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    2004世界軌道交通論壇于2004年11月11日至13日在北京召開。

    2004世界軌道交通論壇

    中國鐵路運輸安全狀況、管理及技術發展綜述

        鐵路是國家重要的基礎設施、國民經濟的大動脈和大眾化的交通工具,在促進經濟發展和社會進步中起著舉足輕重的作用。鐵路運輸必須保證廣大人民群眾的生命財產安全。中國鐵路認真貫徹黨中央、國務院一系列關于安全生產的指示,嚴格執行《安全生產法》,貫徹“安全第一、預防為主”的方針,不斷加強安全管理、提高職工素質、強化技術裝備,牢固夯實安全基礎,在保證運輸安全方面取得了明顯成效?,F對中國鐵路運輸安全狀況、管理及技術發展作一綜述。
    中國鐵路運輸安全簡況
        全國鐵路營業里程為7.30萬km,其中,復線鐵路2.47萬km,電氣化鐵路1.88萬km。2003年,完成旅客周轉量4788.61億人•km、貨物總周轉量17246.65億t•km,中國已成為世界上鐵路運輸效率最高的國家。
        為滿足國民經濟和社會發展的需要,從1997年4月1日鐵路第一次大面積提速開始,連續在既有線進行了5次大面積提速,在客貨混線運行的條件下,列車運行速度大幅度提高、列車密度進一步加大、重載列車比例增加。特別是鐵道部根據國民經濟持續、快速、健康發展的要求,實施鐵路跨越式發展戰略,在2004年4月實施了第五次大面積提速,在中國鐵路大范圍開行了持續按時速160km運行1000余km的直達特快旅客列車,大部分區段的貨車牽引重量提高到5000t,部分區段開行了萬噸重載貨物列車,列車追蹤間隔時間最短為7min。
        在5次大面積提速的實施過程中,鐵路部門堅持把確保運輸安全作為最核心、最根本的前提,不斷改進安全管理,完善規章制度,提高基礎設施和技術裝備質量,強化人員培訓,運輸安全的保障能力得到了同步提高,提速安全得到了可靠保證,運輸安全保持了相對穩定,行車事故件數、事故率、道口事故件數呈逐年下降的趨勢。特別是第五次大面積提速的實施,在運輸安全面臨前所未有的嚴峻考驗下,鐵路部門在安全基礎建設上堅持“規范管理、強基達標”,針對運輸生產力發展的一系列新變化、新要求,努力在強化基層安全管理、強化管理基礎、強化設備基礎和強化職工作業基本功上下功夫,進一步建立健全了安全責任體系和安全責任落實機制,提高了安全技術保障水平,既保證了提速安全的持續穩定,又促進了安全管理的有效加強。
      
    中國鐵路運輸安全的基礎
    鐵路運輸的安全基礎包括:管理基礎、設備基礎、人員素質和基層單位(見圖4)。 全路安全生產形勢基本穩定的事實說明,只要持之以恒地加強安全基礎建設,強化安全管理、不斷提高人員素質和設備質量,保持安全穩定是完全可能的。實施“規范管理、強基達標”八字方針,主要從強化管理基礎、強化設備基礎、提高人員素質、強化基層4個方面入手。

    (1)強化管理基礎。以《技規》為基礎,建立和完善規章制度、技術標準等管理程序,及時根據運輸組織變化、新技術、新設備的采用,修訂和完善各項規章制度和技術標準,實現規章制度體系標準化;建立和完善安全管理的基本程序,建立和健全各單位、各部門、各崗位的安全工作標準,實現安全管理標準化;建立和完善現場作業程序,建立和健全崗位作業標準,實現現場作業標準化。
        (2)強化設備基礎。全路以實施提速為龍頭,不斷加大設備投入。經過5次提速,提速線路基本實現了線路無縫化、軌道結構重型化、道口立交化、維修施工機械化,設備基礎整體躍上了新臺階。其他線路按照分等級達標的要求,通過集中整治和加強日常維修,設備基礎也得到了加強。通過加快機車車輛裝備更新速度,統一機車信號低頻信息碼,建成DMIS系統,電氣集中、自動閉塞、通用式機車信號、400兆無線列調等設備的裝備率大幅度提高,行車設備質量和檔次不斷提升。通過科學系統地制訂修程修制,機車車輛實施專業化、集中修,加強檢修基地建設;基礎設施推行“天窗修”制度,保證了行車設備的運行質量。
        (3)提高人員素質。結合提速的需要加大了全路職工培訓力度。每個職工每兩年有一次不少于10個工作日的脫產培訓,提高了職工適應新設備、新技術、新要求的能力;每兩年組織一次行車工種“練功比武”活動;采取脫產和業余相結合的方式,加強學歷教育;運用多種形式,加強安全教育和職業道德教育;加強培訓基地建設,培訓設施和手段有了很大改善,培訓內容和方法的不斷改進和創新,促進了職工實際操作技能和非正常情況下應急處理能力的提高。
        (4)強化基層。依據《安全生產法》,對基層站段保證安全生產的必要投入,不斷改善安全生產條件;配齊配強安全生產管理人員;進一步健全和完善站段、車間、班組安全管理基本制度,大力開展安全優質站段、標準化車間和自控型班組的創建和考評活動。明確站段安全工作標準、崗位責任,完善崗位責任制考評機制,促使各項規章制度和標準在基層得到認真貫徹。

