2004世界軌道交通論壇
鐵路是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈和大眾化的交通工具,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中起著舉足輕重的作用。鐵路運(yùn)輸必須保證廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。中國(guó)鐵路認(rèn)真貫徹黨中央、國(guó)務(wù)院一系列關(guān)于安全生產(chǎn)的指示,嚴(yán)格執(zhí)行《安全生產(chǎn)法》,貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針,不斷加強(qiáng)安全管理、提高職工素質(zhì)、強(qiáng)化技術(shù)裝備,牢固夯實(shí)安全基礎(chǔ),在保證運(yùn)輸安全方面取得了明顯成效?,F(xiàn)對(duì)中國(guó)鐵路運(yùn)輸安全狀況、管理及技術(shù)發(fā)展作一綜述。
中國(guó)鐵路運(yùn)輸安全簡(jiǎn)況
全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程為7.30萬(wàn)km,其中,復(fù)線鐵路2.47萬(wàn)km,電氣化鐵路1.88萬(wàn)km。2003年,完成旅客周轉(zhuǎn)量4788.61億人•km、貨物總周轉(zhuǎn)量17246.65億t•km,中國(guó)已成為世界上鐵路運(yùn)輸效率最高的國(guó)家。
為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)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(xù)在既有線進(jìn)行了5次大面積提速,在客貨混線運(yùn)行的條件下,列車運(yùn)行速度大幅度提高、列車密度進(jìn)一步加大、重載列車比例增加。特別是鐵道部根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的要求,實(shí)施鐵路跨越式發(fā)展戰(zhàn)略,在2004年4月實(shí)施了第五次大面積提速,在中國(guó)鐵路大范圍開行了持續(xù)按時(shí)速160km運(yùn)行1000余km的直達(dá)特快旅客列車,大部分區(qū)段的貨車牽引重量提高到5000t,部分區(qū)段開行了萬(wàn)噸重載貨物列車,列車追蹤間隔時(shí)間最短為7min。
在5次大面積提速的實(shí)施過程中,鐵路部門堅(jiān)持把確保運(yùn)輸安全作為最核心、最根本的前提,不斷改進(jìn)安全管理,完善規(guī)章制度,提高基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)裝備質(zhì)量,強(qiáng)化人員培訓(xùn),運(yùn)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(yùn)輸安全保持了相對(duì)穩(wěn)定,行車事故件數(shù)、事故率、道口事故件數(shù)呈逐年下降的趨勢(shì)。特別是第五次大面積提速的實(shí)施,在運(yùn)輸安全面臨前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)下,鐵路部門在安全基礎(chǔ)建設(shè)上堅(jiān)持“規(guī)范管理、強(qiáng)基達(dá)標(biāo)”,針對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)力發(fā)展的一系列新變化、新要求,努力在強(qiáng)化基層安全管理、強(qiáng)化管理基礎(chǔ)、強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)和強(qiáng)化職工作業(yè)基本功上下功夫,進(jìn)一步建立健全了安全責(zé)任體系和安全責(zé)任落實(shí)機(jī)制,提高了安全技術(shù)保障水平,既保證了提速安全的持續(xù)穩(wěn)定,又促進(jìn)了安全管理的有效加強(qiáng)。
中國(guó)鐵路運(yùn)輸安全的基礎(chǔ)
鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩A(chǔ)包括:管理基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、人員素質(zhì)和基層單位(見圖4)。 全路安全生產(chǎn)形勢(shì)基本穩(wěn)定的事實(shí)說明,只要持之以恒地加強(qiáng)安全基礎(chǔ)建設(shè),強(qiáng)化安全管理、不斷提高人員素質(zhì)和設(shè)備質(zhì)量,保持安全穩(wěn)定是完全可能的。實(shí)施“規(guī)范管理、強(qiáng)基達(dá)標(biāo)”八字方針,主要從強(qiáng)化管理基礎(chǔ)、強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)、提高人員素質(zhì)、強(qiáng)化基層4個(gè)方面入手。
(1)強(qiáng)化管理基礎(chǔ)。以《技規(guī)》為基礎(chǔ),建立和完善規(guī)章制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等管理程序,及時(shí)根據(jù)運(yùn)輸組織變化、新技術(shù)、新設(shè)備的采用,修訂和完善各項(xiàng)規(guī)章制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)規(guī)章制度體系標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)安全管理標(biāo)準(zhǔn)化;建立和完善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)程序,建立和健全崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。
(2)強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)。全路以實(shí)施提速為龍頭,不斷加大設(shè)備投入。經(jīng)過5次提速,提速線路基本實(shí)現(xiàn)了線路無(wú)縫化、軌道結(jié)構(gòu)重型化、道口立交化、維修施工機(jī)械化,設(shè)備基礎(chǔ)整體躍上了新臺(tái)階。其他線路按照分等級(jí)達(dá)標(biāo)的要求,通過集中整治和加強(qiáng)日常維修,設(shè)備基礎(chǔ)也得到了加強(qiáng)。通過加快機(jī)車車輛裝備更新速度,統(tǒng)一機(jī)車信號(hào)低頻信息碼,建成DMIS系統(tǒng),電氣集中、自動(dòng)閉塞、通用式機(jī)車信號(hào)、400兆無(wú)線列調(diào)等設(shè)備的裝備率大幅度提高,行車設(shè)備質(zhì)量和檔次不斷提升。通過科學(xué)系統(tǒng)地制訂修程修制,機(jī)車車輛實(shí)施專業(yè)化、集中修,加強(qiáng)檢修基地建設(shè);基礎(chǔ)設(shè)施推行“天窗修”制度,保證了行車設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。
