摘 要 城市轨道交通系统的运营安全和可靠性是必须面对的一个重要问题。讨论了影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的相关因素,定义了故障、事故和突发事件的概念及其相互关系,论述了技术设备、网络运输能力、运营组织方案、突发事件等主要因素对运营安全和可靠性的影响。提出了加强和提高城市轨道交通系统运营安全和可靠性的对策和途径,包括加强人员培训、加强系统维护、提高技术装备水平、制定应急预案、预案演练等。
关键词 城市轨道交通,运营安全,可靠性
安全和可靠性是城市轨道交通运营中不可忽视的重要环节。“安全第一”是乘客的基本需求和首要标准,也是轨道交通运营管理永恒的主题。运营安全和可靠性水平综合反映了轨道交通运营管理水平和运输服务质量,是城市轨道交通系统实现顺畅、高效运营的前提。高运营可靠性不仅是轨道交通运营管理追求的目标,也是满足乘客需求、获得良好社会和经济效益的根本保证。
在日常生活中,人们一听到地铁出现故障,就容易和地铁安全问题挂上钩。其实,这是很容易引起混淆的两个概念。安全同事故及突发事件相对应, 而故障同可靠性相对应。一般来说,有些故障是无法避免的,但是可以通过日常保障及维护来降低它的发生率。就事故和突发事件而言,理论上是可以通过规章制度以及处置措施予以防范和杜绝的。
城市轨道交通日常运营管理中,涉及运营安全和可靠性的事件主要体现在两方面:一是由于恐怖袭击、自然灾害、人为破坏等原因发生的火灾、爆炸等灾难性重大事件,造成生命和财产的重大损失。一般情况下,发生突发事件的概率很低。二是由于客流波动、技术设备故障、运营组织等原因,引起列车运行延误、列车运行中断等列车运行“大间隔”故障,造成乘客的出行延误。相比较而言,故障的发生率是很高的,但是一般不会引起地铁的安全问题,只是降低了地铁运营的可靠性。因此,理清运营安全和可靠性的一些基本定义及其相互关系,对确立城市轨道交通系统运营安全和可靠性的对策很重要。
1 运营安全和可靠性的定义及相互关系
城市轨道交通运营安全和可靠性是反映地铁系统正常运营情况的总体概念。然而从后果及造成的影响看,运营安全与可靠性则具有完全不同的内涵。运营中发生的安全问题除了造成列车运行延误、运营生产中断外,更重要的是涉及到人民生命财产损失、设施设备破坏等重大问题;而运营中的可靠性问题则主要涉及运营生产的稳定、运输质量的好坏。因此,加强和提高城市轨道交通运营安全与可靠性,首先要从引起城市轨道交通运营安全与可靠性事件的原因出发,科学地对运营安全和可靠性进行定义。
影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的因素统称为事件。根据其发生的原因、特点以及造成的后果和影响,可分为故障、事故和突发事件三类。
1) 故障
故障是因设备质量原因或操作不当导致设备无法正常使用,须人工干预或维修的事件,根据表现和影响程度可分为轻微故障、一般故障和严重故障。轻微故障可以迅速排除,一般不会影响运营可靠性;一般故障将造成短时间的列车运行秩序混乱,部分列车运行延误;严重故障则会导致较长时间的运营中断,严重影响系统运营可靠性。按照设备类型和原因,故障又可分为列车车辆故障、线路故障、供电系统故障、通号系统故障、环控设备故障、车站客运设施故障等。
2) 事故
事故是因故障或工作人员操作不当而造成人员伤亡、设备损坏,影响可靠性或危及运营安全的事件。事故根据其表现、影响程度与范围,可分为一般事故、险性事故、大事故、重大事故等;按其专业性质可分为行车事故、客运组织事故、电力传输事故等。
3) 突发事件
突发事件是指由故障、事故或其他原因(人为、环境、社会事件等)引起的、突然发生的、严重影响或可能影响运营安全与秩序的事件。突发事件根据其影响程度与范围可分为一般突发事件、险性突发事件、大突发事件和严重突发事件等;根据其引发原因又可分为运营引发突发事件、外来人员引发突发事件、环境引发突发事件等。
故障、事故和突发事件的关系如图1所示。事故中,有部分是由于故障引起的,突发事件中又有部分是由故障和事故所引起。一般地,故障、事故、突发事件在城市轨道交通系统日常运营过程中的发生概率有很大差别。故障可以认为是多发事件,大部分故障不会对运营安全造成很大的影响,但会影响运营的可靠性,降低运营质量。事故和突发事件发生概率较小,严重的事故和突发事件可以认为是小概率事件,但是事故和突发事件对运营安全造成极大危害,甚至造成重大的人员伤亡和财产损失。因此,在处置和预防不同的事件种类时,应有相应的侧重点。对于一般性的故障,应侧重于设备的维护与保养、运营管理的优化等;而对于可能造成重大人员伤亡和财产损失的严重事故或突发事件,则应侧重预防和应急处置。
