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摘要：石太客運專線采用高速鐵路的技術體系，列車行車安全是其設計施工、設備制造、系統(tǒng)開發(fā)和運營管理的前提條件。針對石太客運專線自身的特點，借鑒國外高速鐵路安全運行的經(jīng)驗，本文運用系統(tǒng)工程的理論，構建石太客運專線安全保障體系，并闡述其內(nèi)容和含義。

關鍵詞：客運專線系統(tǒng)工程安全保障體系

Abstract:Applyingthetechnologyofhigh-speedrailway,thesafeandpunctualoperationwithhighspeedofSHI-TAIdedicatedpassengerrailwaylinewillbeensuredbythemeticulousdesign,implementedconstruction,high-standardinfrastructuresaswellashigh-qualitytechnicalequipments,theimprovementofsystemandmanagement.Inviewofthecharacteristicofdedicatedpassengerrailwaylineandcombinedwiththeforeignadvancedexperiencesofhigh-speedtrain,thearticleputsforwardthesafetyassurancesystemofdedicatedpassengerrailwaylineandintrudesitscompositionandcontents.

Keywords:DedicatedPassengerRailwayLine;EngineeringSystem;SafetyAssuranceSystem

1緒論

保證旅客和貨物的安全是運輸服務行業(yè)最基本的要求。鐵路運輸有運量大、路程遠等特點，一旦出現(xiàn)安全事故將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響，因此安全成為鐵路運輸?shù)纳€。當鐵路處于低速階段時，鐵路發(fā)揮的功能遠遠未達到極限能力，不安全因素較少，無論是人還是設備都有足夠的能力來應付事故或突發(fā)事件，通過依靠設備技術條件和維修保養(yǎng)標準與限度，依靠人的操作規(guī)范和行為指南，可以保障鐵路的安全運轉(zhuǎn)。然而當鐵路在高速運行下，運行速度通常是普通鐵路的2倍多，無論是人、設備還是環(huán)境造成的不安全因素劇增。一旦發(fā)生設備異常、違章操作和外界環(huán)境的突發(fā)事件，可供糾正和避免事故的時間很短，可供選擇的方式也很有限，所造成的后果將是災難性的。

自1964年世界第一條高速鐵路誕生以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，高速鐵路已經(jīng)遍布世界主要發(fā)達國家，累計運送旅客上百億人次。當安全、快速、舒適成為時代對于運輸業(yè)的要求，高速鐵路因此成為世界鐵路發(fā)展的主流和趨勢。我國客運專線均采用高速鐵路的技術體系，保證列車行車安全是客運專線設計施工、設備制造、系統(tǒng)開發(fā)和運營管理的前提條件。因此，運用系統(tǒng)工程的理論，借鑒國外高速鐵路安全運行的經(jīng)驗，構建我國客運專線安全保障體系，做到防患于未然，具有十分重要的意義。

2國外高速鐵路安全保障體系

世界各國在設計、建設和運營高速鐵路時，均把確保旅客生命財產(chǎn)和行車安全放在首位，把安全技術作為高速鐵路的重要技術加以系統(tǒng)研究、精心設計并在建設施工和運營管理運用之中不斷完善，通過實現(xiàn)基礎設施高標準、技術裝備高質(zhì)量、運行管理自動化和安全監(jiān)控實時化，來保證高速列車安全。

2.1日本新干線行車安全保障體系

日本對高速鐵路行車安全保障體系的研究和建設注重系統(tǒng)性，將安全保障的概念融于整個高速鐵路運營管理系統(tǒng)之中。日本新干線高速鐵路在其30多年的發(fā)展歷程中，沒有發(fā)生一起旅客死亡事故，其安全保障體系功不可沒。日本的新干線行車安全保障體系大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：

（1）列車自動控制(ATC)和調(diào)度集中(CTC)

日本鐵路在既有線列車上裝備了大量的ATC設備，接收和處理列車當前位置的有關信息；隨著電子技術的進步，東海道新干線1964年開通伊始就使用了CTC，完成集中控制、列車運行集中監(jiān)視和信號設備故障監(jiān)視等功能，實現(xiàn)以調(diào)度所為中心對列車安全的保障。

（2）計算機輔助的運營管理系統(tǒng)(COMTRAC)