(3)提高人員素質(zhì)。結(jié)合提速的需要加大了全路職工培訓(xùn)力度。每個(gè)職工每?jī)赡暧幸淮尾簧儆?0個(gè)工作日的脫產(chǎn)培訓(xùn),提高了職工適應(yīng)新設(shè)備、新技術(shù)、新要求的能力;每?jī)赡杲M織一次行車工種“練功比武”活動(dòng);采取脫產(chǎn)和業(yè)余相結(jié)合的方式,加強(qiáng)學(xué)歷教育;運(yùn)用多種形式,加強(qiáng)安全教育和職業(yè)道德教育;加強(qiáng)培訓(xùn)基地建設(shè),培訓(xùn)設(shè)施和手段有了很大改善,培訓(xùn)內(nèi)容和方法的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,促進(jìn)了職工實(shí)際操作技能和非正常情況下應(yīng)急處理能力的提高。
(4)強(qiáng)化基層。依據(jù)《安全生產(chǎn)法》,對(duì)基層站段保證安全生產(chǎn)的必要投入,不斷改善安全生產(chǎn)條件;配齊配強(qiáng)安全生產(chǎn)管理人員;進(jìn)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(yōu)質(zhì)站段、標(biāo)準(zhǔn)化車間和自控型班組的創(chuàng)建和考評(píng)活動(dòng)。明確站段安全工作標(biāo)準(zhǔn)、崗位責(zé)任,完善崗位責(zé)任制考評(píng)機(jī)制,促使各項(xiàng)規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)在基層得到認(rèn)真貫徹。
鐵路運(yùn)輸安全管理體系
責(zé)任體系
鐵道部作為鐵路運(yùn)輸行業(yè)的政府主管部門,主要的職責(zé)為:①制定鐵路部門安全生產(chǎn)的政策和規(guī)章,確定安全生產(chǎn)的目標(biāo)和規(guī)劃,制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)設(shè)備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);制定鐵路運(yùn)輸從業(yè)人員崗位資格標(biāo)準(zhǔn)。②監(jiān)督檢查國(guó)家和鐵道部制定的有關(guān)安全生產(chǎn)的政策與法律法規(guī)、規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況并依檢查情況進(jìn)行處理;組織研究、鑒定和推廣安全生產(chǎn)新技術(shù)裝備;對(duì)重大事故進(jìn)行調(diào)查、認(rèn)定、分析和處理;對(duì)安全生產(chǎn)進(jìn)行檢查、監(jiān)督和考核。③為運(yùn)輸企業(yè)提供安全理論、政策、工作思路和安全信息的指導(dǎo)與服務(wù)。
依據(jù)《安全生產(chǎn)法》、《鐵路法》,鐵路運(yùn)輸企業(yè)是安全生產(chǎn)的主體,在鐵道部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,企業(yè)內(nèi)部全面建立安全生產(chǎn)責(zé)任體系,根據(jù)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的體制和特點(diǎn),安全生產(chǎn)責(zé)任體系主要體現(xiàn)在逐級(jí)負(fù)責(zé)、分工負(fù)責(zé)、專業(yè)負(fù)責(zé)、崗位負(fù)責(zé)4個(gè)方面。安全生產(chǎn)責(zé)任體系框圖(見圖5)。
監(jiān)督保證體系
為實(shí)施安全生產(chǎn)監(jiān)督,在鐵道部、鐵路局、鐵路分局三級(jí)機(jī)構(gòu)中,均設(shè)立了安全監(jiān)察部門,負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查和行車事故、路外傷亡事故調(diào)查處理工作。全路還認(rèn)真借鑒國(guó)際上實(shí)行外部(異體)監(jiān)督的做法和工程監(jiān)理實(shí)行異體監(jiān)督的原理,改革傳統(tǒng)的安全監(jiān)察體制,在加大外部監(jiān)督力度方面取得了突破。鐵道部實(shí)行了安全監(jiān)察特派員制度,由鐵道部直接派出安全監(jiān)察特派員,在6個(gè)地區(qū)設(shè)立辦事處,對(duì)各鐵路局實(shí)行安全監(jiān)督
幾年來(lái),各安全監(jiān)察特派員辦事處在加強(qiáng)安全檢查監(jiān)督、搞好事故調(diào)查剖析、開展調(diào)查研究方面做了大量工作,發(fā)揮了重要作用,有效地加大了對(duì)各鐵路局的安全監(jiān)督力度,同時(shí)也為鐵道部決策提供了很多有價(jià)值的信息和建議。各鐵路局也在改革安全監(jiān)督體制上進(jìn)行了探索,有的成立了安全監(jiān)察大隊(duì),有的在各地區(qū)派駐了安全監(jiān)察辦事處,有效地加大了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的監(jiān)察力度。一些鐵路分局也組建了安全監(jiān)察大隊(duì)。各級(jí)安全監(jiān)督的力量明顯增加。安全監(jiān)督體制的改革,擴(kuò)大了安全監(jiān)督的覆蓋面,加大了監(jiān)督檢查力度,提高了監(jiān)督檢查的質(zhì)量。
鐵路運(yùn)輸安全監(jiān)控技術(shù)
行車安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)由行車安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、安全信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、安全信息管理子系統(tǒng)和事故救援應(yīng)急處理子系統(tǒng)4個(gè)子系統(tǒng)組成,形成“車對(duì)地”、“地對(duì)車”、“車對(duì)車”、“地對(duì)地”全方位動(dòng)態(tài)立體綜合監(jiān)測(cè)。
行車安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
行車安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息源點(diǎn)。
(1)機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置。在列車運(yùn)行中,裝置不斷測(cè)定機(jī)車速度、機(jī)車信號(hào)狀態(tài),并調(diào)出存儲(chǔ)器中預(yù)先存好線路參數(shù),計(jì)算出列車距前方信號(hào)的距離,再根據(jù)當(dāng)時(shí)地面信號(hào),機(jī)車設(shè)備狀態(tài),實(shí)時(shí)計(jì)算出允許列車運(yùn)行的最高限制速度,監(jiān)控列車運(yùn)行。及時(shí)以顯示字符和語(yǔ)音提示通知司機(jī)采取措施,當(dāng)確認(rèn)列車超速或有可能冒進(jìn)信號(hào),而司機(jī)沒有采取相應(yīng)的措施時(shí),裝置將發(fā)出卸載或常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)等命令,使列車減速甚至停車,確保行車安全。
(2)車輛運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過安裝在軌道上的傳感器,可在較快行車速度下測(cè)量車輛的減載率、脫軌系數(shù)、軸向力、超載、偏載、車輪擦傷,綜合評(píng)判車輛運(yùn)行狀態(tài)。
(3)貨車裝載狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(安全門)??蓹z測(cè)過往貨車全斷面限界、車門的開閉狀態(tài)、施封鎖狀態(tài)、超載、 偏載情況等,與車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、TMIS系統(tǒng)集成整合,自動(dòng)產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信息、報(bào)警信息和統(tǒng)計(jì)信息。
(4)調(diào)車作業(yè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集信息,與預(yù)先輸入接受的調(diào)車鉤計(jì)劃自動(dòng)校驗(yàn), 控制調(diào)車作業(yè)過程,防止調(diào)車作業(yè)時(shí)發(fā)生超速、撞車擋和擠岔等中間站調(diào)車事故。
(5)道岔狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)在信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,增加道岔機(jī)械特性監(jiān)測(cè)功能, 實(shí)時(shí)記錄列車運(yùn)行時(shí)道岔尖軌及可動(dòng)心軌的位移數(shù)據(jù),道岔的定、反位密貼情況,監(jiān)測(cè)道岔轉(zhuǎn)換力、密貼力大小,自動(dòng)形成報(bào)警信息和有關(guān)報(bào)表,及時(shí)向維修人員報(bào)警,防止事故發(fā)生。
(6)多方向接發(fā)列車安全聯(lián)控輔助系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)填記行車日志,將列車運(yùn)行方向、列車進(jìn)路占用顯示、崗位應(yīng)答狀況等信息結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)一次輸入,多崗位、多工種實(shí)時(shí)信息共享,相互聯(lián)控,計(jì)算機(jī)自動(dòng)報(bào)警,防止列車接錯(cuò)股道、方向。
(7)軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元(晃車儀)。安裝在機(jī)車上。主要功能是對(duì)里程標(biāo)、機(jī)車速度、加速度值(垂直、水平)、超限值進(jìn)行全程記錄,實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)通過車載無(wú)線傳輸系統(tǒng)以短消息的形式發(fā)送至地面基站,及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路異常情況,記錄的檢測(cè)數(shù)據(jù)以轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式下載到地面數(shù)據(jù)服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)單位信息共享。
(8)機(jī)車信號(hào)檢測(cè)記錄儀。利用機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置采集的運(yùn)行速度、里程、時(shí)間等信息,檢測(cè)機(jī)車信號(hào)感應(yīng)器的感應(yīng)電壓信號(hào),通用式機(jī)車信號(hào)主機(jī)狀態(tài),移頻頻率等信息,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因和故障點(diǎn)。
(9)機(jī)車故障檢測(cè)系統(tǒng)。把機(jī)車微機(jī)記錄系統(tǒng)記錄的機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)完整地記錄下來(lái), 對(duì)記錄的數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行分析,早期診斷機(jī)車故障,減少或避免機(jī)破、臨修。
(10)紅外線軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在原有紅外線軸溫監(jiān)測(cè)裝置上添加車號(hào)識(shí)別設(shè)備,使紅外線軸溫跟蹤、 熱軸預(yù)報(bào)與車次、車號(hào)相對(duì)應(yīng),實(shí)現(xiàn)列車的軸溫全過程跟蹤。
(11)新型軌道檢測(cè)車。通過軌道檢測(cè)車的定期巡檢,采集軌道狀態(tài)參數(shù), 由計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)處理模型,判定線路狀況,為工務(wù)養(yǎng)護(hù)線路提供參考。
安全信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將沿線分散的、 由各專業(yè)部門獨(dú)立管理的各類安全檢測(cè)信息集成整合,實(shí)現(xiàn)信息資源共享。
安全信息管理子系統(tǒng)
開發(fā)出一組應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)安全報(bào)警管理、預(yù)警管理、事故管理、 綜合查詢、報(bào)表生成、統(tǒng)計(jì)分析等功能,為與行車安全直接相關(guān)的各級(jí)管理決策部門和作業(yè)部門提供電子化安全監(jiān)測(cè)與管理信息服務(wù)。
事故救援應(yīng)急處理子系統(tǒng)
系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用列車運(yùn)行、氣象情況、地形地貌、 動(dòng)態(tài)圖像傳輸及事故救援預(yù)案庫(kù)等技術(shù),為事故、災(zāi)害快速救援的決策及實(shí)施提供支持,以便盡快恢復(fù)行車,降低損失。
鐵路應(yīng)急救援體系作為國(guó)家專業(yè)應(yīng)急救援體系的一個(gè)分支,納入全國(guó)安全生產(chǎn)應(yīng)急救援體系之中。
結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期,中國(guó)鐵路面臨著極其難得的發(fā)展機(jī)遇。黨中央、國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)高度重視鐵路工作,大力支持鐵路發(fā)展,鐵路跨越式發(fā)展戰(zhàn)略正在穩(wěn)步推進(jìn)。實(shí)施內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn),全路第六次大面積提速,既有線部分區(qū)段旅客列車運(yùn)行速度將達(dá)到時(shí)速200km,建設(shè)客運(yùn)專線,發(fā)展高速、重載列車,努力提升運(yùn)輸能力,運(yùn)輸安全的核心保證地位更加突出。為實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸安全持續(xù)穩(wěn)定的目標(biāo),鐵路部門的戰(zhàn)略措施是:
