唐忠江

隨著高速鐵路在中國的快速發(fā)展，作為信號系統(tǒng)的核心技術(shù)代表計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要作用愈發(fā)凸顯。根據(jù)計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計科學(xué)性以及現(xiàn)場實際應(yīng)用情況來看，雖然同樣會發(fā)生故障，但在有效運用 “故障－安全”技術(shù)，使系統(tǒng)不發(fā)生危險側(cè)故障的基礎(chǔ)上，盡可能減少出現(xiàn)故障隱患，是現(xiàn)場設(shè)備維修管理單位面臨的首要問題。

計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的正常使用需經(jīng)歷設(shè)計、生產(chǎn)集成、運輸、安裝、驗收調(diào)試、正式開通使用、日常維護(hù)等七大步驟，每一步驟都可能由于人的失誤造成故障隱患的形成，最終導(dǎo)致設(shè)備故障。因此正確分析人因失誤問題，是設(shè)備安全使用的重要保證。

1 故障統(tǒng)計分類

根據(jù)對成都鐵路局近4年計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備運用質(zhì)量的統(tǒng)計，與計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備相關(guān)的故障信息共有280件。其中驅(qū)動采集板、上位機(jī)、切換板等硬件設(shè)備故障74件；聯(lián)鎖機(jī)不同步或脫機(jī)、黑屏或死屏等隱性故障191件；輕車跳動、雷擊等外界影響96件。根據(jù)更深層次的分析發(fā)現(xiàn)，硬件設(shè)備故障和隱性故障的最終原因都是由操作人員在運輸、安裝、驗收調(diào)試、正式開通使用、日常維護(hù)等方面的失誤造成。通過對計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在成都鐵路局運用分析歸類，人的失誤因素分為八大類：差的驗收質(zhì)量、差的作業(yè)管理、差的施工能力、模糊作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計偏差、用戶操作不當(dāng)、使用環(huán)境隱患、運輸過程隱患等。

2 基于HRA事件樹的人因分析

近年來，安全風(fēng)險管理在鐵路行業(yè)得到了極廣泛的運用。鐵路安全系列標(biāo)準(zhǔn)都描述了系統(tǒng)從科研、設(shè)計、制造 （施工）、集成、測試、驗收、直至運營實施風(fēng)險管理的程序?！讹L(fēng)險管理 風(fēng)險評估技術(shù)》 （ISO/IEC 31010）推薦了一系列適合于高速鐵路運營安全風(fēng)險識別的風(fēng)險識別工具和技術(shù)，如頭腦風(fēng)暴法 （Brainstorming）、檢查表法（Check－lists）、人因可靠性分析法 （Human Reliability Analysis，簡稱HRA）等。其中人因可靠性分析法看似復(fù)雜，但對于鐵路運營安全風(fēng)險識別來說最奏效。

HRA事件樹描述參與人員在操作過程中的所有操作時間序列，該序列是以時間為順序，所以在某個作業(yè)中的HRA事件樹，就可以描述出本作業(yè)過程中的一切可能出現(xiàn)人的失誤模式及造成的效果。對事件樹的每個分支賦予了發(fā)生的概率，由此可以最終導(dǎo)出該事件成功或者失敗的概率。因此，對計算機(jī)聯(lián)鎖運用質(zhì)量分析，建立一個相對簡單的HRA事件樹，如圖1所示。

圖1 HRA事件樹

圖中S表示作業(yè)成功，F(xiàn)表示作業(yè)失敗，M、N表示執(zhí)行正確，m、n表示執(zhí)行失敗，則作業(yè)人員作業(yè)成功的概率P（S）以及作業(yè)失敗的概率P（F）表達(dá)式分別為

P （S）＝M· （N/M）

P （F）＝M·n/M＋m· （N/m）＋m· （n/m）

在該項HRA事件樹中，每一項的子任務(wù)作業(yè)成功或者失敗的概率由基本HEP（每個任務(wù)的人因失誤概率值）表示，它可以由該項子任務(wù)的作業(yè)類型，根據(jù)相關(guān)的THERP（人因失誤概率預(yù)測法）表格查找得出，如表1所示。

表1 作業(yè)人員人為差錯概率

對于人因失誤概率分析HEP值，標(biāo)準(zhǔn)容許值在0.05以下，如果超出0.1，需要高度關(guān)注，加強風(fēng)險研判，找出防人因?qū)Σ?，如?中的第2、3、4、5、6項工作內(nèi)容。

在HRA事件樹描述的任務(wù)中，人的失誤概率由于作業(yè)人員的自身素質(zhì)、發(fā)生事件的背景等方面存在相當(dāng)大的差異，如計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備在運輸過程中司機(jī)開行汽車速度的快慢、小站公路路面環(huán)境差抖動大，都會影響設(shè)備質(zhì)量。要得出HRA事件樹各個子任務(wù)實際的概率HEP，需要使用PSF（行為形成因子）對得出的結(jié)果進(jìn)行修正，即HEP大于0.05的值都需要進(jìn)行修正，HEP的修正公式為：

