城市轨道交通网络安全保障与主动防控体系研究.pdf
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1、2023年第3期风险主动防控风险主动防控城市轨道交通网络安全保障与主动防控体系研究褚陈宏1,陈菲2,姬光3,王艳辉2,4,5,6,7,马小平2,4,5,6,7(1.北京市地铁运营有限公司,北京 100044;2.北京交通大学 先进轨道交通自主运行全国重点实验室,北京 100044;3.北京声迅电子股份有限公司,北京 100094;4.北京交通大学 交通运输学院,北京 100044;5.北京交通大学 北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心,北京 100044;6.北京交通大学 城市轨道交通运营安全管理技术及装备交通运输行业研发中心,北京 100044;7.运营主动安全保障与风险防控铁路
2、行业重点实验室,北京 100044)摘要:城市轨道交通系统安全保障正经历向“事前风险防控”的主动防控模式转型,强调城市轨道交通运营系统需具备精准感知风险点、全面辨识风险状态、实时掌握风险传播动态以及各部室间科学有效协同配合的能力,特别是近年来随着城市轨道交通路网规模逐步扩大,高强度、强耦合以及网络化运营对其风险防控与安全保障带来了新的挑战和新的要求。基于此,通过现场调研分析了城市轨道交通网络化运营对安全保障与风险防控的发展要求,提出适用于当前发展需求的城市轨道交通网络主动安全防控体系总体架构、功能结构、逻辑架构和组织架构,为保障城市轨道交通系统网络安全高效运输和安全服务提供架构支撑。关键词:城
3、市轨道交通;主动防控;管控模式;体系架构;安全保障中图分类号:U298 文献标识码:A 文章编号:1672-061X(2023)03-0017-08DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2023.03.24.0030 引言安全是城市轨道交通运营的前提和核心。现有安全管理模式仍然基于传统的事后追查分析和运营经验驱动,在面对复杂、庞大的城市轨道交通系统情况下,这种“被动安全”模式已无法满足城市轨道交通运营现状的安全管控需求,而贯穿风险主动防控、保证城市轨道交通运营系统的“主动安全”才是有效降低事故发生频率的科学方法。目前,我国学者针对主动安全防控体系开展了相关模型和体系构建的
4、研究,王光兴等 1 总结北京地铁矩阵式安全控制体系,提出从影响安全的“人、机、环、管”四大要素入手,做好安全风险分级管控和隐患排查治理基金项目:国家重点研发计划项目(2020YFB1600701)第一作者:褚陈宏(1983),男,工程师。E-mail:172023年第3期风险主动防控风险主动防控双重预防机制工作。朱沪生 2 提出上海地铁网络化运营管理体系的主要特征为“体制架构扁平开放、资源配置统筹集约、线网联动职责分明、应急保障快速反应、管理手段科学先进”。国外欧美等建设城市轨道交通较早的国家,在不断积累经验与长期实践的基础上反复修正完善,目前已形成了较为成熟的主动安全防控体系 3。英国伦敦作
5、为最早建成地铁的城市,具有较完善的风险评估和安全管理制度,其采用的风险评估体系正是在参考大量原始数据的基础上,分析和预测某风险因素对人造成的伤害,判断该项风险因素和伤亡程度之间的定量关系,进而确定该风险因素的伤害程度,以便采取有目的性的规避措施,降低事故发生率,维持系统平稳运行 4-5。美国城市轨道交通安全管理的特点是集中化安全管理,纽约地铁采用的是由美国交通部以及官方运输管理部共同构建的安全认证体系(Safety and Security Certification,SSC),该体系是1份相当于行动指南的风险认证报告,规范了地铁运营管理的具体步骤和工作流程。完善的工作指南也需要熟练的操作技术
6、,工作人员必须接受严格的课程培训和规章管理。日本东京地铁的安全管理模式是靠技术装备升级建立高技术型安全管理,注重及时更新设施设备,高新技术的采用极大地消除了人为安全隐患,并加强了应急措施,日本因其特殊的地理气候环境,十分重视灾害应急,具有完善的灾害管理体系,并且颁布了诸多相关法律法规。同处亚洲地区的韩国,在城市轨道运营安全管理方面也具有自主管理模式,其安全管理工作侧重风险评估体系建设,包括事故分析、风险分析、安全需求确认管理以及系统管理4个板块。然而,目前国内外安全保障体系的研究大多从风险识别、风险分析、风险评价等角度单独展开研究,缺少系统级的风险管理研究,而且从企业整体出发的系统级主动安全防