1972年新干線崗山樞紐開始使用COMTRAC系統(tǒng)，并在隨后20多年中不斷地開發(fā)和完善。COMTRAC系統(tǒng)是一個功能較為完備的綜合系統(tǒng)，包括運行圖生成與變更，車輛安全與運用、列車運行控制與監(jiān)視、旅客引導信息控制等運營管理功能以及CTC、電力調(diào)度、車輛、接觸網(wǎng)、線路狀態(tài)檢查、災害監(jiān)測等安全功能。

（3）計算機化的安全、維護與運營系統(tǒng)(COSMOS)

1995年東日本鐵路公司成功開發(fā)了COSMOS系統(tǒng)。COSMOS系統(tǒng)利用先進的網(wǎng)絡技術將幾乎所有與運營和安全相關的系統(tǒng)綜合起來，包括計劃生成、運營管理、維護作管理、設備管理、電力控制、中央信息監(jiān)視、車輛管理和車站作業(yè)管理8個子系統(tǒng)，是一種全新概念上鐵路安全、維護與運營系統(tǒng)。

2.2法國TGV列車行車安全保障體系

法國高速鐵路創(chuàng)造了當前世界輪軌系交通的最高試驗速度515.3Km/h，運營速度也達到300--320Km/h，其安全保障體系以TVM--430機車信號自動控制系統(tǒng)為核心，依靠車--地之間可靠的通信將列車、沿線設備和控制中心聯(lián)系起來，還增加了設備監(jiān)測和報警子系統(tǒng)，進一步強化列車運行安全的保障功能。車載設備包括TVM--430機車信號、故障監(jiān)測和診斷裝置、車載局域網(wǎng)等；沿線分布了接觸網(wǎng)電壓監(jiān)測、熱軸監(jiān)測、降雨監(jiān)測、降雪監(jiān)測、大風監(jiān)測、立交橋下落物監(jiān)測等各種監(jiān)測設備；控制中心主要包括行車調(diào)度、電力調(diào)度和中央維護監(jiān)督三部分，并通過網(wǎng)絡傳遞信息。

2.3德國ICE行車安全保障體系

德國高速鐵路不同于日、法兩國，屬客、貨混運型，且隧道約占線路長度的1/3，因此，隧道內(nèi)的行車安全成為其安全保障的重點，除了采用安全監(jiān)測系統(tǒng)外，還制定了嚴格有效的防范措施以及運營措施。德國ICE高速列車在高速線上采用了防災報警系統(tǒng)(MAS90)，其主要特點是利用功能強大的車載故障監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，通過無線通信與地面維修中心構成集行車控制、故障監(jiān)測、維護等功能于一體的行車安全保障體系，除可監(jiān)督線路裝備的運用狀態(tài)外，還可識別和及時報告環(huán)境對行車安全的影響，以及移動設備發(fā)生破損的情況。

3國內(nèi)鐵路安全保障現(xiàn)狀

隨著RITS在我國的發(fā)展，我國在鐵路緊急救援與行車安全領域已經(jīng)進行了初步的研發(fā)，相應技術在鐵路上得到了探索性的應用，其中典型的是滬寧鐵路行車安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括以下幾個子系統(tǒng)：

（1）行車安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全監(jiān)測系統(tǒng)定期、經(jīng)常性地對固定設施、移動設備進行有效的監(jiān)測，建立起“車對地”、“車對車”、“地對車”、“地對地”的行車安全監(jiān)測閉環(huán)系統(tǒng)，使與行車安全有關的裝備處于監(jiān)控之中。

（2）行車安全信息系統(tǒng)：行車安全信息系統(tǒng)由信息采集、傳輸網(wǎng)絡和安全信息管理中心構成。傳輸網(wǎng)絡將采集到的人員操控、設備工況以及環(huán)境狀況等數(shù)據(jù)，傳送到安全信息管理中心，由其對數(shù)據(jù)進行分析和評估，并評定其危險等級，供行車、維修、救援等部門決策。

（3）救援維修支持系統(tǒng)：利用監(jiān)測信息和管理系統(tǒng)，為維修、救援等提供決策支持，并進行維修體制創(chuàng)新。

總體來說，我國對于鐵路安全防災的研究仍停留在局部性和理論性研究階段，尚未形成系統(tǒng)、動態(tài)性的良性局面。而鐵路已有的安全監(jiān)測體系的信息準確性、實時性差，不能滿足鐵路客運專線運營管理的需要。因此，進行全面系統(tǒng)的研究，提出適合與我國鐵路客運專線運營管理模式及自然環(huán)境的安全保障體系方案，是我國鐵路客運專線建設的一個重要環(huán)節(jié)。