(1)健全和完善鐵路安全法律法規(guī)。重點(diǎn)推進(jìn)《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》和《鐵路交通事故處理?xiàng)l例》的立法工作,逐步建立起保護(hù)鐵路運(yùn)輸安全的法律法規(guī)體系。
(2)全面建立和完善運(yùn)輸安全基礎(chǔ)保障體系和安全生產(chǎn)長(zhǎng)效管理機(jī)制,努力實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸安全管理的科學(xué)化、規(guī)范化。大力實(shí)施“科技興安”戰(zhàn)略,研制開發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)的安全技術(shù)裝備,逐步完善集監(jiān)測(cè)、控制、管理、維修于一體的鐵路行車安全技術(shù)保障體系,逐步實(shí)現(xiàn)鐵路安全技術(shù)裝備的現(xiàn)代化。
(3)快速提高行車技術(shù)裝備水平。按照“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”的原則,積極采用滿足時(shí)速200km運(yùn)行安全條件的客運(yùn)移動(dòng)設(shè)備。到2005年底,6大干線全部建成“提速安全標(biāo)準(zhǔn)線”,并達(dá)到“十全”的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),即:全部采用超長(zhǎng)無(wú)縫鋼軌;全部采用Ⅱ型或Ⅲ型軌枕;全線采用一級(jí)道砟;全部更換Ⅰ型或Ⅱ型道岔;全部實(shí)現(xiàn)道口立交化;全部實(shí)現(xiàn)線路封閉、建成內(nèi)灌外喬林帶;全部完成自動(dòng)閉塞四顯示改造;全部統(tǒng)一機(jī)車信號(hào)低頻信息碼;全部建成DMIS系統(tǒng);全部建成“地對(duì)地、地對(duì)車、車對(duì)地”安全監(jiān)控體系。
(4)建立健全鐵路應(yīng)急救援體系,并納入國(guó)家安全生產(chǎn)救援體系中。大力提高救援設(shè)備水平和救援隊(duì)伍快速反應(yīng)能力,力爭(zhēng)將事故損失降低到最低程度。
作者:鐵道部安全監(jiān)察司 司長(zhǎng)
中國(guó)鐵路行車安全技術(shù)保障體系的創(chuàng)新與實(shí)踐
行車安全是關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全和鐵路企業(yè)形象的大事,也是關(guān)系到國(guó)家利益和鐵路生存與發(fā)展的大事,一直受到全路的密切關(guān)注。近年來(lái),中國(guó)鐵路各有關(guān)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(guī)章制度,形成了各級(jí)抓安全、人人講安全的局面,使行車事故總數(shù),特別是險(xiǎn)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(shù)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(shù)量在大大減少,但每次事故的直接經(jīng)濟(jì)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(fā)生已越來(lái)越引起全國(guó)公眾的關(guān)注?,F(xiàn)介紹確保行車安全的正確技術(shù)路線、行車安全技術(shù)保障體系的創(chuàng)新及其關(guān)鍵技術(shù)。
確保行車安全的正確技術(shù)路線
1997年春夏季,在大秦線連續(xù)發(fā)生的2起嚴(yán)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(xù)發(fā)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(guī)模的貨物列車脫軌研究與試驗(yàn)。試驗(yàn)研究表明,貨車列車脫軌的主要原因在于線路設(shè)備與貨車車輛本身的技術(shù)狀態(tài)不良,在綜合因素作用下造成輪軌間橫向作用力、脫軌系數(shù)、輪重減載率等安全指標(biāo)惡化引起脫軌。這些不良技術(shù)狀態(tài)包括:線路的整體軌枕板橫向阻力太??;線路上新鋪設(shè)的鋼軌在干燥條件下輪軌間摩擦系數(shù)急劇上升,造成脫軌系數(shù)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(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈引起脫軌系數(shù)急劇上升等。說明隨著中國(guó)鐵路運(yùn)輸向客運(yùn)提速,貨運(yùn)重載方向發(fā)展,列車的運(yùn)行條件也逐步發(fā)生變化,速度提高了,密度加大了,牽引載重增加了,由此產(chǎn)生了在輪軌間動(dòng)力作用發(fā)生變化的條件下如何保證安全運(yùn)行的重要問題。如果單靠人工監(jiān)控,在復(fù)雜的操縱、運(yùn)行條件下,由于人的生理、心理狀態(tài)的局限,根本無(wú)法顧及這些參數(shù)的監(jiān)控,尤其是在目前條件下希望要對(duì)每一列車中的每一輛車,對(duì)整條線路的每一區(qū)段均要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)與控制,只能采用以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的可靠的技術(shù)裝備作為主要手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的安全性監(jiān)控。因此,采用先進(jìn)的安全技術(shù)裝備來(lái)確保行車安全是唯一的、正確的技術(shù)路線。
鐵路行車安全技術(shù)保障體系的創(chuàng)新
隨著中國(guó)鐵路既有線的大面積提速,重載列車的普遍開行及客運(yùn)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(zhuǎn)向整體安全,安全參數(shù)的監(jiān)控由點(diǎn)式靜態(tài)觀測(cè)轉(zhuǎn)向連續(xù)式動(dòng)態(tài)監(jiān)控,數(shù)據(jù)的傳輸和分析由以人工為主向以計(jì)算機(jī)為主的現(xiàn)代設(shè)備手段轉(zhuǎn)變,建立統(tǒng)一的行車安全技術(shù)保障體系勢(shì)在必然。