    鐵路運輸安全管理體系
        責任體系
        鐵道部作為鐵路運輸行業的政府主管部門,主要的職責為:①制定鐵路部門安全生產的政策和規章,確定安全生產的目標和規劃,制定行業標準和技術設備質量標準;制定鐵路運輸從業人員崗位資格標準。②監督檢查國家和鐵道部制定的有關安全生產的政策與法律法規、規章標準執行情況并依檢查情況進行處理;組織研究、鑒定和推廣安全生產新技術裝備;對重大事故進行調查、認定、分析和處理;對安全生產進行檢查、監督和考核。③為運輸企業提供安全理論、政策、工作思路和安全信息的指導與服務。

        依據《安全生產法》、《鐵路法》,鐵路運輸企業是安全生產的主體,在鐵道部統一領導下,企業內部全面建立安全生產責任體系,根據鐵路運輸企業的體制和特點,安全生產責任體系主要體現在逐級負責、分工負責、專業負責、崗位負責4個方面。安全生產責任體系框圖(見圖5)。
        監督保證體系
        為實施安全生產監督,在鐵道部、鐵路局、鐵路分局三級機構中,均設立了安全監察部門,負責安全生產監督檢查和行車事故、路外傷亡事故調查處理工作。全路還認真借鑒國際上實行外部(異體)監督的做法和工程監理實行異體監督的原理,改革傳統的安全監察體制,在加大外部監督力度方面取得了突破。鐵道部實行了安全監察特派員制度,由鐵道部直接派出安全監察特派員,在6個地區設立辦事處,對各鐵路局實行安全監督
        幾年來,各安全監察特派員辦事處在加強安全檢查監督、搞好事故調查剖析、開展調查研究方面做了大量工作,發揮了重要作用,有效地加大了對各鐵路局的安全監督力度,同時也為鐵道部決策提供了很多有價值的信息和建議。各鐵路局也在改革安全監督體制上進行了探索,有的成立了安全監察大隊,有的在各地區派駐了安全監察辦事處,有效地加大了對現場作業的監察力度。一些鐵路分局也組建了安全監察大隊。各級安全監督的力量明顯增加。安全監督體制的改革,擴大了安全監督的覆蓋面,加大了監督檢查力度,提高了監督檢查的質量。

