張志虎

（呼和浩特鐵路局調(diào)度所，內(nèi)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(diào)度所，內(nèi)蒙古呼和浩特010050）

保障鐵路安全運(yùn)行是保障乘車人員人身安全的首要保證，同時(shí)還能有效促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。為提高鐵路運(yùn)行的可靠性，鐵路運(yùn)輸部門需將鐵路行車組織安全放在鐵路運(yùn)營(yíng)安全工作的重要位置。為此，本文從一般概念出發(fā)對(duì)鐵路運(yùn)行組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)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(yùn)輸部門而言，安全運(yùn)營(yíng)是工作的重要目標(biāo)。在交通運(yùn)輸中，鐵路運(yùn)輸具有一定的特殊性，承擔(dān)大規(guī)模貨物運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)還要完成旅客運(yùn)輸。從這一角度來(lái)看，鐵路安全運(yùn)營(yíng)將關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時(shí)也關(guān)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(guò)去鐵路運(yùn)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(shí)候，鐵路運(yùn)行的安全性與可靠性會(huì)逐漸降低。這樣的控制系統(tǒng)，就意味著一個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)必然會(huì)變成鐵路運(yùn)行期間的故障點(diǎn)。在串聯(lián)環(huán)節(jié)逐漸增多的情況下，鐵路運(yùn)行的可靠性與安全性就會(huì)降低。在鐵路運(yùn)行過(guò)程中，串聯(lián)環(huán)節(jié)的任何一個(gè)部位出現(xiàn)故障都將造成鐵路運(yùn)行事故，因此故障發(fā)生的概率會(huì)變得非常大［1］。實(shí)際上，這種傳統(tǒng)的單閉環(huán)系統(tǒng)，只能存在一種反饋機(jī)制。如果這種反饋機(jī)制出現(xiàn)問(wèn)題，那么久不能保證鐵路運(yùn)營(yíng)的可靠性?；谶@種單閉環(huán)系統(tǒng)弊端，人們提出了一種新型的鐵路運(yùn)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(gè)閉環(huán)系統(tǒng)管理整個(gè)鐵路運(yùn)行的安全，由此增強(qiáng)鐵路運(yùn)行的安全性。即便鐵路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)存在問(wèn)題，另一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)就可檢測(cè)出來(lái)，及時(shí)報(bào)警、控制和預(yù)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(guò)觀察鐵路運(yùn)行作業(yè)來(lái)管理鐵路運(yùn)行的安全。其工作原理可簡(jiǎn)述為系統(tǒng)會(huì)根據(jù)過(guò)去事故發(fā)生的情況，分析事故提煉出重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。一旦雙向閉環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遇到事故就會(huì)發(fā)出警報(bào)以提醒安全管理人員，盡可能降低不安全隱患，預(yù)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(xiàn)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(gè)［2］：

2.1行車人員的疲勞程度。這一點(diǎn)與疲勞駕駛汽車一樣，行車人員在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后，各項(xiàng)身體機(jī)能會(huì)逐漸下降，難以保持注意力集中。其行車時(shí)間越長(zhǎng)越容易出現(xiàn)疲勞，會(huì)大大增加鐵路運(yùn)行事故的可能性。

2.2行車人員的工作時(shí)間。鐵路運(yùn)營(yíng)是一天不間斷的，為此這就需要行車人保持二十四小時(shí)不間斷的工作。鐵路運(yùn)輸部門一般實(shí)行的三班倒工作制，行車人早中晚輪班。在夜班的時(shí)候，生理作息會(huì)受到影響，進(jìn)而會(huì)致使鐵路運(yùn)營(yíng)的安全問(wèn)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(yùn)行聲音、車廂振動(dòng)、車廂濕度以及照明燈等各方面。鐵路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，如果可以保持良好的環(huán)境，行車人員會(huì)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(huì)增加行車人員的不適感，工作的積極性就會(huì)受到影響，造成列車事故。

2.4行車人員的社會(huì)心理因素。社會(huì)心理指的是人際關(guān)系、親友關(guān)系、家庭幸福程度以及夫妻關(guān)系等。鐵路運(yùn)行的時(shí)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(huì)受到精神壓力的干擾。但是如果行車人受到較大社會(huì)心理壓力，行車人的心情低落，喪失工作動(dòng)力，容易造成工作注意力不集中，降低鐵路運(yùn)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(jié)構(gòu)與控制簡(jiǎn)述

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

鐵路行車組織安全雙向閉環(huán)系統(tǒng)由正、反兩個(gè)閉環(huán)構(gòu)成，設(shè)被控對(duì)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(wù)，并且在執(zhí)行任務(wù)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(wèn)題則立刻停止并通過(guò)警報(bào)形式進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

3.2反方向控制環(huán)：對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行分析，并借助專家系統(tǒng)等方式，設(shè)置被控對(duì)象薄弱環(huán)節(jié)，并進(jìn)行精確控制。同時(shí)，假定執(zhí)行至k（1＜k＜ n）工步時(shí)，檢測(cè)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(bào)警，若順利完成則繼續(xù)執(zhí)行。

其結(jié)構(gòu)圖表述如下：

圖1　行車組織安全雙向閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)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(yùn)行的安全管理；而反向閉環(huán)系統(tǒng)從事故的統(tǒng)計(jì)分析出發(fā)，結(jié)合智能化控制技術(shù)對(duì)事故進(jìn)行分析，提出系統(tǒng)的檢測(cè)關(guān)鍵環(huán)/關(guān)鍵點(diǎn)。

4　結(jié)語(yǔ)

在鐵路運(yùn)行的過(guò)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(chǔ)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(chǔ)上對(duì)被控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，為鐵路的運(yùn)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(xué)工作流的鐵路行車安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究［J］.鐵道學(xué)報(bào)，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(xué)本科，主要從事鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮。