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2004世界轨道交通论坛于2004年11月11日至13日在北京召开。

2004世界轨道交通论坛

中国铁路运输安全状况、管理及技术发展综述

    铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,在促进经济发展和社会进步中起着举足轻重的作用。铁路运输必须保证广大人民群众的生命财产安全。中国铁路认真贯彻党中央、国务院一系列关于安全生产的指示,严格执行《安全生产法》,贯彻“安全第一、预防为主”的方针,不断加强安全管理、提高职工素质、强化技术装备,牢固夯实安全基础,在保证运输安全方面取得了明显成效。现对中国铁路运输安全状况、管理及技术发展作一综述。
中国铁路运输安全简况
    全国铁路营业里程为7.30万km,其中,复线铁路2.47万km,电气化铁路1.88万km。2003年,完成旅客周转量4788.61亿人•km、货物总周转量17246.65亿t•km,中国已成为世界上铁路运输效率最高的国家。
    为满足国民经济和社会发展的需要,从1997年4月1日铁路第一次大面积提速开始,连续在既有线进行了5次大面积提速,在客货混线运行的条件下,列车运行速度大幅度提高、列车密度进一步加大、重载列车比例增加。特别是铁道部根据国民经济持续、快速、健康发展的要求,实施铁路跨越式发展战略,在2004年4月实施了第五次大面积提速,在中国铁路大范围开行了持续按时速160km运行1000余km的直达特快旅客列车,大部分区段的货车牵引重量提高到5000t,部分区段开行了万吨重载货物列车,列车追踪间隔时间最短为7min。
    在5次大面积提速的实施过程中,铁路部门坚持把确保运输安全作为最核心、最根本的前提,不断改进安全管理,完善规章制度,提高基础设施和技术装备质量,强化人员培训,运输安全的保障能力得到了同步提高,提速安全得到了可靠保证,运输安全保持了相对稳定,行车事故件数、事故率、道口事故件数呈逐年下降的趋势。特别是第五次大面积提速的实施,在运输安全面临前所未有的严峻考验下,铁路部门在安全基础建设上坚持“规范管理、强基达标”,针对运输生产力发展的一系列新变化、新要求,努力在强化基层安全管理、强化管理基础、强化设备基础和强化职工作业基本功上下功夫,进一步建立健全了安全责任体系和安全责任落实机制,提高了安全技术保障水平,既保证了提速安全的持续稳定,又促进了安全管理的有效加强。
  
中国铁路运输安全的基础
铁路运输的安全基础包括:管理基础、设备基础、人员素质和基层单位(见图4)。 全路安全生产形势基本稳定的事实说明,只要持之以恒地加强安全基础建设,强化安全管理、不断提高人员素质和设备质量,保持安全稳定是完全可能的。实施“规范管理、强基达标”八字方针,主要从强化管理基础、强化设备基础、提高人员素质、强化基层4个方面入手。

(1)强化管理基础。以《技规》为基础,建立和完善规章制度、技术标准等管理程序,及时根据运输组织变化、新技术、新设备的采用,修订和完善各项规章制度和技术标准,实现规章制度体系标准化;建立和完善安全管理的基本程序,建立和健全各单位、各部门、各岗位的安全工作标准,实现安全管理标准化;建立和完善现场作业程序,建立和健全岗位作业标准,实现现场作业标准化。
    (2)强化设备基础。全路以实施提速为龙头,不断加大设备投入。经过5次提速,提速线路基本实现了线路无缝化、轨道结构重型化、道口立交化、维修施工机械化,设备基础整体跃上了新台阶。其他线路按照分等级达标的要求,通过集中整治和加强日常维修,设备基础也得到了加强。通过加快机车车辆装备更新速度,统一机车信号低频信息码,建成DMIS系统,电气集中、自动闭塞、通用式机车信号、400兆无线列调等设备的装备率大幅度提高,行车设备质量和档次不断提升。通过科学系统地制订修程修制,机车车辆实施专业化、集中修,加强检修基地建设;基础设施推行“天窗修”制度,保证了行车设备的运行质量。
    (3)提高人员素质。结合提速的需要加大了全路职工培训力度。每个职工每两年有一次不少于10个工作日的脱产培训,提高了职工适应新设备、新技术、新要求的能力;每两年组织一次行车工种“练功比武”活动;采取脱产和业余相结合的方式,加强学历教育;运用多种形式,加强安全教育和职业道德教育;加强培训基地建设,培训设施和手段有了很大改善,培训内容和方法的不断改进和创新,促进了职工实际操作技能和非正常情况下应急处理能力的提高。
    (4)强化基层。依据《安全生产法》,对基层站段保证安全生产的必要投入,不断改善安全生产条件;配齐配强安全生产管理人员;进一步健全和完善站段、车间、班组安全管理基本制度,大力开展安全优质站段、标准化车间和自控型班组的创建和考评活动。明确站段安全工作标准、岗位责任,完善岗位责任制考评机制,促使各项规章制度和标准在基层得到认真贯彻。

铁路运输安全管理体系
    责任体系
    铁道部作为铁路运输行业的政府主管部门,主要的职责为:①制定铁路部门安全生产的政策和规章,确定安全生产的目标和规划,制定行业标准和技术设备质量标准;制定铁路运输从业人员岗位资格标准。②监督检查国家和铁道部制定的有关安全生产的政策与法律法规、规章标准执行情况并依检查情况进行处理;组织研究、鉴定和推广安全生产新技术装备;对重大事故进行调查、认定、分析和处理;对安全生产进行检查、监督和考核。③为运输企业提供安全理论、政策、工作思路和安全信息的指导与服务。

    依据《安全生产法》、《铁路法》,铁路运输企业是安全生产的主体,在铁道部统一领导下,企业内部全面建立安全生产责任体系,根据铁路运输企业的体制和特点,安全生产责任体系主要体现在逐级负责、分工负责、专业负责、岗位负责4个方面。安全生产责任体系框图(见图5)。
    监督保证体系
    为实施安全生产监督,在铁道部、铁路局、铁路分局三级机构中,均设立了安全监察部门,负责安全生产监督检查和行车事故、路外伤亡事故调查处理工作。全路还认真借鉴国际上实行外部(异体)监督的做法和工程监理实行异体监督的原理,改革传统的安全监察体制,在加大外部监督力度方面取得了突破。铁道部实行了安全监察特派员制度,由铁道部直接派出安全监察特派员,在6个地区设立办事处,对各铁路局实行安全监督
    几年来,各安全监察特派员办事处在加强安全检查监督、搞好事故调查剖析、开展调查研究方面做了大量工作,发挥了重要作用,有效地加大了对各铁路局的安全监督力度,同时也为铁道部决策提供了很多有价值的信息和建议。各铁路局也在改革安全监督体制上进行了探索,有的成立了安全监察大队,有的在各地区派驻了安全监察办事处,有效地加大了对现场作业的监察力度。一些铁路分局也组建了安全监察大队。各级安全监督的力量明显增加。安全监督体制的改革,扩大了安全监督的覆盖面,加大了监督检查力度,提高了监督检查的质量。

铁路运输安全监控技术
    行车安全综合监控系统由行车安全监测子系统、安全信息网络子系统、安全信息管理子系统和事故救援应急处理子系统4个子系统组成,形成“车对地”、“地对车”、“车对车”、“地对地”全方位动态立体综合监测。
行车安全监测子系统
    行车安全监测子系统是综合监测系统的信息源点。
     (1)机车运行监控记录装置。在列车运行中,装置不断测定机车速度、机车信号状态,并调出存储器中预先存好线路参数,计算出列车距前方信号的距离,再根据当时地面信号,机车设备状态,实时计算出允许列车运行的最高限制速度,监控列车运行。及时以显示字符和语音提示通知司机采取措施,当确认列车超速或有可能冒进信号,而司机没有采取相应的措施时,装置将发出卸载或常用制动或紧急制动等命令,使列车减速甚至停车,确保行车安全。
    (2)车辆运行状态地面安全监测系统。系统通过安装在轨道上的传感器,可在较快行车速度下测量车辆的减载率、脱轨系数、轴向力、超载、偏载、车轮擦伤,综合评判车辆运行状态。
    (3)货车装载状态监测系统(安全门)。可检测过往货车全断面限界、车门的开闭状态、施封锁状态、超载、 偏载情况等,与车号识别系统、TMIS系统集成整合,自动产生监测信息、报警信息和统计信息。
    (4)调车作业安全监测系统。从微机监测系统采集信息,与预先输入接受的调车钩计划自动校验, 控制调车作业过程,防止调车作业时发生超速、撞车挡和挤岔等中间站调车事故。
    (5)道岔状态监测系统。系统在信号微机监测系统的基础上,增加道岔机械特性监测功能, 实时记录列车运行时道岔尖轨及可动心轨的位移数据,道岔的定、反位密贴情况,监测道岔转换力、密贴力大小,自动形成报警信息和有关报表,及时向维修人员报警,防止事故发生。
    (6)多方向接发列车安全联控辅助系统。通过计算机填记行车日志,将列车运行方向、列车进路占用显示、岗位应答状况等信息结合起来,实现一次输入,多岗位、多工种实时信息共享,相互联控,计算机自动报警,防止列车接错股道、方向。
   (7)轨道动态监测单元(晃车仪)。安装在机车上。主要功能是对里程标、机车速度、加速度值(垂直、水平)、超限值进行全程记录,实时报警数据通过车载无线传输系统以短消息的形式发送至地面基站,及时发现线路异常情况,记录的检测数据以转储方式下载到地面数据服务器,实现联网单位信息共享。
   (8)机车信号检测记录仪。利用机车运行监控记录装置采集的运行速度、里程、时间等信息,检测机车信号感应器的感应电压信号,通用式机车信号主机状态,移频频率等信息,及时发现故障原因和故障点。
   (9)机车故障检测系统。把机车微机记录系统记录的机车运行状态完整地记录下来, 对记录的数据和曲线进行分析,早期诊断机车故障,减少或避免机破、临修。
    (10)红外线轴温监测系统。在原有红外线轴温监测装置上添加车号识别设备,使红外线轴温跟踪、 热轴预报与车次、车号相对应,实现列车的轴温全过程跟踪。
    (11)新型轨道检测车。通过轨道检测车的定期巡检,采集轨道状态参数, 由计算机根据设定的数据处理模型,判定线路状况,为工务养护线路提供参考。
安全信息网络子系统
    利用计算机和网络技术,将沿线分散的、 由各专业部门独立管理的各类安全检测信息集成整合,实现信息资源共享。
安全信息管理子系统
    开发出一组应用程序,实现安全报警管理、预警管理、事故管理、 综合查询、报表生成、统计分析等功能,为与行车安全直接相关的各级管理决策部门和作业部门提供电子化安全监测与管理信息服务。
事故救援应急处理子系统
    系统开发和应用列车运行、气象情况、地形地貌、 动态图像传输及事故救援预案库等技术,为事故、灾害快速救援的决策及实施提供支持,以便尽快恢复行车,降低损失。
铁路应急救援体系作为国家专业应急救援体系的一个分支,纳入全国安全生产应急救援体系之中。
结束语
    当前和今后一个时期,中国铁路面临着极其难得的发展机遇。党中央、国务院领导高度重视铁路工作,大力支持铁路发展,铁路跨越式发展战略正在稳步推进。实施内涵扩大再生产,全路第六次大面积提速,既有线部分区段旅客列车运行速度将达到时速200km,建设客运专线,发展高速、重载列车,努力提升运输能力,运输安全的核心保证地位更加突出。为实现铁路运输安全持续稳定的目标,铁路部门的战略措施是:
    (1)健全和完善铁路安全法律法规。重点推进《铁路运输安全保护条例》和《铁路交通事故处理条例》的立法工作,逐步建立起保护铁路运输安全的法律法规体系。
    (2)全面建立和完善运输安全基础保障体系和安全生产长效管理机制,努力实现运输安全管理的科学化、规范化。大力实施“科技兴安”战略,研制开发和引进先进的安全技术装备,逐步完善集监测、控制、管理、维修于一体的铁路行车安全技术保障体系,逐步实现铁路安全技术装备的现代化。
    (3)快速提高行车技术装备水平。按照“先进、成熟、经济、适用、可靠”的原则,积极采用满足时速200km运行安全条件的客运移动设备。到2005年底,6大干线全部建成“提速安全标准线”,并达到“十全”的统一标准,即:全部采用超长无缝钢轨;全部采用Ⅱ型或Ⅲ型轨枕;全线采用一级道砟;全部更换Ⅰ型或Ⅱ型道岔;全部实现道口立交化;全部实现线路封闭、建成内灌外乔林带;全部完成自动闭塞四显示改造;全部统一机车信号低频信息码;全部建成DMIS系统;全部建成“地对地、地对车、车对地”安全监控体系。
    (4)建立健全铁路应急救援体系,并纳入国家安全生产救援体系中。大力提高救援设备水平和救援队伍快速反应能力,力争将事故损失降低到最低程度。
作者:铁道部安全监察司 司长

中国铁路行车安全技术保障体系的创新与实践
   

行车安全是关系到人民生命财产安全和铁路企业形象的大事,也是关系到国家利益和铁路生存与发展的大事,一直受到全路的密切关注。近年来,中国铁路各有关部门在行车安全方面做了大量的工作,制定、完善了各种管理规章制度,形成了各级抓安全、人人讲安全的局面,使行车事故总数,特别是险性事故大幅下降。但值得引起重视的是铁路重大、大事故总数中,列车脱轨事故仍占有很高的比例,虽然每年重大、大事故的数量在大大减少,但每次事故的直接经济损失却显著增加,因此有效防止列车脱轨事故等重大事故的发生已越来越引起全国公众的关注。现介绍确保行车安全的正确技术路线、行车安全技术保障体系的创新及其关键技术。

确保行车安全的正确技术路线
    1997年春夏季,在大秦线连续发生的2起严重的货物列车脱轨事故和在京沪线徐州以南十八里堡至桃山集间连续发生的7起货物列车脱轨事故引起铁道部极端重视。1997年第四季度由铁科院主持在两条线路上组织了大规模的货物列车脱轨研究与试验。试验研究表明,货车列车脱轨的主要原因在于线路设备与货车车辆本身的技术状态不良,在综合因素作用下造成轮轨间横向作用力、脱轨系数、轮重减载率等安全指标恶化引起脱轨。这些不良技术状态包括:线路的整体轨枕板横向阻力太小;线路上新铺设的钢轨在干燥条件下轮轨间摩擦系数急剧上升,造成脱轨系数限制值下降;有小部分货车车辆厂修段修过期、部件磨耗超限,蛇行运动强烈引起脱轨系数急剧上升等。说明随着中国铁路运输向客运提速,货运重载方向发展,列车的运行条件也逐步发生变化,速度提高了,密度加大了,牵引载重增加了,由此产生了在轮轨间动力作用发生变化的条件下如何保证安全运行的重要问题。如果单靠人工监控,在复杂的操纵、运行条件下,由于人的生理、心理状态的局限,根本无法顾及这些参数的监控,尤其是在目前条件下希望要对每一列车中的每一辆车,对整条线路的每一区段均要进行动态的监测与控制,只能采用以先进技术为基础的可靠的技术装备作为主要手段,实现对列车运行的安全性监控。因此,采用先进的安全技术装备来确保行车安全是唯一的、正确的技术路线。

铁路行车安全技术保障体系的创新
    随着中国铁路既有线的大面积提速,重载列车的普遍开行及客运专线的兴建,保障行车安全的思想、方式、手段必然由局部安全转向整体安全,安全参数的监控由点式静态观测转向连续式动态监控,数据的传输和分析由以人工为主向以计算机为主的现代设备手段转变,建立统一的行车安全技术保障体系势在必然。
    但是,中国铁路的特点又与世界各国铁路有所不同,中国铁路基本上全是客货混运的线路,在主要干线上客货运输十分繁忙,既要开行5000t重载货物列车,又要开行快速旅客列车,客货运输密度相当高,线路“天窗”维修时间相当紧张。中国铁路这一特点决定了铁路行车安全技术保障体系有其独特之处,不仅具有各国铁路安全技术保障体系均具备的高效可靠、实时准确、反应迅速、管理系统化等特点,而且需要创新地建立一个动态安全监测网络,能通过移动的安全监测设备实现对线路任一点的动态安全监测;通过地面安全监测设备对通过线路的每一节车辆进行动态安全监测;通过车载安全设备对机车车辆本身进行连续式动态监测;通过地面监测设备能对隧道、桥梁、平交道口、线路特殊区段进行连续式动态监测,由此,建立一个“车对地”,“地对车”,“车对车”(车载监测),“地对地”(地面监测)相互环链、相互匹配的综合行车安全技术保障体系。