    鐵路運輸安全監控技術
        行車安全綜合監控系統由行車安全監測子系統、安全信息網絡子系統、安全信息管理子系統和事故救援應急處理子系統4個子系統組成,形成“車對地”、“地對車”、“車對車”、“地對地”全方位動態立體綜合監測。
    行車安全監測子系統
        行車安全監測子系統是綜合監測系統的信息源點。
         (1)機車運行監控記錄裝置。在列車運行中,裝置不斷測定機車速度、機車信號狀態,并調出存儲器中預先存好線路參數,計算出列車距前方信號的距離,再根據當時地面信號,機車設備狀態,實時計算出允許列車運行的最高限制速度,監控列車運行。及時以顯示字符和語音提示通知司機采取措施,當確認列車超速或有可能冒進信號,而司機沒有采取相應的措施時,裝置將發出卸載或常用制動或緊急制動等命令,使列車減速甚至停車,確保行車安全。
        (2)車輛運行狀態地面安全監測系統。系統通過安裝在軌道上的傳感器,可在較快行車速度下測量車輛的減載率、脫軌系數、軸向力、超載、偏載、車輪擦傷,綜合評判車輛運行狀態。
        (3)貨車裝載狀態監測系統(安全門)??蓹z測過往貨車全斷面限界、車門的開閉狀態、施封鎖狀態、超載、 偏載情況等,與車號識別系統、TMIS系統集成整合,自動產生監測信息、報警信息和統計信息。
        (4)調車作業安全監測系統。從微機監測系統采集信息,與預先輸入接受的調車鉤計劃自動校驗, 控制調車作業過程,防止調車作業時發生超速、撞車擋和擠岔等中間站調車事故。
        (5)道岔狀態監測系統。系統在信號微機監測系統的基礎上,增加道岔機械特性監測功能, 實時記錄列車運行時道岔尖軌及可動心軌的位移數據,道岔的定、反位密貼情況,監測道岔轉換力、密貼力大小,自動形成報警信息和有關報表,及時向維修人員報警,防止事故發生。
        (6)多方向接發列車安全聯控輔助系統。通過計算機填記行車日志,將列車運行方向、列車進路占用顯示、崗位應答狀況等信息結合起來,實現一次輸入,多崗位、多工種實時信息共享,相互聯控,計算機自動報警,防止列車接錯股道、方向。
       (7)軌道動態監測單元(晃車儀)。安裝在機車上。主要功能是對里程標、機車速度、加速度值(垂直、水平)、超限值進行全程記錄,實時報警數據通過車載無線傳輸系統以短消息的形式發送至地面基站,及時發現線路異常情況,記錄的檢測數據以轉儲方式下載到地面數據服務器,實現聯網單位信息共享。
       (8)機車信號檢測記錄儀。利用機車運行監控記錄裝置采集的運行速度、里程、時間等信息,檢測機車信號感應器的感應電壓信號,通用式機車信號主機狀態,移頻頻率等信息,及時發現故障原因和故障點。
       (9)機車故障檢測系統。把機車微機記錄系統記錄的機車運行狀態完整地記錄下來, 對記錄的數據和曲線進行分析,早期診斷機車故障,減少或避免機破、臨修。
        (10)紅外線軸溫監測系統。在原有紅外線軸溫監測裝置上添加車號識別設備,使紅外線軸溫跟蹤、 熱軸預報與車次、車號相對應,實現列車的軸溫全過程跟蹤。
        (11)新型軌道檢測車。通過軌道檢測車的定期巡檢,采集軌道狀態參數, 由計算機根據設定的數據處理模型,判定線路狀況,為工務養護線路提供參考。
    安全信息網絡子系統
        利用計算機和網絡技術,將沿線分散的、 由各專業部門獨立管理的各類安全檢測信息集成整合,實現信息資源共享。
    安全信息管理子系統
        開發出一組應用程序,實現安全報警管理、預警管理、事故管理、 綜合查詢、報表生成、統計分析等功能,為與行車安全直接相關的各級管理決策部門和作業部門提供電子化安全監測與管理信息服務。
    事故救援應急處理子系統
        系統開發和應用列車運行、氣象情況、地形地貌、 動態圖像傳輸及事故救援預案庫等技術,為事故、災害快速救援的決策及實施提供支持,以便盡快恢復行車,降低損失。
    鐵路應急救援體系作為國家專業應急救援體系的一個分支,納入全國安全生產應急救援體系之中。
    結束語
        當前和今后一個時期,中國鐵路面臨著極其難得的發展機遇。黨中央、國務院領導高度重視鐵路工作,大力支持鐵路發展,鐵路跨越式發展戰略正在穩步推進。實施內涵擴大再生產,全路第六次大面積提速,既有線部分區段旅客列車運行速度將達到時速200km,建設客運專線,發展高速、重載列車,努力提升運輸能力,運輸安全的核心保證地位更加突出。為實現鐵路運輸安全持續穩定的目標,鐵路部門的戰略措施是:
        (1)健全和完善鐵路安全法律法規。重點推進《鐵路運輸安全保護條例》和《鐵路交通事故處理條例》的立法工作,逐步建立起保護鐵路運輸安全的法律法規體系。
        (2)全面建立和完善運輸安全基礎保障體系和安全生產長效管理機制,努力實現運輸安全管理的科學化、規范化。大力實施“科技興安”戰略,研制開發和引進先進的安全技術裝備,逐步完善集監測、控制、管理、維修于一體的鐵路行車安全技術保障體系,逐步實現鐵路安全技術裝備的現代化。
        (3)快速提高行車技術裝備水平。按照“先進、成熟、經濟、適用、可靠”的原則,積極采用滿足時速200km運行安全條件的客運移動設備。到2005年底,6大干線全部建成“提速安全標準線”,并達到“十全”的統一標準,即:全部采用超長無縫鋼軌;全部采用Ⅱ型或Ⅲ型軌枕;全線采用一級道砟;全部更換Ⅰ型或Ⅱ型道岔;全部實現道口立交化;全部實現線路封閉、建成內灌外喬林帶;全部完成自動閉塞四顯示改造;全部統一機車信號低頻信息碼;全部建成DMIS系統;全部建成“地對地、地對車、車對地”安全監控體系。
        (4)建立健全鐵路應急救援體系,并納入國家安全生產救援體系中。大力提高救援設備水平和救援隊伍快速反應能力,力爭將事故損失降低到最低程度。
    作者:鐵道部安全監察司 司長

