第26卷,第3期 中国铁道科学Vol .26N o .3 2005年5月 CHINA RAILWAY SCIENCEMay ,2005 文章编号:1001-4632(2005)03-0114-05铁路运输安全理论与技术体系张殿业,金 键,杨京帅(西南交通大学交通运输学院,四川成都 610031) 摘 要:提出铁路运输安全研究的框架体系,将研究体系分为铁路运输事故预防体系、安全保障体系、事故处理及救援体系三部分,各体系按照研究内容分为理论层、技术层及管理层。
从时空角度确立了运输安全研究的轴向结构与多维结构。
该体系可为我国铁路运输安全规划、设计、实施与管理提供依据和参考。
关键词:铁路运输安全;事故预防;安全保障;救援;研究体系 中图分类号:U298 文献标识码:A 收稿日期:2004-09-21作者简介:张殿业(1958—),男,辽宁鞍山人,教授,工学博士,博士生导师。
基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2001X007) 运输安全研究的理论体系、技术体系、管理体系是什么;如何从时间上确立运输安全研究的轴向结构:预防体系、保障体系、救援体系;从空间上确立运输安全研究的多维结构,即安全规划体系、安全设计体系、安全运营管理体系。
本文将系统地研究、概要性地阐述此问题。
1 铁路运输安全研究体系 铁路运输安全研究体系的建立一直是国内外众多学者关注的问题[1～4],虽然在行车安全保障体系上做过一些监控技术、管理技术方面的研究[5,6],在救援体系上进行过技术装备方面的探讨[7],在影响行车安全诸因素方面进行过分析[8～10],但至今仍未能系统完整地提出铁路运输安全研究的体系结构。
如何根据非安全事件的有效获取,进行事故预测与预防;如何从各种事故中抽象出事故发生的机理及其共性与特性规律,进而从技术上予以支撑:是运输安全得以保障的关键性问题。
本文将铁路运输安全研究体系分为预防体系、保障体系、事故处理及救援体系三部分。
其中,安全预防体系是研究的核心,保障体系是基础,救援体系是常备。
按照研究内容分类,各体系又可细分为理论体系、技术体系、管理体系三个层次。
铁路运输安全研究体系结构如图1所示。
图1 铁路运输安全研究体系2 铁路运输安全预防体系 铁路运输事故的发生有其规律可循,多数事故的致因是可以识别和消除的,因此预防事故的发生在某种程度上说是可能的。
具体来说,铁路运输安全预防体系研究就是要从预防理论体系、预防技术体系、预防管理体系三个层次建立事故综合预防体系,为铁路运输系统创造一个安全的运输环境。
铁路运输安全预防体系结构如图2所示。
2.1 铁路运输安全预防理论体系安全预防理论体系是针对铁路运输事故特性,基于事故预防的普遍性机理构建的一套理论体系,旨在为技术体系的开发及管理体系的构建提供理论基础。
1)行为冲突机理事故的发生是一系统行为冲突过程。
行为冲突原因很多:生理的、心理的或系统的等等。
如何及时识别系统行为冲突,如何构建系统行为规范体系与预防体系,如何对行为冲突做出快速响应,这是行为冲突分析所要研究的关键问题。
图2 铁路运输安全预防体系2)危险源辨识机理危险源辨识机理侧重于从微观角度研究铁路运输系统行为冲突中的危险因素及其转化条件,通过建立事故模型模拟运输事故的发生机理。
3)风险效应机理风险效应机理研究铁路运输系统中可能发生的事故类型及其影响范围,根据对该事故发生概率与损失程度的评价,合理规划预防性投入与事故整改投入的关系,确定合理的投资结构。
4)分级预防机理铁路运输事故的类型、发生概率以及可能的损失程度有很大差异,如何根据不同类型的事故采取不同的预防措施,使事故的发生概率及其损失程度保持在可接受的水平之内是分级预防机理研究的核心所在。
2.2 铁路运输安全预防技术体系铁路运输安全预防技术体系是预防理论体系在技术层面的延伸,由安全预测技术、安全规划技术、安全设计技术以及安全评价技术组成。
其中,安全预测技术和安全评价技术主要实现对铁路运输系统的安全评估,明确铁路运输系统的安全目标。
安全规划技术与安全设计技术则分别从宏观角度与微观角度对铁路运输安全进行合理规划与安全设计。
铁路运输安全预防技术体系结构如图3所示。
2.3 铁路运输安全预防管理体系铁路运输安全预防管理体系的构建是基于预防基础理论的分析以及技术条件的支撑,实现对铁路运输安全的点预防、线预防、面预防的综合管理模式,主要可分为安全标准体系、安全教育体系、安全监督体系以及安全机制协调体系。
1)安全标准体系。
构建铁路运输系统的安全标准体系,以此标准体系来评价铁路运输系统的安全状态,实施安全教育、安全监督以及安全综合协调。
图3 铁路运输安全预防技术体系2)安全教育体系。
安全教育体系以铁路运输系统中的“人”为安全的出发点及归宿,从“人机”系统中“人”的角度预防事故,提高运输安全水平以及保护人的安全。
3)安全监督体系。
安全监督体系是铁路运输安全预防管理体系得以顺利实施的推动力,是实施效果得以有效反馈的重要保障。
4)安全机制协调体系。
安全机制协调体系要求铁路运输系统中设置全面、系统、有效地安全管理组织网络,合理配置安全组织机构、科学划分安全机构职能,使安全管理的机制协调高效。
3 铁路运输安全保障体系 铁路运输安全保障体系是确保运输安全的第二重体系,相比预防体系具有更强的可操作性与时效性。