车辆运行状态地面安全监测系统(“地对车”监测)
    确保提速列车安全的关键问题是如何控制5000t重载列车的良好技术状态,使其对线路不产生大的轨道作用力,更不能因车辆性能不良造成脱轨。铁道科学研究院与上海铁路局合作研制的车辆运行状态地面安全监测系统,实现了“地对车”的安全监控目标。
    该系统通过检测一定时段内轮轨作用的垂直力和水平力及其连续变化的波形,得出车辆的车轴横向力、轴脱轨系数、轮重减载率等动力学参数及变化特性,从而对车辆运行安全性进行评判,识别运行状态不良危及安全的车辆,以便将其摘除。同时,该装备还能检测钢轨冲击载荷,从而判别车轮踏面擦伤程度,如是超限立即将其摘除。该装置还能监测每一辆车的总重、轴重、轮重,识别车辆的超偏载,并具有车号自动识别功能。所有安全参数的监测结果能通过服务器及TMIS生产网、各级局域网及广域网实时发送到铁路分局、铁路局及铁道部安全监控中心,并能对超限数据实施实时报警。
    该系统在京沪线的安亭、镇江、蚌埠、利园、夹沟,崮山、晏城、廊坊站共8个站安装8套,通过3年的试运行,监测货车总数已超过50万辆,取得良好的效果。2004年铁道部计划在全国繁忙提速干线上共将安装64套,并已由铁道部颁布了超载、擦伤判别限度,即将颁布脱轨系数判别限度,在第六次大提速中将全面执行。

机车故障诊断、客车行车安全监测诊断系统(“车对车”车载监测)
    第五次大提速新配置的135台机车(DF11G,SS7E,SS9)及858辆客车(25T、庞巴迪)除了对走行部强化了可靠性设计外,还全部安装了列车超速防护监测装置,机车故障诊断系统和客车行车安全监测诊断系统,实现了用车载设备对提速旅客列车进行动态连续监控的目标。
    列车超速防护装置俗称机车黑匣子,已在前4次大提速中发挥重大作用,第五次大提速中提速机车均装备了列车超速防护装置。
    机车故障诊断系统由安装在机车上的车载故障诊断仪及机车故障专家诊断系统组成,对机车实行实时监控。故障诊断仪接在机车微机系统的重联口上,可以记录各类型机车运行的全部52种数据。在记录数据的同时,进行实时故障诊断,每秒监测18种重要故障信息,包括主发电机、柴油机、牵引电机、增压器、燃油泵、热交换器等部件故障,诊断结果存入ROM,通过2个RS232接口分别送到机车的司机一、二室的故障显示屏上,超限时发出声光报警信号。机车的监测系统与地面间的相互通信用公共传输网络的无线数据传输网及无线局域网技术,也可用移动通信网络(GSM-R)实现。故障专家诊断系统能根据诊断仪的数据及机车运行性能的变化趋势,作出准确故障诊断,甚至还能事先发现处于萌芽状态的故障,为机车运行安全提供了可靠的保证。2002年开始在上海铁路局全部DF11型机车上采用,取得了良好效果,现已通过部技术评审进一步扩大推广。
    客车行车安全监测诊断系统俗称客车黑匣子,该系统由铁道部科学研究院与上海铁路局共同研制,于2001年首先在上海局T701/T706次列车上试用,取得满意的成效。2002年通过铁道部技术审查,扩大装车试用。第五次大提速中,新制造的858辆提速客车全部安装了这一系统。
    该系统用于实现提速客车运行状态的安全监控,对危及行车安全的转向架蛇行,轮对系统工作状态、减振系统工作状态、制动系统,车电系统、车辆防滑器等关键设备进行监控、预警,利用多种通信方式将记录的车辆状态信息通过通讯卫星(GPS)与因特网导入地面的数据库,并实现双向通信,根据相应的历史记录及专家系统,为车辆维修管理提供指导,实现车辆安全运行。
    客车行车安全监测系统的通信网络采用Lonworks两级通信网络结构,列车网的两路(A/B)动态热备份,通过列车网连接器连接同一列车上不同车厢,而车厢网连接同一车厢内不同功能级监测诊断子系统。列车网与车厢网通过车厢网关互连。各功能级监测诊断子系统为基本单元,担负车辆各部件或功能的监测或诊断。列车管理器是一台具有联网功能的工控机,通过列车总线与各车厢网点联网,各功能监测诊断子系统通过车厢网关与列车总线通信,列车管理器通过车上移动通讯终端与通信卫星及因特网实现运行中的监测诊断系统与地面通信,还通过无线网络实现车地数据传输,并能通过短信发送装置(手机)及时向有关人员或部门发送系统重要报警信息。列车的数据信息可下载到地面数据库专家系统,由专家系统对事件或数据进行分类管理、查询、二次诊断,指导车辆检修与动态管理,也可通过局域网实现资源共享。