但是,中國(guó)鐵路的特點(diǎn)又與世界各國(guó)鐵路有所不同,中國(guó)鐵路基本上全是客貨混運(yùn)的線路,在主要干線上客貨運(yùn)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(yùn)輸密度相當(dāng)高,線路“天窗”維修時(shí)間相當(dāng)緊張。中國(guó)鐵路這一特點(diǎn)決定了鐵路行車安全技術(shù)保障體系有其獨(dú)特之處,不僅具有各國(guó)鐵路安全技術(shù)保障體系均具備的高效可靠、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速、管理系統(tǒng)化等特點(diǎn),而且需要?jiǎng)?chuàng)新地建立一個(gè)動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),能通過移動(dòng)的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)線路任一點(diǎn)的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè);通過地面安全監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)通過線路的每一節(jié)車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè);通過車載安全設(shè)備對(duì)機(jī)車車輛本身進(jìn)行連續(xù)式動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);通過地面監(jiān)測(cè)設(shè)備能對(duì)隧道、橋梁、平交道口、線路特殊區(qū)段進(jìn)行連續(xù)式動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),由此,建立一個(gè)“車對(duì)地”,“地對(duì)車”,“車對(duì)車”(車載監(jiān)測(cè)),“地對(duì)地”(地面監(jiān)測(cè))相互環(huán)鏈、相互匹配的綜合行車安全技術(shù)保障體系。
車輛運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(“地對(duì)車”監(jiān)測(cè))
確保提速列車安全的關(guān)鍵問題是如何控制5000t重載列車的良好技術(shù)狀態(tài),使其對(duì)線路不產(chǎn)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(xué)研究院與上海鐵路局合作研制的車輛運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了“地對(duì)車”的安全監(jiān)控目標(biāo)。
該系統(tǒng)通過檢測(cè)一定時(shí)段內(nèi)輪軌作用的垂直力和水平力及其連續(xù)變化的波形,得出車輛的車軸橫向力、軸脫軌系數(shù)、輪重減載率等動(dòng)力學(xué)參數(shù)及變化特性,從而對(duì)車輛運(yùn)行安全性進(jìn)行評(píng)判,識(shí)別運(yùn)行狀態(tài)不良危及安全的車輛,以便將其摘除。同時(shí),該裝備還能檢測(cè)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(jiān)測(cè)每一輛車的總重、軸重、輪重,識(shí)別車輛的超偏載,并具有車號(hào)自動(dòng)識(shí)別功能。所有安全參數(shù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果能通過服務(wù)器及TMIS生產(chǎn)網(wǎng)、各級(jí)局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)送到鐵路分局、鐵路局及鐵道部安全監(jiān)控中心,并能對(duì)超限數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)時(shí)報(bào)警。
該系統(tǒng)在京滬線的安亭、鎮(zhèn)江、蚌埠、利園、夾溝,崮山、晏城、廊坊站共8個(gè)站安裝8套,通過3年的試運(yùn)行,監(jiān)測(cè)貨車總數(shù)已超過50萬(wàn)輛,取得良好的效果。2004年鐵道部計(jì)劃在全國(guó)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(shù)判別限度,在第六次大提速中將全面執(zhí)行。
機(jī)車故障診斷、客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)(“車對(duì)車”車載監(jiān)測(cè))
第五次大提速新配置的135臺(tái)機(jī)車(DF11G,SS7E,SS9)及858輛客車(25T、龐巴迪)除了對(duì)走行部強(qiáng)化了可靠性設(shè)計(jì)外,還全部安裝了列車超速防護(hù)監(jiān)測(cè)裝置,機(jī)車故障診斷系統(tǒng)和客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了用車載設(shè)備對(duì)提速旅客列車進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)控的目標(biāo)。
列車超速防護(hù)裝置俗稱機(jī)車黑匣子,已在前4次大提速中發(fā)揮重大作用,第五次大提速中提速機(jī)車均裝備了列車超速防護(hù)裝置。
機(jī)車故障診斷系統(tǒng)由安裝在機(jī)車上的車載故障診斷儀及機(jī)車故障專家診斷系統(tǒng)組成,對(duì)機(jī)車實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。故障診斷儀接在機(jī)車微機(jī)系統(tǒng)的重聯(lián)口上,可以記錄各類型機(jī)車運(yùn)行的全部52種數(shù)據(jù)。在記錄數(shù)據(jù)的同時(shí),進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷,每秒監(jiān)測(cè)18種重要故障信息,包括主發(fā)電機(jī)、柴油機(jī)、牽引電機(jī)、增壓器、燃油泵、熱交換器等部件故障,診斷結(jié)果存入ROM,通過2個(gè)RS232接口分別送到機(jī)車的司機(jī)一、二室的故障顯示屏上,超限時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。機(jī)車的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與地面間的相互通信用公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)及無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù),也可用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(GSM-R)實(shí)現(xiàn)。故障專家診斷系統(tǒng)能根據(jù)診斷儀的數(shù)據(jù)及機(jī)車運(yùn)行性能的變化趨勢(shì),作出準(zhǔn)確故障診斷,甚至還能事先發(fā)現(xiàn)處于萌芽狀態(tài)的故障,為機(jī)車運(yùn)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(jī)車上采用,取得了良好效果,現(xiàn)已通過部技術(shù)評(píng)審進(jìn)一步擴(kuò)大推廣。