7、控模型研究较少。因此,鉴于各城市企业对城市轨道交通网络运营服务质量和安全保障能力的要求日趋严格,面向城市轨道交通网络化运营安全保障与风险主动防控发展需求,构建城市轨道交通网络安全保障与主动防控体系总体架构、功能结构、逻辑架构和组织架构,实现全人员、全过程、全方位的系统性安全管理,真正意义上推动实现“被动安全”向“主动安全”转型。1 防控体系运用现状既有防控系统的工作模式虽然能起到一定管控效果,但其普遍存在以下问题:(1)防控理念被动性:从根本上并未摆脱事件驱动的被动式理念,在城轨系统引入“风险预防体系”的思想后,虽然许多城轨系统运营单位引入并建设了风险管理体系,强化了感知体系智能化等级要求。但
8、由于没有前期的建设经验,多数体系都处于探索阶段,缺少有效、完善的方法体系支撑,不能提前监控、改善并管理运营系统,使其从一开始就避免问题出现,反应较为被动,经常是问题发生和汲取教训后再寻求改善及控制方法,并且类似事件总是备受社会大众关注。(2)管控对象不精准:对于待辨识风险而言,运营系统内部受监测对象未形成有机集合体,传统的风险在累积,非传统的风险在滋生,两者相互交织、互相影响、相互作用,对设备设施的安全运用和维修养护提出了更高要求,而这类风险在系统中的所占比重和重要性不容忽视;对于风险辨识方法而言,基本集中于主观方法为主的辨识,这对于人的专业性提出了非常高的要求,也因此具有显著的不确定性。(3
9、)防控体系多极化:因系统标准化和数据集成建设的缺乏导致数据呈现大量“碎片化”现象,“信息孤岛”“各自为政”等现象依旧存在。虽然逐步引入了平台化管理,但在具体应用过程中往往只是用于各部门业务的内部循环,不同信息系统之间数据接口较为复杂,标准和管理规范不统一,使得数据库之间独立建设、分离分散,缺乏科学有效的信息共享机制,跨部门的数据信息较难得到转化和互通,经常在应急抢险中造成协调不畅导致处置混乱的情况。(4)信息流转延时:城轨系统的运营安全保障都是建立在感知体系之上,目前对于城轨系统内的人员、设备设施和环境感知手段都不够先进和全面,很多现场的工作都是由人工进行监测检测,通过纸质化记录手段进行数据记
10、录和留档,后期再由基层工作人员进行总结,并上传所挑选出的关键信息。这种方式无法保证及时、迅速、有效、快捷地把现场的事件情况、182023年第3期风险主动防控风险主动防控发展态势及处置信息上报应急指挥中心,不利于领导指挥的科学决策。(5)运行机制开环:由于“信息壁垒”“信息误差”等现象未改善,系统中的各子系统、各部门等小团体,更大程度上在各自为战,而不是作为一个耦合、集成、高效的整体进行运转,很多安全管理的工作没有形成反馈改善的闭环,经常出现工作误差、效率低下等问题。综上,可将防控体系的现存问题归纳为防控理念被动性、管控对象不精准、防控体系多极化、信息流转延时和运行机制开环5个方面。2 防控体系
11、需求分析为有效落实安全策略、安全管控、安全处置等安全保障内容,解决城市轨道交通网络化运营防控理念不主动、管控对象不精准、防控体系多极化、信息流转延时以及运行机制开环等关键性问题,将城市轨道交通主动安全防控需求归纳为主动性、层次 性、一 体 化、智 能 化、闭 环 性 共 5 个 方 面(见表 1)。基于上述城市轨道交通网络主动安全保障需求分析结果,以满足“主动性+层次性+一体化+智能化+闭环性”为目标,结合人工智能、大数据、云计算等先进技术手段,建立健全城市轨道交通安全保障与主动防控体系并推动其在一线实施应用,进而实现城市轨道交通网络安全风险防控管理和隐患排查治理双重预防机制的有序运用,确保城
12、市轨道交通服务安全可控、管理有序以及运营高效。3 防控体系架构设计3.1总体架构在城市轨道交通主动防控需求体系下,主动防控体系需要实现“主动性+层次性+一体化+智能化+闭环性”等发展要求。为此,结合城市轨道交通主动安全防控需求和安全保障新模式,形成了涵盖“人、机、环、管”四大核心管控对象、“知、辨、治、控、救”五大核心业务内容以及“指挥管理层管控层现场执行层”3层核心业务部门的城市轨道交通安全保障与主动防控体系总体架构(见图1)。由图1可知,城市轨道交通网络安全保障与主动防控体系在现有安全防控组织结构的基础上,将“公司级分公司级基层部门”安全防控组织结构统一调整为“指挥管理层管控层现场执行层”