4構建石太客運專線安全保障體系

石太客運專線連接河北、山西兩省省會，是全國“四縱四橫”快速客運骨架網(wǎng)之一，是鐵路網(wǎng)“八縱八橫”主通道的重要組成部分，也是我國煤炭運輸?shù)囊粭l主通道，對促進河北、山西兩省區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，對保障國家重點物資運輸都具有十分重要的作用。客運專線全長189.79公里，采用高速鐵路的技術體系：設計為近期兼顧貨運，行車速度200km/h以上，電力牽引，動車組高速列車，SS9中速列車，DJ1貨運機車；采用融資、建設、管理一體化，企業(yè)化經(jīng)營的新模式。

石太客運專線橋梁和隧道所占的比例比較大，僅隧道就占總里程的39.3%，且地質(zhì)情況多變，技術復雜，安全問題也隨之加?。海?）客運專線運行速度高，行車密度大，對控制設備的依賴性大大增加，對線、橋、隧和通信信號等基礎設備設施要求也更加嚴格；（2）客運專線沿線自然環(huán)境、地理環(huán)境的變化將會給行車安全造成嚴重影響，且客運專線的事故往往涉及到人員傷亡；（3）石太客運專線設計初期采用客貨混行，其行車組織影響因素較多，存在著很多不安全因素。

4.1運用系統(tǒng)工程的理論

系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術方法，它從系統(tǒng)整體出發(fā)，根據(jù)總體目標的需求，以計算機為工具，綜合集成自然科學、工程技術、社會科學、管理學、經(jīng)濟學等領域的知識和技術，進行系統(tǒng)研究和建設。

目前，我國普通鐵路在車、機、工、電等方面都開發(fā)了相應的安全保障系統(tǒng)，如自動停車裝置、熱軸監(jiān)測系統(tǒng)、滑坡監(jiān)測系統(tǒng)等等，然而大多數(shù)安全保障技術卻沒有完全實現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)，基本上處于各自為政的局面。石太客運專線安全保障體系涉及到高速列車的機車車輛、弓網(wǎng)關系、供變電、線路軌道結構和橋梁隧道、運輸組織、列車控制、行車指揮、設備維修養(yǎng)護、環(huán)境監(jiān)測、現(xiàn)代化檢測技術、動力學、機電一體化等高新技術以及管理人員和管理理念等，是以現(xiàn)代化高新科技為依托的復雜的系統(tǒng)工程。

運用系統(tǒng)工程的理論和方法，分析研究石太客運專線生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)以及客運專線技術的各個方面，可以將石太客運專線安全保障體系認為是人(人員)--機(設備)--環(huán)(環(huán)境)--管（管理）四為一體的系統(tǒng)，即一個以“管理”為中樞、“人”為核心、“機”為基礎、“環(huán)境”為條件組成的總體性的安全保障體系。

（1）人員因素：在石太客運專線生產(chǎn)和運營中，安全管理的各項規(guī)章制度和措施，最終都要落實到管理人員身上。根據(jù)安全相關理論，人的差錯率在10-2--10-3左右；有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)也表明，在1989--1998年間，我國鐵路由于人為因素造成的行車重大、大事故占事故總數(shù)的42.2%；如2006年4月11日兩輛列車在京九鐵路廣東境內(nèi)發(fā)生的追尾事故，造成20余名旅客和工作人員受傷，列車機車受損，主要原因也是機車乘務員違章作業(yè)造成的。因此，“人”是安全保障體系的核心，管理人員和生產(chǎn)人員對待安全工作的態(tài)度和具體行為，將直接影響到客運專線的安全狀況。

（2）設備因素：設備的差錯率一般遠低于人的差錯率。但是由于客運專線設備多且復雜，設備數(shù)量基數(shù)大，導致其發(fā)生事故概率也較大；而且客運專線運行速度高，行車密度大，對控制設備的依賴性和對線、橋、隧、機車和通信信號等基礎設備設施要求也更加嚴格。石太客運專線所保障的是人身安全，因此其設備設施是安全的基礎保障。