    中國鐵路行車安全技術保障體系的創新與實踐
       

    行車安全是關系到人民生命財產安全和鐵路企業形象的大事,也是關系到國家利益和鐵路生存與發展的大事,一直受到全路的密切關注。近年來,中國鐵路各有關部門在行車安全方面做了大量的工作,制定、完善了各種管理規章制度,形成了各級抓安全、人人講安全的局面,使行車事故總數,特別是險性事故大幅下降。但值得引起重視的是鐵路重大、大事故總數中,列車脫軌事故仍占有很高的比例,雖然每年重大、大事故的數量在大大減少,但每次事故的直接經濟損失卻顯著增加,因此有效防止列車脫軌事故等重大事故的發生已越來越引起全國公眾的關注?,F介紹確保行車安全的正確技術路線、行車安全技術保障體系的創新及其關鍵技術。

    確保行車安全的正確技術路線
        1997年春夏季,在大秦線連續發生的2起嚴重的貨物列車脫軌事故和在京滬線徐州以南十八里堡至桃山集間連續發生的7起貨物列車脫軌事故引起鐵道部極端重視。1997年第四季度由鐵科院主持在兩條線路上組織了大規模的貨物列車脫軌研究與試驗。試驗研究表明,貨車列車脫軌的主要原因在于線路設備與貨車車輛本身的技術狀態不良,在綜合因素作用下造成輪軌間橫向作用力、脫軌系數、輪重減載率等安全指標惡化引起脫軌。這些不良技術狀態包括:線路的整體軌枕板橫向阻力太??;線路上新鋪設的鋼軌在干燥條件下輪軌間摩擦系數急劇上升,造成脫軌系數限制值下降;有小部分貨車車輛廠修段修過期、部件磨耗超限,蛇行運動強烈引起脫軌系數急劇上升等。說明隨著中國鐵路運輸向客運提速,貨運重載方向發展,列車的運行條件也逐步發生變化,速度提高了,密度加大了,牽引載重增加了,由此產生了在輪軌間動力作用發生變化的條件下如何保證安全運行的重要問題。如果單靠人工監控,在復雜的操縱、運行條件下,由于人的生理、心理狀態的局限,根本無法顧及這些參數的監控,尤其是在目前條件下希望要對每一列車中的每一輛車,對整條線路的每一區段均要進行動態的監測與控制,只能采用以先進技術為基礎的可靠的技術裝備作為主要手段,實現對列車運行的安全性監控。因此,采用先進的安全技術裝備來確保行車安全是唯一的、正確的技術路線。

    鐵路行車安全技術保障體系的創新
        隨著中國鐵路既有線的大面積提速,重載列車的普遍開行及客運專線的興建,保障行車安全的思想、方式、手段必然由局部安全轉向整體安全,安全參數的監控由點式靜態觀測轉向連續式動態監控,數據的傳輸和分析由以人工為主向以計算機為主的現代設備手段轉變,建立統一的行車安全技術保障體系勢在必然。
        但是,中國鐵路的特點又與世界各國鐵路有所不同,中國鐵路基本上全是客貨混運的線路,在主要干線上客貨運輸十分繁忙,既要開行5000t重載貨物列車,又要開行快速旅客列車,客貨運輸密度相當高,線路“天窗”維修時間相當緊張。中國鐵路這一特點決定了鐵路行車安全技術保障體系有其獨特之處,不僅具有各國鐵路安全技術保障體系均具備的高效可靠、實時準確、反應迅速、管理系統化等特點,而且需要創新地建立一個動態安全監測網絡,能通過移動的安全監測設備實現對線路任一點的動態安全監測;通過地面安全監測設備對通過線路的每一節車輛進行動態安全監測;通過車載安全設備對機車車輛本身進行連續式動態監測;通過地面監測設備能對隧道、橋梁、平交道口、線路特殊區段進行連續式動態監測,由此,建立一個“車對地”,“地對車”,“車對車”(車載監測),“地對地”(地面監測)相互環鏈、相互匹配的綜合行車安全技術保障體系。

    車輛運行狀態地面安全監測系統(“地對車”監測)
        確保提速列車安全的關鍵問題是如何控制5000t重載列車的良好技術狀態,使其對線路不產生大的軌道作用力,更不能因車輛性能不良造成脫軌。鐵道科學研究院與上海鐵路局合作研制的車輛運行狀態地面安全監測系統,實現了“地對車”的安全監控目標。
        該系統通過檢測一定時段內輪軌作用的垂直力和水平力及其連續變化的波形,得出車輛的車軸橫向力、軸脫軌系數、輪重減載率等動力學參數及變化特性,從而對車輛運行安全性進行評判,識別運行狀態不良危及安全的車輛,以便將其摘除。同時,該裝備還能檢測鋼軌沖擊載荷,從而判別車輪踏面擦傷程度,如是超限立即將其摘除。該裝置還能監測每一輛車的總重、軸重、輪重,識別車輛的超偏載,并具有車號自動識別功能。所有安全參數的監測結果能通過服務器及TMIS生產網、各級局域網及廣域網實時發送到鐵路分局、鐵路局及鐵道部安全監控中心,并能對超限數據實施實時報警。
        該系統在京滬線的安亭、鎮江、蚌埠、利園、夾溝,崮山、晏城、廊坊站共8個站安裝8套,通過3年的試運行,監測貨車總數已超過50萬輛,取得良好的效果。2004年鐵道部計劃在全國繁忙提速干線上共將安裝64套,并已由鐵道部頒布了超載、擦傷判別限度,即將頒布脫軌系數判別限度,在第六次大提速中將全面執行。

    機車故障診斷、客車行車安全監測診斷系統(“車對車”車載監測)
        第五次大提速新配置的135臺機車(DF11G,SS7E,SS9)及858輛客車(25T、龐巴迪)除了對走行部強化了可靠性設計外,還全部安裝了列車超速防護監測裝置,機車故障診斷系統和客車行車安全監測診斷系統,實現了用車載設備對提速旅客列車進行動態連續監控的目標。
        列車超速防護裝置俗稱機車黑匣子,已在前4次大提速中發揮重大作用,第五次大提速中提速機車均裝備了列車超速防護裝置。
        機車故障診斷系統由安裝在機車上的車載故障診斷儀及機車故障專家診斷系統組成,對機車實行實時監控。故障診斷儀接在機車微機系統的重聯口上,可以記錄各類型機車運行的全部52種數據。在記錄數據的同時,進行實時故障診斷,每秒監測18種重要故障信息,包括主發電機、柴油機、牽引電機、增壓器、燃油泵、熱交換器等部件故障,診斷結果存入ROM,通過2個RS232接口分別送到機車的司機一、二室的故障顯示屏上,超限時發出聲光報警信號。機車的監測系統與地面間的相互通信用公共傳輸網絡的無線數據傳輸網及無線局域網技術,也可用移動通信網絡(GSM-R)實現。故障專家診斷系統能根據診斷儀的數據及機車運行性能的變化趨勢,作出準確故障診斷,甚至還能事先發現處于萌芽狀態的故障,為機車運行安全提供了可靠的保證。2002年開始在上海鐵路局全部DF11型機車上采用,取得了良好效果,現已通過部技術評審進一步擴大推廣。
        客車行車安全監測診斷系統俗稱客車黑匣子,該系統由鐵道部科學研究院與上海鐵路局共同研制,于2001年首先在上海局T701/T706次列車上試用,取得滿意的成效。2002年通過鐵道部技術審查,擴大裝車試用。第五次大提速中,新制造的858輛提速客車全部安裝了這一系統。
        該系統用于實現提速客車運行狀態的安全監控,對危及行車安全的轉向架蛇行,輪對系統工作狀態、減振系統工作狀態、制動系統,車電系統、車輛防滑器等關鍵設備進行監控、預警,利用多種通信方式將記錄的車輛狀態信息通過通訊衛星(GPS)與因特網導入地面的數據庫,并實現雙向通信,根據相應的歷史記錄及專家系統,為車輛維修管理提供指導,實現車輛安全運行。
        客車行車安全監測系統的通信網絡采用Lonworks兩級通信網絡結構,列車網的兩路(A/B)動態熱備份,通過列車網連接器連接同一列車上不同車廂,而車廂網連接同一車廂內不同功能級監測診斷子系統。列車網與車廂網通過車廂網關互連。各功能級監測診斷子系統為基本單元,擔負車輛各部件或功能的監測或診斷。列車管理器是一臺具有聯網功能的工控機,通過列車總線與各車廂網點聯網,各功能監測診斷子系統通過車廂網關與列車總線通信,列車管理器通過車上移動通訊終端與通信衛星及因特網實現運行中的監測診斷系統與地面通信,還通過無線網絡實現車地數據傳輸,并能通過短信發送裝置(手機)及時向有關人員或部門發送系統重要報警信息。列車的數據信息可下載到地面數據庫專家系統,由專家系統對事件或數據進行分類管理、查詢、二次診斷,指導車輛檢修與動態管理,也可通過局域網實現資源共享。

