制技術，實現安全預警功能。系統在建設和運行過程中,應以“軍民融合”理念為指導，充分發揮鐵路信息化平臺既有功能，動態篩選鐵路軍事運輸安全信息,并及時對歷史和當前數據進行綜合分析。只要某個環節的安全狀況超出設定的警戒值,系統就會警示相應級別鐵路軍事運輸安全管理部門采取相應措施。

鐵路軍事運輸安全預警系統設計的總體思想,就是充分借助現有鐵路信息化平臺，篩選有關安全信息,并對相關信息進行綜合分析評價預測,并在最短時間內向鐵路軍事運輸安全管控部門反饋預警信息,為安全管控部門提供科學的安全態勢分析,督促其準確采取合理措施，對環境、制度、人、技術等要素進行事前協調,做到防患于未然。

2　 鐵路軍事運輸安全預警系統的實現基礎

2.1數據采集基礎

在長期的安全管理實踐中,鐵路總公司和各鐵路局已經形成了一套行之有效的安全監管渠道和機制。該機制為鐵路軍事運輸安全預警系統的建設和運轉，特別是數據采集篩選工作提供了現實基礎。目前，各鐵路局和鐵路總公司都形成了較為完善的安全信息采集渠道。從縱向的機構設置來看，各鐵路局和鐵路總公司都設有安全監察部門，分別負責本級的安全信息采集和集中處理工作。從橫向的業務分工來看，機務、車務、供電、工務、電務、車輛等部門也都有各自的安全信息采集和處理渠道。因此，鐵路企業較為完善的信息采集渠道為鐵路軍事運輸的安全信息采集和篩選提供了前提條件。

2.2數據傳輸渠道

為保證有關信息在鐵路軍事運輸安全預警系統中合理有序流轉,必須建立與鐵路軍事運輸管理體制相適應、與鐵路安全信息化平臺相匹配的數據傳輸渠道。現代網絡技術中的異網數據單向傳輸技術,為鐵路軍事運輸安全信息的采集篩選提供了技術保證。總部機關可以通過異網數據單向傳輸技術從鐵路總公司獲取安全信息；各駐局軍代處可以通過異網數據單向傳輸技術獲取各路局的相關安全信息；各駐站軍代處也可通過異網數據單向傳輸技術從站段辦公網中收集信息。當站段網絡技術條件不允許時，也可以通過手工方式錄入采集信息。由此，在形成總部、駐局軍代處和駐站軍代處這3個不同層次、不同權限的數據傳輸渠道的基礎上,構成了一個互聯互通、縱橫交錯的信息傳輸網絡。

2.3數據存儲結構

預警系統應采用“集中—分布”相結合的數據存儲方案,設立總部、駐局軍代處、駐站軍代處三級數據庫,分別由各層級的安全管理部門或人員負責。鐵路軍事運輸安全信息根據不同層次管理需要,分布在總部、駐局軍代處、駐站軍代處三級數據庫中。總部的數據庫主要負責存儲和管控，偏向于戰略性決策的全局性基礎數據,駐局軍代處數據庫則負責存儲和管控戰術層面的基礎數據,駐站軍代處數據庫存儲轄區內相關數據。根據預警層次和內容不同，三級數據庫結合各自權限進行數據共享,并進行數據實時同步協調。其中，要重點解決各數據庫數據一致的問題，確保所有數據庫構成一個數據庫群落,不同權限的用戶根據各自層級訪問本地或者遠程數據庫。通過搭建數據存儲結構，就能夠保證相關信息源源不斷地匯集進鐵路軍事運輸安全預警系統,為預警決策提供可靠數據來源和支撐。

3　鐵路軍事運輸安全預警系統的邏輯結構與業務流程

3.1邏輯結構

為實現系統既定功能，應根據總部、駐局軍代處、駐站軍代處3個層級中相應的安全要求和層次，進行總部級戰略層級預警、駐局軍代處戰術層次預警和駐站軍代處操作層面預警，形成一個集信息采集、篩選、傳輸、存儲、處理為一體的信息平臺。上述3個層次的安全預警系統的功能定位和邏輯結構應相同,其區別僅在于因管控對象和層次的不同而導致的預警策略、內容和權限不盡相同。

3.2業務流程

3.2.1信息處理子系統

該子系統可以實現各類信息的錄入、導入、查詢、管理、修改以及刪除功能。鐵路軍事運輸安全防范風險點是預判事故征兆和違章違規行為的基本依據。它由鐵路軍事運輸各級安全管控負責人員,根據現行鐵路軍事運輸作業標準和規章制度匯總而成。安全防范風險點應該全面、詳細、準確地涵蓋鐵路軍事運輸工作中各種可能出現的問題。與此同時，鐵路軍事運輸安全防范風險點的邏輯編碼還應根據國家、部隊和鐵路的有關信息編碼標準制訂。