新型轨检车及机车车载轨道动态监测装置(“车对地”监测)
    新型快速轨检车是检查提速线路轨道状态,保证行车安全,指导轨道维修的关键动态检测设备。中国自主设计研制的GJ-4型快速轨检车采用了惯性基准原理代替了以往的弦测法,提高了精度,能在160km/h运行速度下测出高低、水平、轨向、三角坑、曲线超高、曲率等轨道几何参数,并可利用计算机对空间曲线转换成2.5m、5m、15m等不同弦长的波形,便于现场用弦绳测量轨道状态时进行核对。GJ-4轨检车还采用多项高新测试技术,如捷联式检测系统结构,替代了组合式检测系统,将所有传感器信号经模拟处理直接由A/D转换成数字信号,进行信息处理,结构简单、可靠性高。采用了半导体、激光器、伺服跟踪控制器、陀螺传感器、加速度补偿器、光电编码器等高新技术,车载计算机系统采用双微机系统,实现了实时采集与处理,自动完成数据合成、修正、滤波和分析计算,提高了检测精度与速度。新型轨检车已在全路繁忙干线上全面推广应用。
    机车车载轨道动态监测装置是与轨检车相匹配的一种车对地监测装置。轨检车能够高精度、全面地监测轨道各项几何参数,是保证提速线路质量的基本手段。但由于受到设备数量等因素的影响,其检测频率较低。而机车车载轨道动态监测仪(俗称晃车仪)是一种安装在机车上,利用机车振动响应监测轨道不平顺的重要装备。由于轨检车检查频率低,在轨检车检查间隙期间,利用晃车仪可以对轨道状态进行高密度(如每天有10台机车检查)实时动态检查和监测,并及时发现重大线路病害进行报警,工务部门即可及时处理,防止可能发生的事故。
    该装置采用垂向、水平两个加速度仪作为传感器,信号经二次放大及带通滤波进行A/D转换,用DSP芯片采用模糊解耦算法进行实时计算,并可以快速、正确地提取线路可疑点信息,综合利用GSM-R无线传输和有线传输技术,构成较为完备的数据快速传输体系。对监测到的大值超限数据实时向安全监管中心用无线GSM-R短信报警,以便及时处理。机车车载轨道动态监测装置在全路各干线上已装车445台,成为第五次大提速中重要的车对地监测手段,计划2005年还将再装车近1000台。

道岔运用状态监测系统、道口安全监控系统等(“地对地”地面监测)
    采用地面监测控制装备对提速线路的道岔,桥梁、平交道口等事故易发地段进行监测与控制,是实施“地对地”安全监测的重要目标。
    道岔是提速线路轨道结构中最薄弱环节,也是提速线路中确保安全的重点。道岔运用状态监测系统主要用于提速线路的可动心轨道岔的尖轨、可动心轨密贴状态,转辙机表示杆缺口和道岔转换力等直接影响道岔工作性能的状态指标实施全程动态连续监测,并将监测结果实时传递,提前发现道岔故障的潜在因素,以便及时防范处理,使道岔经常处于良好受控状态,保证行车的安全。
    密贴监测主要是采用电磁感应原理对尖轨与基本轨,心尖轨与翼轨之间隙进行监测;缺口检测是采用霍耳效应对电动转辙机表示杆缺口实施监测;转换力测试是根据能量守恒定律,采用测量转辙机电气参数的原理监测,以确定电动转辙机板动道岔时所受的力,这些数据均通过总线通讯接口送入主机,由系统进行读取、处理、编辑、超限判别,报警及数据上传。该系统2001年在沪宁线镇江站试用,2002年又增加沪宁线丹阳站、昆山站推广,取得良好效果,使镇江站道岔事故从2001年的二位数降到2002年仅有2件,现已在主要干线上推广应用。
    道口安全监控系统,大桥、隧道的列车接近安全防护报警系统等地面安全监测系统在前4次提速中已采用,而在第五次大提速中得到广泛的应用。

