1、基于北京地铁矩阵式控制体系的行车安全管理模型【摘要】行车安全管理由四个维度构成是地铁系统管理的中心。在北京地铁矩阵式控制体系的基础上，构建地铁行车安全管理模型。模型通过对安全行车风险进行模糊数字化评估，从而发现问题并提供分析解决问题的依据。 【关键词】地铁 矩阵式控制体系 行车安全管理 一、地铁行车安全管理概述 地铁是由“人员” 、 “机器” 、 “环境” 、 “管理”组成的大联动系统，其中“人员”和“管理”是首要因素，其次为设备因素，最后为环境因素。地铁系统最终的目的是要将乘客安全准时运送到目的地，因此行车安全管理是整个地铁系统管理的中心。行车安全是一个庞大的人机动态系统的安全运行，离不开管
2、理，在很大程度上依赖于有效管理。围绕着行车安全管理有四个维度：对行车人员的管理、对车辆设备的管理、对行车环境的管理、监控管理机制。行车人员主要指与安全行车直接相关的人员，包括电客列车驾驶员、调度员、综控员等。他们的素质、技能直接影响到行车作业的质量，也影响到列车故障处理和突发事件处置的成败。其他工作人员如车辆检修人员、设备维修人员、站务员等，他们虽然也对安全行车起到保障作用，但是只是通过车辆、设备间接地影响列车运行。车辆设备主要是指与行车有关的车辆、设备、设施等，包括电动列车系统、供电系统、信号、通信、线路、桥隧建筑等，一个系统出现故障都有可能影响到列车的正常运行。行车环境主要是指直接影响列车
3、运行的地铁环境，包括车站构造，不同运营时段所对应的客流量、列车间隔、行车人员状态，地面运行时的天气状况等。车站构造会影响到客流组织工作，不建造屏蔽门的车站还要防止人或物侵入限界。客流量直接影响到列车的准点运行和安全。列车间隔会影响到处理突发情况时的行车组织工作。 北京地铁在多年的运营经验基础上形成“人、机、环、管”和“治、控、救”三道防线的矩阵式控制体系。在“治、控、救”三道防线中，“治”是加强安全基础建设，治理并消除隐患；“控”是强化科学管理，密切监控系统各要素的变化及其可能出现的隐患；“救”是提高抢险救援能力，筑起最后一道安全防线。在行车安全管理中，矩阵式安全控制体系的作用主要表现在：利用
4、科学管理和技术，通过对车辆、设备的质量以及人员技能、现场作业的有效治理，建立第一道防线；密切监控与行车安全有关的人员、设备、环境的变化情况，及时发现问题予以有效控制；提高行车人员的设备车辆故障和突发事件的应急处理能力，确保突发情况在第一时间被有效处置。 二、建立行车安全管理模型 （一）模型建立 人、机、环、管对安全行车的影响是综合的，其中机器发生不同的故障会产生不同程度影响，而提高车辆设备质量降低故障率可以有效避免故障发生；同时行车人员的应急处置能力强弱直接关系到车辆设备故障能否被及时排除，恢复行车；环境因素中不同时段的客流量及客流组织、工作人员状态也对行车安全产生不同程度的影响；而不同时段所
5、采用的监控管理力度反过来抵消各时段的不利影响。 据此就可以建立安全行车管理模型：Xij=Hi*Pj*Dj*（1-Aj）*（1-Mi） 其中： Xij，第 i 时段发生第 j 种故障时的安全行车状态； Hi，第i 时段的环境因素的影响权重； Pj，第 j 种车辆或设备故障的发生概率；Dj，第 j 种车辆或设备故障的影响权重； Aj，行车人员对第 j 种故障处置的胜任程度，0 （二）模型参数 建立模型的关键在于设定合理的参数。由于权重参数很难采取客观统计数据来量化，难免有主观成分。可以利用层次分析法，找出影响参数的不同原因，按重要程度分配权重，然后请专家予以打分。 Hi，第 i 时段环境因素的影响