保障的有效与否,直接决定着事故的发生与否。
铁路运输安全保障体系结构如图4所示。
图4 铁路运输安全保障体系3.1 铁路运输安全保障理论体系安全保障理论体系在于从理论角度分析运输系统中人的职业适应性机理、设备可靠性机理、系统结合部匹配机理以及系统的阶段性机理,构建有前瞻性的、对实际操作有很强指导意义的系统理论体115第3期 铁路运输安全理论与技术体系系。
1)职业适应性机理铁路运输系统中的人处于安全主导地位,同时也是最不稳定的因素。
研究铁路运输系统中人的职业适应性,对于运输系统中各子系统人员的培训、选拔有重要的指导意义。
2)设备可靠性机理机车车辆、轨道、通信信号、电力以及其它技术设备的良好运行状态是实现铁路运输系统安全的必备条件。
设备可靠性机理主要研究设备的性能可靠性、结构可靠性、匹配可靠性等,是铁路运输设备安全运转的基础理论。
3)系统结合部匹配机理铁路运输系统是由机务、车务、工务、电务、车辆等子系统构成的复杂大系统。
铁路运输系统的安全有赖于各子系统的有效匹配。
4)阶段性机理铁路运输安全在宏观层面总是处于一定的发展阶段,对于不同的发展阶段,安全管理的策略、目标等有所不同。
铁路运输安全发展阶段的划分,有利于明确铁路运输安全目标,从而建立相应的行车安全保障体系。
3.2 铁路运输安全保障技术体系铁路运输安全保障技术体系直接参与运输安全保障,其核心在于强调实时性、联动性以及系统性,主要由感测技术、通信技术、计算机技术及控制技术四部分构成。
其中,感测技术和控制技术是铁路运输系统的外部接口,通信技术与计算机技术则对采集的信息进行传输和再处理,实现铁路运输系统的实时监测与控制,有效地保障铁路运输安全。
铁路运输安全保障技术体系结构如图5所示。
图5 铁路运输安全保障技术体系3.3 铁路运输安全保障管理体系铁路运输安全保障管理体系是安全保障理论体系、安全保障技术体系在安全培训、设备质量保障、安全规章制度以及安全考核激励机制方面的有机整合。
1)安全培训保障机制。
安全培训保障机制是铁路运输安全保障管理体系得以有效实施的重要保障机制,是实现运输安全有序可控目标的最基础保障。
2)设备质量保障机制。
保证设备处于良好状态,使设备的技术状态稳定。
3)安全规章制度机制。
安全规章制度机制是铁路运输安全保障理论、技术以及管理体系在安全保障应用方面成功模式的制度化、标准化。
4)安全考核激励机制。
安全考核激励机制是根据当前运输安全状况、事故的益本比分析等确立的一套科学考核机制,是运输安全良性循环发展的重要保障。
4 铁路运输事故处理及救援体系 铁路运输事故处理及救援体系是事故预防、安全保障失效情况下的一种“补救”体系,其目标在于最大限度地降低事故的严重程度。
事故发生后,如何在最短的时间内抢救伤者、减少延误和恢复正常运营是铁路运输事故处理及救援体系重点研究的问题,其主要研究内容如图6所示。
图6 铁路运输事故处理及救援体系4.1 铁路运输事故处理及救援理论体系铁路运输事故处理及救援理论体系是基于第一生命特征、救援预案、联动调度以及事故再现等方面的基础性理论研究,其目的在于为技术体系、管理体系以及法规标准体系的建立提供理论依据。
1)第一生命特征理论事故发生后的半小时称为“黄金生命半小时”。
第一生命特征理论研究人的生理特征,指导事故伤亡的现场自救与互救,有效地降低事故伤亡程度。
2)救援预案理论基于铁路运输事故的损失情况、发生位置、救援设备的布局,设计不同的救援预案,提高事故救援的应急能力及救援效率。
116中 国 铁 道 科 学 第26卷3)联动调度理论铁路运输事故发生后,各救援部门的快速响应是事故应急的最基本要求。
事故的通报、调度值班人员的列车运行调整、事故救援人员的出动等均应保持相互之间的协调呼应并尽可能在最短的时间内完成。
4)事故再现理论事故再现理论的研究,用于指导事故再现技术的开发,分析事故发生的原因与机理,并最大程度地避免类似事故。
4.2 铁路运输事故处理及救援技术体系铁路运输事故处理及救援技术体系基于救援理论体系,融合了应急救援前台技术以及应急救援后台技术,其核心在于强调联动性、快速性。
1)救援列车技术救援列车的工具配备、人员配置及责任分工、救援列车的编组、列车的出动等都对铁路运输事故的救援起着至关重要的作用。
2)线路开通技术线路开通技术主要是根据线路的损坏情况,如何选择线路的恢复方法(便线开通或原线开通)以及修建便线、抢修线路等技术,其目的在于迅速开通线路,恢复通车。
3)事故勘查技术事故勘查技术是运用科学的方法,对事故现场进行实地勘验和检查,为事故再现与分析提供基础技术资料。
4)事故再现技术事故再现技术是事故分析的重要手段,能更好地模拟事故发生的原因、机理及过程,为避免类似事故的发生提供技术支撑。
4.3 铁路运输事故处理及救援管理体系铁路运输事故处理及救援体系是基于事故档案、救援人员培训、救援资源以及事故应急等建立起来的一套管理体系。
1)事故档案管理根据以往发生的事故(包括未造成损失及伤亡的险性事故)资料,分析事故发生的原因、机理及其过程,建立事故管理档案,使救援人员的培训、救援资源的配置及布局、事故应急管理等更具有针对性。
2)人员培训管理建立事故处理、事故救援人员培训管理机制,提高事故处理及救援的效率。
3)救援资源管理救援资源的管理主要包括两个方面,一是救援设施设备的引进、保养、维修等管理工作,二是救援设施设备的布局管理。