安全监控信息网络系统
    由铁科院、上海局合作研究的安全监控信息网络系统已经在沪宁线试点研究成功,在网络整体结构上,可划分为上、下两层。下层为各专业安全监控子网,上层为综合安全监控信息传输网。下层的功能是现场实时采集监控数据,存储在子系统的集中服务器中,提供基层行车安全管理与控制,保证各专业技术部门的正常工作效率。上层的功能是提供系统数据测报点,安全管理中心与用户之间的联接,以实现数据传输、集中管理和信息综合利用,上下两层通过广域网通道将多种类型的局域网互连起来。
该系统可以实现多种安全监控系统与安全监管中心联网,由安全监管中心进行集中管理和跨专业综合运用,为全面建成全路综合行车安全技术保障体系奠定坚实的基础。该系统还能实现信息的集中维护与共享,通过监管中心与TMIS等现有管理信息系统连接,实现不同信息系统集成。该系统可实现安全报警管理,事故管理、综合信息查询、安全预警管理、统计分析和报表生成等功能,为各级系统提供良好的服务及辅助决策功能。该系统已在第五次大提速中发挥有效的作用。
    综上所述,上述5个系统相互环链、相互匹配,形成了一个预报可靠准确、反应迅速灵敏、措施有力、管理系统化的安全技术保障体系,使中国铁路的行车安全事故能得到有力的抑制,特别是像列车脱轨事故这样的重大、大事故的发生率能得以明显的下降。这也是21世纪中国铁路安全运输发展的主要目标。
参考文献:
[1]蔡庆华主编.中国铁路技术创新工程.北京:中国铁道出版社,
2000,3.
[2]钱立新.货物列车在平直线路上的脱轨试验研究.见:中国铁道
科学技术的进步与发展.北京:中国铁道出版社,2000,2.
[3]铁道科学研究院.货车运行状态地面安全监测系统.铁路行车
安全设施项目可行性研究报告,2004.
[4]铁道科学研究院.机车车载轨道动态监测装置,铁路行车
安全设施项目可行性研究报告,2004.
作者:铁道部科学研究院  研究员

层次分析法在轨道交通站点客流吸引率计算中的应用

    轨道交通站点在吸引区域的客流吸引率,不仅取决于轨道交通这种出行方式的供给特性,还取决于该地区出行者的出行需求特性和其他出行方式提供的供给特性。现从出行者出行方式选择的角度出发,把层次分析法应用于轨道交通站点客流吸引率的计算,建立相应模型,并给出求解步骤以期为轨道交通站点客流吸引量的计算提供借鉴。

问题的提出
    轨道交通站点吸引区域客流吸引量的大小,直接关系到有无必要在该地设立站点、站点的规模和能力,影响到整个工程的造价,还影响到工程建成后的运营效益和社会效益。单纯地研究轨道交通站点的吸引区域大小,并不能有效地解决轨道交通站点在该地客流吸引量大小的问题。原因有两点:①轨道交通站点吸引区域内可能存在其他出行方式与之共同分担该区域的出行需求(事实上,这是很普遍的现象);②吸引区域出行者的出行需求特性呈多样性,而这种需求的多样性必然使各种出行方式面临出行者的选择。基于上述两点,轨道交通站点在吸引区域客流吸引率的合理确定,有助于轨道交通站点在吸引区域内客流吸引量的确定,故本文对此作以下讨论。