客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)俗稱客車黑匣子,該系統(tǒng)由鐵道部科學(xué)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(shù)審查,擴(kuò)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(tǒng)。
該系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)提速客車運(yùn)行狀態(tài)的安全監(jiān)控,對(duì)危及行車安全的轉(zhuǎn)向架蛇行,輪對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)、減振系統(tǒng)工作狀態(tài)、制動(dòng)系統(tǒng),車電系統(tǒng)、車輛防滑器等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、預(yù)警,利用多種通信方式將記錄的車輛狀態(tài)信息通過通訊衛(wèi)星(GPS)與因特網(wǎng)導(dǎo)入地面的數(shù)據(jù)庫(kù),并實(shí)現(xiàn)雙向通信,根據(jù)相應(yīng)的歷史記錄及專家系統(tǒng),為車輛維修管理提供指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)車輛安全運(yùn)行。
客車行車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)采用Lonworks兩級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),列車網(wǎng)的兩路(A/B)動(dòng)態(tài)熱備份,通過列車網(wǎng)連接器連接同一列車上不同車廂,而車廂網(wǎng)連接同一車廂內(nèi)不同功能級(jí)監(jiān)測(cè)診斷子系統(tǒng)。列車網(wǎng)與車廂網(wǎng)通過車廂網(wǎng)關(guān)互連。各功能級(jí)監(jiān)測(cè)診斷子系統(tǒng)為基本單元,擔(dān)負(fù)車輛各部件或功能的監(jiān)測(cè)或診斷。列車管理器是一臺(tái)具有聯(lián)網(wǎng)功能的工控機(jī),通過列車總線與各車廂網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng),各功能監(jiān)測(cè)診斷子系統(tǒng)通過車廂網(wǎng)關(guān)與列車總線通信,列車管理器通過車上移動(dòng)通訊終端與通信衛(wèi)星及因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)與地面通信,還通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)車地?cái)?shù)據(jù)傳輸,并能通過短信發(fā)送裝置(手機(jī))及時(shí)向有關(guān)人員或部門發(fā)送系統(tǒng)重要報(bào)警信息。列車的數(shù)據(jù)信息可下載到地面數(shù)據(jù)庫(kù)專家系統(tǒng),由專家系統(tǒng)對(duì)事件或數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理、查詢、二次診斷,指導(dǎo)車輛檢修與動(dòng)態(tài)管理,也可通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源共享。
新型軌檢車及機(jī)車車載軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置(“車對(duì)地”監(jiān)測(cè))
新型快速軌檢車是檢查提速線路軌道狀態(tài),保證行車安全,指導(dǎo)軌道維修的關(guān)鍵動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備。中國(guó)自主設(shè)計(jì)研制的GJ-4型快速軌檢車采用了慣性基準(zhǔn)原理代替了以往的弦測(cè)法,提高了精度,能在160km/h運(yùn)行速度下測(cè)出高低、水平、軌向、三角坑、曲線超高、曲率等軌道幾何參數(shù),并可利用計(jì)算機(jī)對(duì)空間曲線轉(zhuǎn)換成2.5m、5m、15m等不同弦長(zhǎng)的波形,便于現(xiàn)場(chǎng)用弦繩測(cè)量軌道狀態(tài)時(shí)進(jìn)行核對(duì)。GJ-4軌檢車還采用多項(xiàng)高新測(cè)試技術(shù),如捷聯(lián)式檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),替代了組合式檢測(cè)系統(tǒng),將所有傳感器信號(hào)經(jīng)模擬處理直接由A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),進(jìn)行信息處理,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。采用了半導(dǎo)體、激光器、伺服跟蹤控制器、陀螺傳感器、加速度補(bǔ)償器、光電編碼器等高新技術(shù),車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用雙微機(jī)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集與處理,自動(dòng)完成數(shù)據(jù)合成、修正、濾波和分析計(jì)算,提高了檢測(cè)精度與速度。新型軌檢車已在全路繁忙干線上全面推廣應(yīng)用。
機(jī)車車載軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置是與軌檢車相匹配的一種車對(duì)地監(jiān)測(cè)裝置。軌檢車能夠高精度、全面地監(jiān)測(cè)軌道各項(xiàng)幾何參數(shù),是保證提速線路質(zhì)量的基本手段。但由于受到設(shè)備數(shù)量等因素的影響,其檢測(cè)頻率較低。而機(jī)車車載軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀(俗稱晃車儀)是一種安裝在機(jī)車上,利用機(jī)車振動(dòng)響應(yīng)監(jiān)測(cè)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(duì)軌道狀態(tài)進(jìn)行高密度(如每天有10臺(tái)機(jī)車檢查)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢查和監(jiān)測(cè),并及時(shí)發(fā)現(xiàn)重大線路病害進(jìn)行報(bào)警,工務(wù)部門即可及時(shí)處理,防止可能發(fā)生的事故。