    新型軌檢車及機車車載軌道動態監測裝置(“車對地”監測)
        新型快速軌檢車是檢查提速線路軌道狀態,保證行車安全,指導軌道維修的關鍵動態檢測設備。中國自主設計研制的GJ-4型快速軌檢車采用了慣性基準原理代替了以往的弦測法,提高了精度,能在160km/h運行速度下測出高低、水平、軌向、三角坑、曲線超高、曲率等軌道幾何參數,并可利用計算機對空間曲線轉換成2.5m、5m、15m等不同弦長的波形,便于現場用弦繩測量軌道狀態時進行核對。GJ-4軌檢車還采用多項高新測試技術,如捷聯式檢測系統結構,替代了組合式檢測系統,將所有傳感器信號經模擬處理直接由A/D轉換成數字信號,進行信息處理,結構簡單、可靠性高。采用了半導體、激光器、伺服跟蹤控制器、陀螺傳感器、加速度補償器、光電編碼器等高新技術,車載計算機系統采用雙微機系統,實現了實時采集與處理,自動完成數據合成、修正、濾波和分析計算,提高了檢測精度與速度。新型軌檢車已在全路繁忙干線上全面推廣應用。
        機車車載軌道動態監測裝置是與軌檢車相匹配的一種車對地監測裝置。軌檢車能夠高精度、全面地監測軌道各項幾何參數,是保證提速線路質量的基本手段。但由于受到設備數量等因素的影響,其檢測頻率較低。而機車車載軌道動態監測儀(俗稱晃車儀)是一種安裝在機車上,利用機車振動響應監測軌道不平順的重要裝備。由于軌檢車檢查頻率低,在軌檢車檢查間隙期間,利用晃車儀可以對軌道狀態進行高密度(如每天有10臺機車檢查)實時動態檢查和監測,并及時發現重大線路病害進行報警,工務部門即可及時處理,防止可能發生的事故。
        該裝置采用垂向、水平兩個加速度儀作為傳感器,信號經二次放大及帶通濾波進行A/D轉換,用DSP芯片采用模糊解耦算法進行實時計算,并可以快速、正確地提取線路可疑點信息,綜合利用GSM-R無線傳輸和有線傳輸技術,構成較為完備的數據快速傳輸體系。對監測到的大值超限數據實時向安全監管中心用無線GSM-R短信報警,以便及時處理。機車車載軌道動態監測裝置在全路各干線上已裝車445臺,成為第五次大提速中重要的車對地監測手段,計劃2005年還將再裝車近1000臺。

    道岔運用狀態監測系統、道口安全監控系統等(“地對地”地面監測)
        采用地面監測控制裝備對提速線路的道岔,橋梁、平交道口等事故易發地段進行監測與控制,是實施“地對地”安全監測的重要目標。
        道岔是提速線路軌道結構中最薄弱環節,也是提速線路中確保安全的重點。道岔運用狀態監測系統主要用于提速線路的可動心軌道岔的尖軌、可動心軌密貼狀態,轉轍機表示桿缺口和道岔轉換力等直接影響道岔工作性能的狀態指標實施全程動態連續監測,并將監測結果實時傳遞,提前發現道岔故障的潛在因素,以便及時防范處理,使道岔經常處于良好受控狀態,保證行車的安全。
        密貼監測主要是采用電磁感應原理對尖軌與基本軌,心尖軌與翼軌之間隙進行監測;缺口檢測是采用霍耳效應對電動轉轍機表示桿缺口實施監測;轉換力測試是根據能量守恒定律,采用測量轉轍機電氣參數的原理監測,以確定電動轉轍機板動道岔時所受的力,這些數據均通過總線通訊接口送入主機,由系統進行讀取、處理、編輯、超限判別,報警及數據上傳。該系統2001年在滬寧線鎮江站試用,2002年又增加滬寧線丹陽站、昆山站推廣,取得良好效果,使鎮江站道岔事故從2001年的二位數降到2002年僅有2件,現已在主要干線上推廣應用。
        道口安全監控系統,大橋、隧道的列車接近安全防護報警系統等地面安全監測系統在前4次提速中已采用,而在第五次大提速中得到廣泛的應用。

