文 / 中國鐵路濟南局集團有限公司濟南通信段 李儲星

箱涵下穿鐵路通信系統(tǒng)是高速鐵路運營系統(tǒng)最重要的組成部分之一，是實現(xiàn)高速鐵路行車安全調(diào)度，確保鐵路運輸效率及統(tǒng)一指揮管理的信息傳輸技術(shù)方式。因此，研究箱涵下穿既有鐵路施工通信風險評估方法。通過既有鐵路施工通信概述與風險表現(xiàn)，提出了最低合理通行原則法、通信風險矩陣評估法、故障樹分析法的評估方法，對于防范潛在的通信風險起到了至關(guān)重要的作用。

引言

鐵路通信系統(tǒng)是高速鐵路運營系統(tǒng)最重要的組成部分之一，是實現(xiàn)高速鐵路行車安全調(diào)度，確保鐵路運輸效率及統(tǒng)一指揮管理的信息傳輸技術(shù)方式。高速鐵路無線通信系統(tǒng)通過傳輸語音、數(shù)據(jù)及圖像等信息確保鐵路的運營行車調(diào)度管理，設(shè)備監(jiān)測，防災預警等信息的正常傳輸；同時鐵路通信也可以為緊急情況下的緊急救援和救援提供更加有效和及時的信息傳輸渠道。鐵路通信系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，全國鐵路系統(tǒng)的運營都將處于癱瘓狀態(tài)，這將直接給國民經(jīng)濟和人民的生命和財物生命安全帶來極大的危險。

針對鐵路業(yè)務和通信相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，鐵路無線通信系統(tǒng)的發(fā)展將跳過 3G技術(shù)而直接采用以4G移動通信為基礎(chǔ)的LTE（Long Term Evolution，長期演進）技術(shù)。LTE-R鐵路專用移動通信系統(tǒng)所采用的主要技術(shù)有：MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出）技術(shù)、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）技術(shù)、自適應技術(shù)、小區(qū)干擾控制技術(shù)等，能夠有效提高通信速率、頻譜效率，降低傳輸時延，系統(tǒng)較 GSM-R更為靈活且能夠承載更多的鐵路業(yè)務，所以鐵路專用通信系統(tǒng)的演進是必然趨勢。

既有鐵路施工通信概述與風險表現(xiàn)

既有鐵路施工通信潛在風險概述

鐵路通信安全管理對于整體的項目建設(shè)非常關(guān)鍵，在實際的建設(shè)進程中，管理人才的安全素養(yǎng)的提升以及管理水準的優(yōu)化，有助于有效控制多方面消極要素對于項目所構(gòu)成的負面影響。

在較長時間的發(fā)展過程中，建筑工程都被當作項目管理的重要內(nèi)容。安全管理關(guān)系到后期使用人員與諸多項目參與人員的人身安全，無論是施工單位還是建設(shè)單位皆應高度重視項目管理安全問題。尤其在項目施工中，安全生產(chǎn)責任制必須始終貫徹。有效確認多個級別責任主體的具體責任與義務等信息，有效確認各種主體在項目推進中應當承擔的責任，這也屬于基礎(chǔ)的安全管理制度之一。

對于實際的項目項目管理程序而言，基于宏觀以及微觀的兩大視角推進配套的安全管理工作。宏觀層面的定義，重點基于政府以及主管機構(gòu)的視角著手工作，作為針對施工單位相關(guān)安全產(chǎn)出的有效管理。微觀層面的該部分工作，會影響工程建設(shè)的各個詳細進程。其中主要涵蓋最初的確定階段，后續(xù)的實施以及管理等基本階段，通過各個階段的明確與深入研究，著手構(gòu)建更加詳盡與強力的安全責任規(guī)范，確保各個工序所產(chǎn)生的問題都能夠追責到相應的個體，構(gòu)建適用于全體工人的安全認知，所有工人在參與工作前要求開展配套的技術(shù)以及意識培訓工作，確保所有參與項目的人員，都有符合要求的安全生產(chǎn)素養(yǎng)。

既有鐵路施工通信潛在風險表現(xiàn)

綜合上文的闡述分析，通過對當下鐵路改造項目中人員、機械設(shè)備、資源設(shè)備等多個方面的安全風險分析，可以觀察到發(fā)現(xiàn)此次項目一共面臨著15個可能性的安全風險，比如人員因素、材料因素、機具因素、環(huán)境因素、組織管理因素等等。在項目開始前以及推進的環(huán)節(jié)中，我們需要對存在的風險進行針對性風險識別與研究，同時對可能造成的事故問題進行積極面對，這樣才能保障工程項目得到穩(wěn)定推進。

高鐵項目目前的安全風險管理問題中，最主要的是組織結(jié)構(gòu)的問題，當前高鐵通信工程風險管理中所實施的組織結(jié)構(gòu)是直線職能式結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，組織各個部門之間在橫向交流和聯(lián)系方面比較差，很容易發(fā)生與實際脫節(jié)的情況。此外，公司項目組的各個職能部門之間或者直線部門之間往往會存在著目標不統(tǒng)一的現(xiàn)象，這就造成了在實際的工作中會發(fā)生各種矛盾。尤其是那些需要多部門進行配合和合作的事項，很難明確對相關(guān)的職責進行劃分，這就加大了安全風險發(fā)生的概率。

在高鐵通信工程風險管理中，如何解決效率與安全的問題是風險管理中存在的一個主要矛盾，如何保證整個項目的安全、高效運行是當前組織結(jié)構(gòu)中非常重要的一項考驗。