问题的分析
    就单个出行者而言,他(她)在选择出行方式时,通常根据自身的需求特性(如出行时间限制、经济承受能力、出行方便性和舒适性的要求、个人偏好等),综合考虑各种出行方式的供给特性(如速度、价格、准点率、方便可达性和舒适度等),选择供给特性最符合自身需求特性的出行方式。显然,吸引区域内全体出行者的出行选择形成了客流在各种出行方式之间的分配,各种出行方式的客流吸引率也随之而定。因此,轨道交通站点在吸引区域的客流吸引率(包括其他出行方式的客流吸引率),实质上是轨道交通站点吸引区域内出行者出行方式选择的问题。
    对于出行者出行方式的选择,以往的研究虽然考虑了时间、价格、舒适度等因素,但只是把上述因素统一折算成时间,作为出行者选择出行方式的标准,而很少有研究站在出行者角度,系统综合地考虑上述因素在整个因素集合中相对的重要程度;另外,出行者对上述因素的重视程度也是因人而异,呈现多样性,因此把其他因素统一折算成时间标准,是欠合理的。由上一段的分析可知,出行者在选择出行方式的过程,就是综合权衡上述因素的过程。所以,出行者出行方式的选择,本质上是一个供需匹配的多目标决策问题。而层次分析法是解决多目标决策问题的有效方法,以下就通过该方法的应用来解决轨道交通站点客流吸引率确定的问题。
    建立轨道交通站点客流吸引率的层次分析模型
    层次分析法的基本思路
    层次分析法简称AHP法(Analytical Hierarchy Process),是上世纪70年代美国运筹学专家T.L.Satty提出来的。AHP法是把问题的内在层次与联系判断量化并做出方案排序的方法。这是一种定性和定量相结合的、系统化层次化的方法,在多目标决策分析领域有广泛的应用。它的基本思路是:把复杂问题分解成各个特征指标,并将这些特征指标按支配关系分组形成有序的递阶层次结构,通过两两比较法确定层次中各特征指标的相对重要性,然后综合人们的判断,以决定诸特征指标的相对重要性总排序。这种方法具有要求的信息量少,决策过程花费时间短等特点,是解决多目标决策问题的有效方法[1]。
    建立层次分析模型
    准则层的确定
    出行者选择出行方式时,根据自身情况(出行时间限制,经济承受能力,出行方便性和舒适性的要求等),考虑各种出行方式的速度、价格、准点率、方便可达性和舒适度等因素,作出选择。因此,本文用旅行速度、价格、准点率、方便可达性和舒适度这5个指标作为选择出行方式的准则。
    方案层的确定
出行者在选择出行方式时,受到出发地现有出行方式的限制。因此,出发地既有出行方式就是可供出行者选择的出行方案集。

    单目标权重的确定
    不同出行者对各种出行方式的旅行速度、价格、准点率、方便性和舒适度有不同的偏好。因此,对上述各指标权重的确定,必须通过对该地区居民进行出行调查,然后通过统计分析,构造比较矩阵,结合两两比较法(或专家法等)确定。
    假定B层次所有元素B1,B2,…Bm的总排序(对目标层的排序)已完成,得到的权重分别为b1,b2,…bm,与Bj对应的本层次元素C1,C2,…,Cn排序的结果为C1j,C2j,…,Cnj(当Ck与Bj无关时,Ckj=0),则算例
    出行者从M地到N地,有轻轨、公交车和出租车3种出行方式可供选择,在选择出行方式时,出行者根据自身情况综合考虑出行时间、票价、准点率、方便性和舒适度等因素作出选择。经过对该地区居民做出行调查,作统计分析得到如下比较矩阵。第一步:对比较矩阵A,进行层次单排序及其一致性检验。用和法计算,得λ=5.007,归一化的特征向量W=(0.196,0.224,0.176,0.176,0.227)T;进行一致性检验,CI=0.002 CR=0.002<0.1;通过一致性检验,于是W可作为准则层对目标层的权向量。
第二步:对比较阵Bk计算出权向量Wk,最大特征根λk和一致性指标CIk。
第三步:层次总排序及其一致性检验。
      综上所述,把层次分析法应用于轨道交通站点客流吸引率的计算,使定性分析和定量分析有机结合,为轨道交通站点客流量的确定提供了借鉴。该方法的不足之处是,标度的选择比较困难,标度往往要经过反复调整,才能通过一致性检验。

参考文献:
[1]  汪玉树,刘国华.系统工程. 杭州:浙江大学出版社,2002.
作者:许秀峰  西南交通大学交通运输学院  硕士研究生
杜 文   西南交通大学教授  博导

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