6、权重。每天列车运营 24 个小时，不同时段影响行车环境的原因按照重要程度依次为：客流量、工作人员状态、车站构造、列车间隔等。 Mi，第 i 时段的监控管理力度。行车环境的监控管理力度，主要由科技手段实时监控和管理人员动态监控效果来决定。科技监控的效果是恒定的，通常情况下不会随时间的变动起伏，除非设备出现故障。人员监控的效果会因精神状态、力量配置而出现变动。此外，管理制度完善与否和管理技能的高低也对监控管理力度产生影响。 Pj，第 j 种车辆或设备故障率和 Dj，第 j 种车辆或设备故障的影响权重。故障率是判断车辆设备质量的关键指标。故障率可以用每天发生次数表示，也可以用每万车公里发生次数表示。
7、车辆设备的管理主要通过控制故障率来实现。车辆设备的故障不同对行车安全产生影响不同，例如：车辆制动系统故障时通常情况下会引起掉线，而门系统故障则会引起 5 分钟以内的晚点，地面信号系统故障时通常会引起行车闭塞模式的降级从而影响整条线路的行车效率，而车载信号系统故障时一般只会会导致个别车次晚点或掉线。因此不同的故障具有不同的影响权重。 Aj，行车人员对第 j 种故障处置的胜任程度。现代城市轨道交通的行车人员有两项职责，一是在正常情况下对车辆、设备、环境状态进行监控操纵，二是在非正常情况下及时妥善处理突发故障，快速恢复行车，而后一项在交通压力日益严峻、社会要求日益严格的今天越来越显得重要。行车人员的
8、故障处置能力与培训演练效果、经历经验、压力管理能力等有关。 三、模型应用 在模型参数中，故障影响权重 Dj 和环境影响权重 Hi 是相对固定的，而实际故障率 Pj、行车人员胜任程度 Aj、监控管理力度 Mi 是随时间不断调整变化的。为了使管理风险能够控制在一定范围内，首先确定行车安全管理的控制指标值 x，然后计算一天不同运营时段的安全行车状态。在管理风险矩阵中高于 x 的值是不符合要求的值，表明该处存在管理问题，因当及时分析原因，采取合适的管理措施予以控制。下表是某行车中心的行车安全状态评估表。 表 1 中，车辆制动所对应行的行车安全管理风险值高于控制值 2.0，说明此处存在管理问题，可以采取
9、的措施有：（1）针对车辆制动故障，对行车人员进行强化培训，提高其应对处置能力；（2）加强车辆质量管理，降低制动系统的故障率；（3）加强各运营时段的监控管理力度，在运营线上配备相应技术管理人员。此外，由于管理者将主要力量和精力放在高峰时段 II 和时段 VI，致使非高峰时段 IV 和时段 V 的管理力度略显不足，而此两时段人员状态较差，容易出现违反规程和操作失误的情况，管理者应当加大该时段的监控检查指导力度。 四、模型特点 模型的参数确定是模型建立的基础。参数主要取决于历史统计数据和管理专家的经验。由于个人在看待问题时角度、水平存在差异，因此在测算列车故障的危害权重 D 和所处时段的影响权重 H
10、 时，会产生主观偏差，应当慎重处理。随着地铁运营时间的推移，管理水平、人员技能、车辆设备质量都会发生变化，因此需要根据实际情况定期更新参数。故障影响权重 Dj、行车环境影响权重 Hi 在环境改造、设备车辆更新之后会发生变化，需要及时修正。修正后的值若有下降，说明安全行车环境趋好，反之则在变差。地铁行车安全管理模型从人员、车辆设备、行车环境、管理四个维度对安全运营形势进行模糊数字化评估。通过模型，管理人员能够直观看出当前管理状态，据此分析查找问题所在，进而采取相应的控制对策，予以解决。 参考文献 1谢正光.北京地铁安全管理的探索与实践J. 现代城市轨道交通，2004（4）：17-20. 2贾水库，温小虎，蒋仲安，等.基于层次分析法地铁运营系统安全评价技术的研究J.中国安全科学学报，2008（5）：137-141. 3彭金栓，邵毅明，倪健.基于 DHGF 方法的道路交通安全评价J.山西建筑，2007（12）：13. 4郑明杨.安全管理问题分析及对策J.科技咨询，2011（28）：247. 5慕威.地铁运营安全管理评价体系的构建与评价J.管理观察，2010（10）：230-231. 6吴涛.安全评估方法在轨道交通中的应用J.城市轨道交通研究，2002（3）：52-55. 作者简介：吴捷，男，就职于北京市地铁运营有限公司，安全行车技术主管。 （编辑：晏文）