（3）環(huán)境因素：外界自然環(huán)境（風、雨、雪、洪水、地震、滑坡、泥石流等）的異常變化，會危及客運專線的行車安全，并誘發(fā)安全事故。如大風會破壞列車的車體，積雪將影響道岔的正常工作；又如2006年4月12日T70次列車被困烏魯木齊“百里風區(qū)”沙塵暴將近33小時。石太客運專線要追求“零事故率”，必須考慮環(huán)境因素，尤其是惡劣氣候?qū)瓦\專線運行的影響，建立災害快速反應系統(tǒng)，突出客運專線在災害天氣下運輸?shù)膬?yōu)越性。

（4）管理因素：“人”、“機”、“環(huán)境”往往是造成事故的直接原因，而“管理”看似是間接原因，但追根溯源卻是根本的、本質(zhì)的原因。石太客運專線安全保障體系只有在管理要素的作業(yè)下，與“人”、“機”、“環(huán)境”的有機結合下，才能保障客運專線的安全。

4.2安全保障體系的基本框架

運用系統(tǒng)工程的理論，借鑒國外高速鐵路運行安全保障的成功經(jīng)驗，結合客運專線安全因素分析，構建石太客運專線安全保障體系的基本框架如下圖所示：

圖1石太客運專線安全保障體系框架圖

（1）基礎設施安全技術子系統(tǒng)是石太客運專線安全運營的基礎保障，包括輪軌系安全、列車機車安全、列車制動安全、牽引供電及弓網(wǎng)安全和路線、橋梁、隧道設計及施工安全。主要應用國內(nèi)外相關的先進技術對基礎設施和設備設計、建設的安全技術進行管理，對機車、車輛、線路等行車過程中的執(zhí)行“元件”實行安全控制以保障石太客運專線的安全，即實現(xiàn)石太客運專線的硬件設施的安全可靠。

（2）綜合安全保障子系統(tǒng)以人的管理為核心的，集成環(huán)境控制、設施設備監(jiān)測與診斷、自然環(huán)境等監(jiān)控，以及風險預測、緊急事件處理和管理的綜合系統(tǒng)。通過行之有效的行車調(diào)度指揮，對行車有關的固定設施、移動設施進行實時監(jiān)測，并對外界的自然環(huán)境進行監(jiān)控、預測和防治，建立事故應急處理、救援應急預案以保證石太客運專線運行的安全。

（3）安全評估子系統(tǒng)對石太客運專線的安全保障系統(tǒng)進行評估、預測并找出系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，對事故預防工作做指導；對安全工作情況進行監(jiān)督考核，通過一系列的獎懲機制切實保障石太客運專線的安全；對發(fā)生的事故安全問題進行科學分析和總結，找出應對方法并提出改進方案。

5結論與建議

石太客運專線安全保障體系是一個集成基礎設備設施、安全技術硬件系統(tǒng)和人員、管理軟件系統(tǒng)的復雜大系統(tǒng)。目前，客運專線相關的工藝和技術已日趨成熟，因此在管理理念、管理人員選擇、管理制度制定、安全文化建設等軟環(huán)境方面就顯得尤為重要。

（1）健全安全管理制度

安全規(guī)章制度是對各項安全管理工作所作的規(guī)定，是全體管理人員和基層操作人員在安全方面的行動準則，也是石太公司規(guī)章制度的重要組成部分。石太客運專線應制定系統(tǒng)的安全制度，規(guī)定組織、管理和技術方面的安全要求，使各級管理人員在安全工作中做到有章可循，使安全工作做到統(tǒng)一行動、統(tǒng)一指揮，最大限度的預防各類事故的發(fā)生，保證客運專線的正常運行。

（2）強化風險預警機制研究

客運專線行車事故和影響行車的自然災害（風、雪、雨、洪水、地震等）一旦發(fā)生，將有可能造成重大人員傷亡、設備損壞、經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響。石太客運專線應建立對風險事故的研究，對風險進行等級合理的劃分，并根據(jù)風險等級制定一系列的應急救援預案，最大限度減少事故帶來的經(jīng)濟損失和社會影響。

（3）加強以人為本的安全生產(chǎn)文化建設

客運專線要把安全生產(chǎn)提高到安全文化的戰(zhàn)略高度來認識，突出“以人為本”的原則，提高企業(yè)的安全生產(chǎn)管理水平，構建具有客運專線特色的企業(yè)文化，使石太公司管理人員從安全生產(chǎn)的深層次觀察問題、思考問題，把安全生產(chǎn)諸要素通過機制形成責任鏈條，突出人在安全載體中的潤滑調(diào)整作用，強化了職工的責任意識和危機意識，激活了人這一安全主體的原動力。

（北京交通大學交通運輸學院，唐會）

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