該裝置采用垂向、水平兩個(gè)加速度儀作為傳感器,信號(hào)經(jīng)二次放大及帶通濾波進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,用DSP芯片采用模糊解耦算法進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算,并可以快速、正確地提取線路可疑點(diǎn)信息,綜合利用GSM-R無(wú)線傳輸和有線傳輸技術(shù),構(gòu)成較為完備的數(shù)據(jù)快速傳輸體系。對(duì)監(jiān)測(cè)到的大值超限數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)向安全監(jiān)管中心用無(wú)線GSM-R短信報(bào)警,以便及時(shí)處理。機(jī)車車載軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置在全路各干線上已裝車445臺(tái),成為第五次大提速中重要的車對(duì)地監(jiān)測(cè)手段,計(jì)劃2005年還將再裝車近1000臺(tái)。
道岔運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、道口安全監(jiān)控系統(tǒng)等(“地對(duì)地”地面監(jiān)測(cè))
采用地面監(jiān)測(cè)控制裝備對(duì)提速線路的道岔,橋梁、平交道口等事故易發(fā)地段進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制,是實(shí)施“地對(duì)地”安全監(jiān)測(cè)的重要目標(biāo)。
道岔是提速線路軌道結(jié)構(gòu)中最薄弱環(huán)節(jié),也是提速線路中確保安全的重點(diǎn)。道岔運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于提速線路的可動(dòng)心軌道岔的尖軌、可動(dòng)心軌密貼狀態(tài),轉(zhuǎn)轍機(jī)表示桿缺口和道岔轉(zhuǎn)換力等直接影響道岔工作性能的狀態(tài)指標(biāo)實(shí)施全程動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè),并將監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞,提前發(fā)現(xiàn)道岔故障的潛在因素,以便及時(shí)防范處理,使道岔經(jīng)常處于良好受控狀態(tài),保證行車的安全。
密貼監(jiān)測(cè)主要是采用電磁感應(yīng)原理對(duì)尖軌與基本軌,心尖軌與翼軌之間隙進(jìn)行監(jiān)測(cè);缺口檢測(cè)是采用霍耳效應(yīng)對(duì)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)表示桿缺口實(shí)施監(jiān)測(cè);轉(zhuǎn)換力測(cè)試是根據(jù)能量守恒定律,采用測(cè)量轉(zhuǎn)轍機(jī)電氣參數(shù)的原理監(jiān)測(cè),以確定電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)板動(dòng)道岔時(shí)所受的力,這些數(shù)據(jù)均通過總線通訊接口送入主機(jī),由系統(tǒng)進(jìn)行讀取、處理、編輯、超限判別,報(bào)警及數(shù)據(jù)上傳。該系統(tǒng)2001年在滬寧線鎮(zhèn)江站試用,2002年又增加滬寧線丹陽(yáng)站、昆山站推廣,取得良好效果,使鎮(zhèn)江站道岔事故從2001年的二位數(shù)降到2002年僅有2件,現(xiàn)已在主要干線上推廣應(yīng)用。
道口安全監(jiān)控系統(tǒng),大橋、隧道的列車接近安全防護(hù)報(bào)警系統(tǒng)等地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(yīng)用。
安全監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
由鐵科院、上海局合作研究的安全監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)在滬寧線試點(diǎn)研究成功,在網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)上,可劃分為上、下兩層。下層為各專業(yè)安全監(jiān)控子網(wǎng),上層為綜合安全監(jiān)控信息傳輸網(wǎng)。下層的功能是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),存儲(chǔ)在子系統(tǒng)的集中服務(wù)器中,提供基層行車安全管理與控制,保證各專業(yè)技術(shù)部門的正常工作效率。上層的功能是提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)點(diǎn),安全管理中心與用戶之間的聯(lián)接,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、集中管理和信息綜合利用,上下兩層通過廣域網(wǎng)通道將多種類型的局域網(wǎng)互連起來(lái)。
該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種安全監(jiān)控系統(tǒng)與安全監(jiān)管中心聯(lián)網(wǎng),由安全監(jiān)管中心進(jìn)行集中管理和跨專業(yè)綜合運(yùn)用,為全面建成全路綜合行車安全技術(shù)保障體系奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)信息的集中維護(hù)與共享,通過監(jiān)管中心與TMIS等現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)不同信息系統(tǒng)集成。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)安全報(bào)警管理,事故管理、綜合信息查詢、安全預(yù)警管理、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表生成等功能,為各級(jí)系統(tǒng)提供良好的服務(wù)及輔助決策功能。該系統(tǒng)已在第五次大提速中發(fā)揮有效的作用。
綜上所述,上述5個(gè)系統(tǒng)相互環(huán)鏈、相互匹配,形成了一個(gè)預(yù)報(bào)可靠準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速靈敏、措施有力、管理系統(tǒng)化的安全技術(shù)保障體系,使中國(guó)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(fā)生率能得以明顯的下降。這也是21世紀(jì)中國(guó)鐵路安全運(yùn)輸發(fā)展的主要目標(biāo)。
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安全設(shè)施項(xiàng)目可行性研究報(bào)告,2004.
[4]鐵道科學(xué)研究院.機(jī)車車載軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,鐵路行車
安全設(shè)施項(xiàng)目可行性研究報(bào)告,2004.