2 影响运营安全和可靠性的主要因素
1) 技术设备
技术设备的日常管理和维护直接影响着系统的运营安全和可靠性。城市轨道交通系统包含了以下主要设备:线路及车站、车辆及车辆段、通信信号、供电、环控设施、售检票以及防灾监控报警设备等。只有各项技术设备协同可靠工作,才能保证列车安全高效地完成运输任务。城市轨道交通系统一般采用了高可靠性的元件、设备和软件,而且构成的系统具有“故障导向安全”的特征,使整个系统具有应对设备故障及突发事件的高度安全性。城市轨道交通的线路长度、站间距离相对较短,列车种类单一,因此为了保持列车运行秩序稳定,列车运行控制系统在一定范围内可以自动调整列车的运行状态。城市轨道交通车站一般不设置配线,列车在车站正线上办理客运作业,如果一列车出现故障,将直接影响到后续列车的正常运营。因此,整个轨道交通系统的设备维护和管理是十分关键的。
2) 网络的运输能力
城市轨道交通系统的网络运输能力体现了运输效率。提高网络的运输能力,可以最大程度地满足乘客出行要求,安全高效地完成输送任务。网络的运输能力主要影响轨道交通运行系统的可靠性,列车一旦发生延误不仅会影响到自身线路的正常运行,而且会影响到网络中其他列车的正常运行。正是因为地铁运行延误具有传播性,在发生列车运行延误时,列车到达晚点或者取消车次都会降低线路与车站等设备的通过能力,限制系统设备能力的充分利用。特别是在客流高峰时段的运行延误,将导致更大的能力损失,严重影响城市轨道交通系统的运营稳定性和可靠性。因此,提高网络的运输能力,减少列车的运行延误对提高系统运行的可靠性是很重要的。
3) 运营组织方案
城市轨道交通应为乘客提供满意的出行服务,良好的运营组织是这种供给的前提和保证。在一定的网络结构和设备条件下,采用的运营方案应针对客流变化的情况,有利于提高网络系统的整体运输能力,适应客流需求,增加运营效益和运营可靠性,满足乘客在出行安全、舒适、准时等方面的要求。
4) 突发事件
除了系统本身可能影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的因素外,自然灾害、恐怖袭击、人为破坏等突发事件也是影响运营和可靠性的关键因素。这些突发事件的发生,将会造成重大的人身伤亡、财产损失以及运营中断,产生轨道交通运营的安全问题。因此,必须加强自然灾害、恐怖袭击或人为破坏事件的预警和发生后的应急处置,最大程度地降低人员伤亡和财产损失。
3 提高运营安全和可靠性的途径
1) 加强人员培训和系统设备的日常维护
城市轨道交通系统是一个包含土建、车辆、供电设备、通讯信号、运营管理等多学科、多专业、多工种的复杂大系统。系统的安全与可靠性贯穿了从工程的前期决策、设计、施工到运营管理等各个阶段的全过程。对每个有不同岗位要求的工作人员而言,高质量地完成本岗位的工作要求,是保证轨道交通系统安全高效运营的关键,因此,必须加强工作人员的职业素质和道德培养。
城市轨道交通运营所依赖的交通设施,虽然采用了较高的可靠性标准,列车运行控制软硬件系统也采用了冗余设计来增强系统工作的可靠性,但在长期复杂多变的外界因素干扰下,仍然难以保证运营设施与设备不产生功能失效,因而系统实际运营过程中发生随机故障在所难免。为了降低故障发生率,就需要对系统的各种设施设备做好日常的维护和管理,发现问题及早解决,最大程度地消除发生故障的隐患,从而保证轨道交通系统安全高效的运行。
2) 提高轨道交通系统的技术装备水平
为了保证轨道交通系统中各种设备的正常运行,减少故障、事故和突发事件的发生,应尽可能地利用最先进的技术装备和高科技手段。如采用高技术支持的信息管理、应急处置系统等来确保各种事件发生时的信息传输通畅以及应对措施的有效实施;采用列车运行智能化调度系统,减少因人工疏忽所引发的各种故障或事故;采用线网综合运营协调系统,保证网络中各车辆的高效、安全、可靠运行。
3) 应急预案的制定和演练
通过安全设计、操作、维护、检查等措施,可以预防事故、降低风险,但达不到绝对的安全。因此需制定在发生轨道交通事故后所采取的紧急措施和应急处置预