    安全監控信息網絡系統
        由鐵科院、上海局合作研究的安全監控信息網絡系統已經在滬寧線試點研究成功,在網絡整體結構上,可劃分為上、下兩層。下層為各專業安全監控子網,上層為綜合安全監控信息傳輸網。下層的功能是現場實時采集監控數據,存儲在子系統的集中服務器中,提供基層行車安全管理與控制,保證各專業技術部門的正常工作效率。上層的功能是提供系統數據測報點,安全管理中心與用戶之間的聯接,以實現數據傳輸、集中管理和信息綜合利用,上下兩層通過廣域網通道將多種類型的局域網互連起來。
    該系統可以實現多種安全監控系統與安全監管中心聯網,由安全監管中心進行集中管理和跨專業綜合運用,為全面建成全路綜合行車安全技術保障體系奠定堅實的基礎。該系統還能實現信息的集中維護與共享,通過監管中心與TMIS等現有管理信息系統連接,實現不同信息系統集成。該系統可實現安全報警管理,事故管理、綜合信息查詢、安全預警管理、統計分析和報表生成等功能,為各級系統提供良好的服務及輔助決策功能。該系統已在第五次大提速中發揮有效的作用。
        綜上所述,上述5個系統相互環鏈、相互匹配,形成了一個預報可靠準確、反應迅速靈敏、措施有力、管理系統化的安全技術保障體系,使中國鐵路的行車安全事故能得到有力的抑制,特別是像列車脫軌事故這樣的重大、大事故的發生率能得以明顯的下降。這也是21世紀中國鐵路安全運輸發展的主要目標。
    參考文獻:
    [1]蔡慶華主編.中國鐵路技術創新工程.北京:中國鐵道出版社,
    2000,3.
    [2]錢立新.貨物列車在平直線路上的脫軌試驗研究.見:中國鐵道
    科學技術的進步與發展.北京:中國鐵道出版社,2000,2.
    [3]鐵道科學研究院.貨車運行狀態地面安全監測系統.鐵路行車
    安全設施項目可行性研究報告,2004.
    [4]鐵道科學研究院.機車車載軌道動態監測裝置,鐵路行車
    安全設施項目可行性研究報告,2004.
    作者:鐵道部科學研究院  研究員

    層次分析法在軌道交通站點客流吸引率計算中的應用

        軌道交通站點在吸引區域的客流吸引率,不僅取決于軌道交通這種出行方式的供給特性,還取決于該地區出行者的出行需求特性和其他出行方式提供的供給特性?,F從出行者出行方式選擇的角度出發,把層次分析法應用于軌道交通站點客流吸引率的計算,建立相應模型,并給出求解步驟以期為軌道交通站點客流吸引量的計算提供借鑒。

    問題的提出
        軌道交通站點吸引區域客流吸引量的大小,直接關系到有無必要在該地設立站點、站點的規模和能力,影響到整個工程的造價,還影響到工程建成后的運營效益和社會效益。單純地研究軌道交通站點的吸引區域大小,并不能有效地解決軌道交通站點在該地客流吸引量大小的問題。原因有兩點:①軌道交通站點吸引區域內可能存在其他出行方式與之共同分擔該區域的出行需求(事實上,這是很普遍的現象);②吸引區域出行者的出行需求特性呈多樣性,而這種需求的多樣性必然使各種出行方式面臨出行者的選擇?;谏鲜鰞牲c,軌道交通站點在吸引區域客流吸引率的合理確定,有助于軌道交通站點在吸引區域內客流吸引量的確定,故本文對此作以下討論。