作者:鐵道部科學(xué)研究院 研究員
層次分析法在軌道交通站點(diǎn)客流吸引率計(jì)算中的應(yīng)用
軌道交通站點(diǎn)在吸引區(qū)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(qū)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(xiàn)從出行者出行方式選擇的角度出發(fā),把層次分析法應(yīng)用于軌道交通站點(diǎn)客流吸引率的計(jì)算,建立相應(yīng)模型,并給出求解步驟以期為軌道交通站點(diǎn)客流吸引量的計(jì)算提供借鑒。
問題的提出
軌道交通站點(diǎn)吸引區(qū)域客流吸引量的大小,直接關(guān)系到有無(wú)必要在該地設(shè)立站點(diǎn)、站點(diǎn)的規(guī)模和能力,影響到整個(gè)工程的造價(jià),還影響到工程建成后的運(yùn)營(yíng)效益和社會(huì)效益。單純地研究軌道交通站點(diǎn)的吸引區(qū)域大小,并不能有效地解決軌道交通站點(diǎn)在該地客流吸引量大小的問題。原因有兩點(diǎn):①軌道交通站點(diǎn)吸引區(qū)域內(nèi)可能存在其他出行方式與之共同分擔(dān)該區(qū)域的出行需求(事實(shí)上,這是很普遍的現(xiàn)象);②吸引區(qū)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(diǎn),軌道交通站點(diǎn)在吸引區(qū)域客流吸引率的合理確定,有助于軌道交通站點(diǎn)在吸引區(qū)域內(nèi)客流吸引量的確定,故本文對(duì)此作以下討論。
問題的分析
就單個(gè)出行者而言,他(她)在選擇出行方式時(shí),通常根據(jù)自身的需求特性(如出行時(shí)間限制、經(jīng)濟(jì)承受能力、出行方便性和舒適性的要求、個(gè)人偏好等),綜合考慮各種出行方式的供給特性(如速度、價(jià)格、準(zhǔn)點(diǎn)率、方便可達(dá)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(qū)域內(nèi)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(diǎn)在吸引區(qū)域的客流吸引率(包括其他出行方式的客流吸引率),實(shí)質(zhì)上是軌道交通站點(diǎn)吸引區(qū)域內(nèi)出行者出行方式選擇的問題。
對(duì)于出行者出行方式的選擇,以往的研究雖然考慮了時(shí)間、價(jià)格、舒適度等因素,但只是把上述因素統(tǒng)一折算成時(shí)間,作為出行者選擇出行方式的標(biāo)準(zhǔn),而很少有研究站在出行者角度,系統(tǒng)綜合地考慮上述因素在整個(gè)因素集合中相對(duì)的重要程度;另外,出行者對(duì)上述因素的重視程度也是因人而異,呈現(xiàn)多樣性,因此把其他因素統(tǒng)一折算成時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),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(quán)衡上述因素的過程。所以,出行者出行方式的選擇,本質(zhì)上是一個(gè)供需匹配的多目標(biāo)決策問題。而層次分析法是解決多目標(biāo)決策問題的有效方法,以下就通過該方法的應(yīng)用來(lái)解決軌道交通站點(diǎn)客流吸引率確定的問題。
建立軌道交通站點(diǎn)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(jiǎn)稱AHP法(Analytical Hierarchy Process),是上世紀(jì)70年代美國(guó)運(yùn)籌學(xué)專家T.L.Satty提出來(lái)的。AHP法是把問題的內(nèi)在層次與聯(lián)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(jié)合的、系統(tǒng)化層次化的方法,在多目標(biāo)決策分析領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。它的基本思路是:把復(fù)雜問題分解成各個(gè)特征指標(biāo),并將這些特征指標(biāo)按支配關(guān)系分組形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu),通過兩兩比較法確定層次中各特征指標(biāo)的相對(duì)重要性,然后綜合人們的判斷,以決定諸特征指標(biāo)的相對(duì)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(fèi)時(shí)間短等特點(diǎn),是解決多目標(biāo)決策問題的有效方法[1]。
建立層次分析模型
準(zhǔn)則層的確定
出行者選擇出行方式時(shí),根據(jù)自身情況(出行時(shí)間限制,經(jīng)濟(jì)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(jià)格、準(zhǔn)點(diǎn)率、方便可達(dá)性和舒適度等因素,作出選擇。因此,本文用旅行速度、價(jià)格、準(zhǔn)點(diǎn)率、方便可達(dá)性和舒適度這5個(gè)指標(biāo)作為選擇出行方式的準(zhǔn)則。
方案層的確定
出行者在選擇出行方式時(shí),受到出發(fā)地現(xiàn)有出行方式的限制。因此,出發(fā)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(biāo)權(quán)重的確定
不同出行者對(duì)各種出行方式的旅行速度、價(jià)格、準(zhǔn)點(diǎn)率、方便性和舒適度有不同的偏好。因此,對(duì)上述各指標(biāo)權(quán)重的確定,必須通過對(duì)該地區(qū)居民進(jìn)行出行調(diào)查,然后通過統(tǒng)計(jì)分析,構(gòu)造比較矩陣,結(jié)合兩兩比較法(或?qū)<曳ǖ龋┐_定。
假定B層次所有元素B1,B2,…Bm的總排序(對(duì)目標(biāo)層的排序)已完成,得到的權(quán)重分別為b1,b2,…bm,與Bj對(duì)應(yīng)的本層次元素C1,C2,…,Cn排序的結(jié)果為C1j,C2j,…,Cnj(當(dāng)Ck與Bj無(wú)關(guān)時(shí),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(shí),出行者根據(jù)自身情況綜合考慮出行時(shí)間、票價(jià)、準(zhǔn)點(diǎn)率、方便性和舒適度等因素作出選擇。經(jīng)過對(duì)該地區(qū)居民做出行調(diào)查,作統(tǒng)計(jì)分析得到如下比較矩陣。第一步:對(duì)比較矩陣A,進(jìn)行層次單排序及其一致性檢驗(yàn)。用和法計(jì)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(jìn)行一致性檢驗(yàn),CI=0.002 CR=0.002<0.1;通過一致性檢驗(yàn),于是W可作為準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)向量。
第二步:對(duì)比較陣Bk計(jì)算出權(quán)向量Wk,最大特征根λk和一致性指標(biāo)CIk。
第三步:層次總排序及其一致性檢驗(yàn)。
綜上所述,把層次分析法應(yīng)用于軌道交通站點(diǎn)客流吸引率的計(jì)算,使定性分析和定量分析有機(jī)結(jié)合,為軌道交通站點(diǎn)客流量的確定提供了借鑒。該方法的不足之處是,標(biāo)度的選擇比較困難,標(biāo)度往往要經(jīng)過反復(fù)調(diào)整,才能通過一致性檢驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 汪玉樹,劉國(guó)華.系統(tǒng)工程. 杭州:浙江大學(xué)出版社,2002.
作者:許秀峰 西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院 碩士研究生
杜 文 西南交通大學(xué)教授 博導(dǎo)