3.2.2統計報表子系統

統計子系統主要有兩個模塊：一個是安全報表管控模塊，它可以自動統計分析結果，并對結果加以整理、匯總,以需要的格式將相關數據導入日常報表中；另一個是統計信息管控模塊，它可以應用趨勢圖、直方圖、分布圖、圓形結構圖、對比趨勢圖等形式,準確統計安全信息,形象反映歷史和當前安全狀況，同時還可以提供橫向、縱向數據對比和排序分析。上述模塊都具有打印輸出功能以及報表的上傳下達功能。

3.2.3信息預警子系統

該子系統可以進一步細化為定量預測、安全評價、事故樹預警3個模塊。它們從不同的角度和需求實現安全事故的動態監控,超前預判和實時預警。

(1)定量預測模塊。利用多種時間序列分析預測數學模型,對預測對象的時間序列進行綜合分析,預測某批鐵路軍事運輸的安全發展態勢和趨勢。該模塊允許用戶根據預測對象的不同來選擇適合的數學模型,還允許通過人工調節相關參數讓預測結果盡可能逼近實際情況。

(2)安全評價模塊。運用多指標安全評價法考察評價對象的安全屬性。這個模塊使用直接賦值法或層次分析法衡量權重指標,再使用線性加權評價法推導評價指標體系無量綱的評價值或主觀效用。另外，為避免使用一類指標評價的片面性，盡最大可能全面反映鐵路軍事運輸安全狀況，評價指標體系要統籌考慮事故指標與隱患指標,既考慮對象在指定時段內的安全動態績效,還要考量其安全隱患狀況。

(3)事故樹模塊。建立相應的鐵路軍事運輸安全預警事故樹模型,以鐵路軍事運輸安全信息作為基本事件,求解其最小徑集、最小割集及基本事件結構重要度,進而預判鐵路軍事運輸系統的危險性和安全性。該模塊還綜合運用概率統計、德爾菲法和模糊數學理論,提供事故樹頂上事件的發生概率。此外,當警情預警發生時,示警功能還同時給出處置頂上事件相應的對策措施，提供輔助決策。

3.2.4系統管控支持子系統

系統管控支持子系統起到輔助支持、系統管控等功能,主要包括3個方面:一是用戶及用戶權限的管理調配;二是處理好各層級系統之間的數據同步協調問題;三是形成相關輔助信息數據庫,如軍事裝備物資信息庫、軍事運輸環境信息庫、鐵路行車事故信息庫、安全事故對策信息庫、應急保障方案信息庫等。

4　結　語

如何運用現代安全管控理論與安全信息技術,保障部隊人員和物資安全、迅速、準確地完成位移,是各級鐵路軍交部門關注的重點。鐵路軍事運輸安全預警系統,為滿足鐵路軍事運輸管控需要,將成熟的安全工程學方法集成整合于此系統,實現對鐵路軍事運輸安全信息進行分析預測,從而極大提高了鐵路軍事運輸安全管控的數據分析處理、安全狀態超前辨識預防的能力和效率。鐵路軍事運輸安全預警系統應用后,將實現鐵路軍事運輸安全管控從事后管控到事前預防、事中控制的轉變,能夠為實戰化、規范化鐵路軍事運輸提供強有力的安全支撐。

[1]曹松．鐵路行車安全預警理論與方法研究[D].北京：中國鐵道科學院，2011.

[2]周蓉．企業安全事故風險預警體系研究[D].武漢：武漢理工大學，2008.

[3]李陽．鐵路安全預警系統的研究與設計[J].中國安全科學學報 ，2008,14(6)：36-40.

(編輯：閆曉楓)

Safety Forewarning Information System in Military Railway Transportation

WANG Le1，WANG Xu2, ZHOU Yaping3, CHEN Chao3

(1.Military Representative Office Stationed in Xi’an Railway Bureau, Xi’an 710054, China；2.Unit 65659,Jinzhou 121000, China; 3.Logistics Division, Military Region of Hainan Province, Haikou 570236, China)

To strengthen the science, pertinence and foreseeability of safety control decision in military railway transportation, the paper analyzes the safety state and negative factors of prediction system on the base of making full use of existing railway information resources and using theory and method of modern safety system engineering. It elaborates the design background and idea, and analyzes the logic design of the system. The implementation of this system will play a positive role in realizing information, science and modernization of safety supervision work in military railway transportation.

military railway transportation; safety forewarning; information system

2015- 07-13；

2015-11- 06．

王樂(1982—)，男，碩士，助理員.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.02.005

U298

A

1674-2192(2016)02- 0018- 04