    問題的分析
        就單個出行者而言,他(她)在選擇出行方式時,通常根據自身的需求特性(如出行時間限制、經濟承受能力、出行方便性和舒適性的要求、個人偏好等),綜合考慮各種出行方式的供給特性(如速度、價格、準點率、方便可達性和舒適度等),選擇供給特性最符合自身需求特性的出行方式。顯然,吸引區域內全體出行者的出行選擇形成了客流在各種出行方式之間的分配,各種出行方式的客流吸引率也隨之而定。因此,軌道交通站點在吸引區域的客流吸引率(包括其他出行方式的客流吸引率),實質上是軌道交通站點吸引區域內出行者出行方式選擇的問題。
        對于出行者出行方式的選擇,以往的研究雖然考慮了時間、價格、舒適度等因素,但只是把上述因素統一折算成時間,作為出行者選擇出行方式的標準,而很少有研究站在出行者角度,系統綜合地考慮上述因素在整個因素集合中相對的重要程度;另外,出行者對上述因素的重視程度也是因人而異,呈現多樣性,因此把其他因素統一折算成時間標準,是欠合理的。由上一段的分析可知,出行者在選擇出行方式的過程,就是綜合權衡上述因素的過程。所以,出行者出行方式的選擇,本質上是一個供需匹配的多目標決策問題。而層次分析法是解決多目標決策問題的有效方法,以下就通過該方法的應用來解決軌道交通站點客流吸引率確定的問題。
        建立軌道交通站點客流吸引率的層次分析模型
        層次分析法的基本思路
        層次分析法簡稱AHP法(Analytical Hierarchy Process),是上世紀70年代美國運籌學專家T.L.Satty提出來的。AHP法是把問題的內在層次與聯系判斷量化并做出方案排序的方法。這是一種定性和定量相結合的、系統化層次化的方法,在多目標決策分析領域有廣泛的應用。它的基本思路是:把復雜問題分解成各個特征指標,并將這些特征指標按支配關系分組形成有序的遞階層次結構,通過兩兩比較法確定層次中各特征指標的相對重要性,然后綜合人們的判斷,以決定諸特征指標的相對重要性總排序。這種方法具有要求的信息量少,決策過程花費時間短等特點,是解決多目標決策問題的有效方法[1]。
        建立層次分析模型
        準則層的確定
        出行者選擇出行方式時,根據自身情況(出行時間限制,經濟承受能力,出行方便性和舒適性的要求等),考慮各種出行方式的速度、價格、準點率、方便可達性和舒適度等因素,作出選擇。因此,本文用旅行速度、價格、準點率、方便可達性和舒適度這5個指標作為選擇出行方式的準則。
        方案層的確定
    出行者在選擇出行方式時,受到出發地現有出行方式的限制。因此,出發地既有出行方式就是可供出行者選擇的出行方案集。

        單目標權重的確定
        不同出行者對各種出行方式的旅行速度、價格、準點率、方便性和舒適度有不同的偏好。因此,對上述各指標權重的確定,必須通過對該地區居民進行出行調查,然后通過統計分析,構造比較矩陣,結合兩兩比較法(或專家法等)確定。
        假定B層次所有元素B1,B2,…Bm的總排序(對目標層的排序)已完成,得到的權重分別為b1,b2,…bm,與Bj對應的本層次元素C1,C2,…,Cn排序的結果為C1j,C2j,…,Cnj(當Ck與Bj無關時,Ckj=0),則算例
        出行者從M地到N地,有輕軌、公交車和出租車3種出行方式可供選擇,在選擇出行方式時,出行者根據自身情況綜合考慮出行時間、票價、準點率、方便性和舒適度等因素作出選擇。經過對該地區居民做出行調查,作統計分析得到如下比較矩陣。第一步:對比較矩陣A,進行層次單排序及其一致性檢驗。用和法計算,得λ=5.007,歸一化的特征向量W=(0.196,0.224,0.176,0.176,0.227)T;進行一致性檢驗,CI=0.002 CR=0.002<0.1;通過一致性檢驗,于是W可作為準則層對目標層的權向量。
    第二步:對比較陣Bk計算出權向量Wk,最大特征根λk和一致性指標CIk。
    第三步:層次總排序及其一致性檢驗。
          綜上所述,把層次分析法應用于軌道交通站點客流吸引率的計算,使定性分析和定量分析有機結合,為軌道交通站點客流量的確定提供了借鑒。該方法的不足之處是,標度的選擇比較困難,標度往往要經過反復調整,才能通過一致性檢驗。

    參考文獻:
    [1]  汪玉樹,劉國華.系統工程. 杭州:浙江大學出版社,2002.
    作者:許秀峰  西南交通大學交通運輸學院  碩士研究生
    杜 文   西南交通大學教授  博導

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