尤其是在應對一些突發(fā)事件或特殊情況的時候，組織內(nèi)部必須要樹立起安全風險的意識，按照組織的相關(guān)規(guī)定開展相應的工作，保證組織的上下級之間進行有效的配合和合作，盡快解決風險問題，以使整個項目能夠正常運行。高鐵通信工程風險管理中，由于組織架構(gòu)存在著這些問題，往往可能會導致組織如果發(fā)生安全風險事故，在后期的事件分析以及責任人的追究方面也會難以有效進行，責任的相關(guān)人不能得到確定。而且，追查流程不明也會使得工作人員在工作中有很大的僥幸心理，員工難以從整個事件中得到教育，項目風險的發(fā)生率不能得到明顯控制。

既有鐵路施工通信潛在風險評估方法

通信風險矩陣評估法原理

針對施工鐵路通信系統(tǒng)的特定經(jīng)營風險，人們通常通過風險矩陣對其加以評估，根據(jù)經(jīng)營風險的等級以及落在經(jīng)營風險矩陣的范圍確定了對其采用的對策。其評估方式分為輕微、次要、嚴重、災難性4個等級。

對于風險的發(fā)生概率、危險的嚴重等級和對危險的接受程度，都采用了數(shù)字化的語言表述。風險的評估方法按照以下步驟進行。1.確定風險的模糊指標集合；2.確定評價專家組，給出每一名專家的評價結(jié)果權(quán)重；3.專家進行評價；4.通過帶權(quán)重系數(shù)的平均法，對研究結(jié)論加以綜合；5.判別結(jié)果對于發(fā)生次數(shù)的隸屬度，最大隸屬度即為該風險的等級。

通信風險矩陣評估法應用

通信風險矩陣評估法主要包括矢量長度法(平方和法)、乘積矩陣主分量法、概率矩陣主分量法，具體應用如下：

矢量長度法(平方和法)：其思想基礎(chǔ)是變量與其它變量的關(guān)聯(lián)性越強，變量就越重要。用變量之間的匹配數(shù)作為變量之間關(guān)聯(lián)性的度量指標，即可確定變量兩兩之間的關(guān)聯(lián)性大小。

乘積矩陣主分量法：該方法的思想基礎(chǔ)是，矩陣R的行表現(xiàn)了某個變量與其它變量的密切程度。如果把單元看作m維空間中的點，則可以找到那樣一個向量，它使所有點在它上面的投影平方和達到最大，該向量反映了諸地質(zhì)變量所表征的m維空間的一個特征方向。如果將該向量看成是m維空間中的一個特殊點，該點與所有模型單元都最大程度地相似。

概率矩陣主分量法：以上兩種方法均是建立在變量匹配數(shù)的基礎(chǔ)上，概率矩陣方法是考慮變量之間的匹配概率，通過變量之間的匹配概率計算，形成匹配概率矩陣P，它的元素反映了第i個變量和第J個變量的匹配概率大小。這也是兩變量關(guān)聯(lián)性的一種度量，仿照乘積矩陣主分量法，求匹配概率矩陣P的最大特征值所對應的特征向量。該特征向量的各個分量即可作為諸變量的權(quán)系數(shù)。在實際應用中，用變量之間的匹配頻率代替匹配概率即可計算出匹配概率矩陣P。

用以上三種方法求得變量權(quán)后，即可用特征分析模型計算統(tǒng)計單元聯(lián)系度，再對比模型單元與預測單元的單元聯(lián)系度相對大小，進而確定預測單元的通信有利程度。本次預測工作采用的是其中的矢量長度法，取值采用二態(tài)取值方式。

通信風險矩陣評估法結(jié)果

通信風險矩陣評估法是能夠?qū)ο到y(tǒng)中的危險進行識別并進行定性定量分析的安全分析評價方法。矩陣分析法不僅能夠為安全分析評價中分析出系統(tǒng)所存在故障的主要原因，還可以分析得到影響系統(tǒng)產(chǎn)生故障的潛在因素。

矩陣分析法是一種邏輯分析的方式，對于系統(tǒng)中所處的任意子系統(tǒng)產(chǎn)生故障導致系統(tǒng)整體產(chǎn)生高危險性的故障后果進行分析。在安全分析領(lǐng)域中，針對由多子系統(tǒng)構(gòu)成的復雜系統(tǒng)，任意非嚴重子系統(tǒng)故障因子多個組合導致對于系統(tǒng)整體產(chǎn)生不可挽救的影響，危害整個系統(tǒng)的運營安全。

矩陣分析法可以通過對系統(tǒng)所能造成危害最大具有嚴重性破壞的事故作為子事件，分析得到可能導致其發(fā)生的所有子事件的集合，對其進行安全控制以此來保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的風險，矩陣分析法在安全風險分析中的有如下作用：1.在子系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)能夠使系統(tǒng)整體安全產(chǎn)生致命故障危害的概率；2.在進行系統(tǒng)設(shè)計時，從安全的角度對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析；3.針對系統(tǒng)中的設(shè)計缺陷以及導致系統(tǒng)故障的主要致命性缺點進行系統(tǒng)優(yōu)化；4.對于不同的系統(tǒng)優(yōu)化方案進行故障分析安全評價，為系統(tǒng)的安全改進提供方案選擇。

結(jié)論

綜上所述，運用模糊理論對風險進行評估的方法在現(xiàn)代鐵路信號控制系統(tǒng)的風險分析中，有著很重要的應用前景。無論是在通信控制器的研究階段，或是在通信控制器的工程階段，模糊理論中對風險做出評估的方式都可以破解傳統(tǒng)統(tǒng)計分析結(jié)果所欠缺的困難，并且還可以發(fā)揮專家的技術(shù)經(jīng)驗優(yōu)勢，把有限的統(tǒng)計分析結(jié)果和專家經(jīng)驗以及專家的理論推理組合起來，對通信控制器的風險進行合理評估。