13、。其中,“管控层”负责安全监督“现场执行层”和安全指导“指挥管理层”;“指挥管理层”负责优化提升“现场执行层”;3层逐层递阶完成“知、辨、治、控、救”五大核心业务内容任务,提升主动防控体系对“人、机、环、管”等安全管控对象的保障能力,实现防控体系闭环反馈及循环控制,为加快城市轨道交通由被动式安全管理向主动式安全防控体系的快速转变提供架构支撑。“指挥管理层管控层现场执行层”核心业务内容如下:(1)管控层:负责安全生产目标制定、安全生产表1城市轨道交通主动安全防控需求需求类型主动性(防控理念)层次性(管控对象)一体化(防控体系)智能化(防控技术)闭环性(运行机制)需求内涵针对城市轨道交通网络运营系
14、统数据量大、机理复杂、实时性强等问题,面对某一时期、某一阶段、某一范围内存在的安全问题均能够提前感知、主动辨识、准确定位,强化对员工执岗行为、设施设备运行状态、运营环境实时变化以及安全管理落实情况的管控,将安全水平始终维持在可接受水平针对城市轨道交通网络运营的耦合性强、复杂度高、动态性强、影响面广等特征,城市轨道交通系统风险点集可拆解为1个具有全面性、层次性的以管理为中枢、人为核心、设备为基础、环境为条件的受控单元集合体,其中受控单元无论是独立要素还是相互耦合而成的多要素集合体均需具备可监测、可辨识以及可控制性面对风险点位动态变化、风险等级随时升级、风险防控手段不断更新的情况,城市轨道交通主动
15、安全保障体系需具备部门间联防联控和系统间互联互通的能力,全面提升城市轨道交通安全保障效率和质量面对安全管理反馈机制由于滞后性容易带来信息偏差问题,城市轨道交通主动安全防控技术需加强对偏差的可预见能力,尽可能在发生偏差之前,根据输入端风险信息预警及时研判、预测未来风险走势,并及时推送指令决策,做到动态调整防控等级、匹配防控方案、协调防控部门等适应性变化,提高安全运营稳健性结合“知-辨-治-控-救”分层递阶循环控制流程,需保证事前阶段实时获取风险点位、动态化评估网络风险,事中阶段及时推理演化路径、形成风险链控制方案、事后阶段修订完善事故档案、健全网络化处置机制,形成知识覆盖、闭环管理的城市轨道交通
16、网络双重预防机制192023年第3期风险主动防控风险主动防控目标分解、安全监察、安全监督检查、风险隐患评估分级、风险隐患台账管理和安全教育培训等功能单元,在逻辑结构中全程监督,起着安全监察和管理的重要作用。主要监督执行层各子任务的执行情况,评估指挥管理层指令的有效性,接受指挥管理层和现场执行层的反馈信息并进行分析,同时对风险点集中的信息加以修正更新,在事件或事故发生后开展事件调查,梳理事件经过,完善风险点集。(2)指挥管理层:主要承担个体群体风险辨识、安全辅助决策、实时风险评估、应急管理、系统安全态势研判、安全监督效果评价、风险监测预警和智慧安检管理等业务单元,在逻辑结构中拥有最高指令优先级,
17、具有组织、调度和综合智能决策的能力,其主要任务是进行应急管理。对于给定的命令和任务,找到能够完成该任务的子任务或动作组合,提出适当的风险治理方案,并将这些指令下达到现场执行层。(3)现场执行层:负责现场信息感知、事故信息上报、应急决策执行、智慧安检、风险管控、隐患治理和安全目标执行等业务单元,在逻辑结构中拥有处理执行权。需精确执行指挥管理层的命令,做到实时响应,并将执行结果向上级反馈;同时监测风险点的状态信息并向上级传送,反映局部状态(微观)。3.2功能结构功能结构是对城市轨道交通安全管理功能单元的重新分布。通过重新梳理安全保障体系现有功能业务,整理城市轨道交通在近十几年的高速发展过程中积累和
18、总结的大量关于安全保障、风险管控和隐患排查治理等方面的经验做法,在既有的“治、控、救”安全保障体系基础上,形成了以“人、机、环、管”四大系统管控对象的“知、辩、治、控、救”城市轨道 交 通 网 络 安 全 保 障 与 主 动 防 控 体 系 功 能 结 构(见表2)。人管控层现场执行层隐患排查现场隐患信息隐患处置清理提升人员素质设备事件客流事件环境事件设备故障维修现场秩序维持运营环境还原应急救援处置应急救援演练机环管风险感知体系知辨风险辨识评估隐患排查治理治事件影响管控控事故应急救援救人工检测人工感知调度隐患处置治理工单派发治理进度监督网络舆情引导线路运营恢复抢险资源调度应急预案制定应急救援指
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