BHEP＝HEP×PSF1×PSF2

其中，PSF1表示第1個行為因子，PSF2表示第2個行為因子。各種應(yīng)力水平的PSF值如表2所示。

例6：Although he never sees her again, he does receive a letter, the contents of which remain unknown

表2 各種應(yīng)力水平的PSF值

在考慮相關(guān)修正性的同時，也要考慮作業(yè)人員之間的關(guān)系，如計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備廠家人員、設(shè)計人員、施工人員、設(shè)備驗收人員、設(shè)備日常維護(hù)人員之間的相關(guān)性，否則嚴(yán)重低估作業(yè)人員的失誤概率。兩兩之間的相關(guān)程度定為P（B｜A），它表示在A任務(wù)完成情況下B任務(wù)完成的概率。該相關(guān)程度分為五級：完全相關(guān) （CD）、高相關(guān) （HD）、中相關(guān) （MD）、低相關(guān) （LD）、零相關(guān) （ZD）。

相關(guān)系數(shù)的計算公式為：

CD P （B｜A）＝1

HD P （B｜A）＝ ［1＋P （B）］/2

MD P （B｜A）＝ ［1＋6P （B）］/7

LD P （B｜A）＝ ［1＋19P （B）］/20

ZD P （B｜A）＝P （B）

HRA事件樹分析一般也可以結(jié)合計算機(jī)軟件輔助完成，本次分析采用了ISOGRAPH－ETA軟件，分析結(jié)果如圖2。

圖2 ISOGRAPH－ETA軟件分析結(jié)果

在圖2中，根據(jù)故障的概率高低，3個頻率分為F1、F2、F3。F1的概率取值在0.01以下，即為比較安全；F2的概率取值在0.01至0.1之間，即為比較危險；F3的概率取值在0.1以上，即為高度危險。分析結(jié)果顯示，計算機(jī)聯(lián)鎖故障人因處于高度危險區(qū)域的是施工 （含運輸）以及日常維護(hù)過程，處于比較安全的步驟為調(diào)研設(shè)計。

3 結(jié)論

凈化計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的使用環(huán)境，極大消除人的失誤對設(shè)備的影響，提高設(shè)備的使用效率，不僅需要設(shè)備供應(yīng)商提高產(chǎn)品質(zhì)量，還需從施工質(zhì)量、維護(hù)管理、設(shè)計流程等方面著手。

首先，有效提高工程施工質(zhì)量。在設(shè)備運輸過程及入室安裝過程中，需時刻對設(shè)備進(jìn)行 “防塵防水防曬”工作，盡可能減少外界因素對設(shè)備的干擾作用。在設(shè)備驗收過程中，設(shè)備管理單位需提前介入，從站后工程開始時全程跟蹤，特別對于地線等隱蔽工程進(jìn)行重點驗收、測試，最大限度減少設(shè)備使用隱患。

其次，提高現(xiàn)場作業(yè)人員的維護(hù)保養(yǎng)以及應(yīng)急處理能力。作業(yè)人員需熟練掌握計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理以及簡單故障的處理，明白計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)各個指示燈所代表的含義，能在最快時間找出設(shè)備故障原因并進(jìn)行故障處理。在維護(hù)作業(yè)中，需嚴(yán)格遵循 《鐵路信號維護(hù)規(guī)則》具體要求執(zhí)行，特別對于影響板卡正常使用的溫度測試、灰塵清理、濕度檢查、地線測試檢查4項工作認(rèn)真執(zhí)行。在故障處理過程中，嚴(yán)格執(zhí)行故障處理流程，最大限度有效壓縮處理時間。

第三，加強故障后維修機(jī)的回放調(diào)閱工作。據(jù)統(tǒng)計，在發(fā)生計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障后，只有20%的應(yīng)急處理人員會首先進(jìn)行維修機(jī)的回放調(diào)閱工作，根據(jù)回放的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障處理，剩余80%的應(yīng)急處理人員完全按照自身經(jīng)驗或者運轉(zhuǎn)室值班員的描述等不可靠依據(jù)進(jìn)行故障處理，忽略了維修機(jī)的重要性。從設(shè)備的可靠性出發(fā)，只有依靠維修機(jī)的回放數(shù)據(jù)，才能找到故障處理的捷徑。

最后，加強設(shè)計與設(shè)備管理單位聯(lián)鎖試驗的統(tǒng)籌工作。設(shè)計單位需全程跟進(jìn)設(shè)備管理單位軟件仿真試驗、室內(nèi)模擬試驗、現(xiàn)場倒替校核試驗等一系列聯(lián)鎖試驗過程，對于設(shè)備管理單位發(fā)現(xiàn)的問題需及時更正，避免聯(lián)鎖設(shè)備長期帶病工作。

通過計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備設(shè)計、施工、驗收、維護(hù)多方面統(tǒng)籌兼顧，使得信號系統(tǒng)核心設(shè)備穩(wěn)定運用，確保鐵路運輸高效、安全。

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