鐵路軍事運輸安全預(yù)警信息系統(tǒng)研究

王　樂,王　旭，周亞平，陳　超

(1.駐西安鐵路局軍事代表辦事處，西安 710054； 2.65659部隊，遼寧 錦州 121000；3．海南省軍區(qū) 后勤部，?？?570236)

?

鐵路軍事運輸安全預(yù)警信息系統(tǒng)研究

王樂1,王旭2，周亞平3，陳超3

(1.駐西安鐵路局軍事代表辦事處，西安 710054； 2.65659部隊，遼寧 錦州 121000；3．海南省軍區(qū) 后勤部，?？?570236)

為增強(qiáng)鐵路軍事運輸安全管控決策的科學(xué)性、針對性和預(yù)見性,在充分利用現(xiàn)有鐵路信息資源的基礎(chǔ)上,運用現(xiàn)代安全系統(tǒng)工程的理論和方法,分析預(yù)測鐵路軍事運輸系統(tǒng)的安全狀況與不利因素。闡述了該系統(tǒng)的設(shè)計背景和思想,并對系統(tǒng)的邏輯設(shè)計進(jìn)行分析。該系統(tǒng)的實施,將對實現(xiàn)鐵路軍事運輸安全監(jiān)管工作的信息化、科學(xué)化、現(xiàn)代化起到積極的促進(jìn)作用。

鐵路軍事運輸；安全預(yù)警；信息系統(tǒng)

從我軍現(xiàn)行的軍事交通運輸管理體制來看,鐵路軍事運輸安全管控模式為單向反饋控制模式。這種模式旨在統(tǒng)計分析匯總過往事故隱患,找出原因,并制訂應(yīng)對措施。但該模式還停滯在事后處置的管理思想。新時期新階段，隨著我軍執(zhí)行多樣化任務(wù)日益頻繁，武器裝備大型化、重載化日趨明顯，加之鐵路運行密度和速度不斷增大,鐵路軍事運輸安全系統(tǒng)的復(fù)雜性和風(fēng)險性也隨之提高。單向的安全管控模式已經(jīng)難以滿足目前我軍鐵路軍事運輸安全管控的發(fā)展要求。

對此，應(yīng)重點發(fā)展鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)是為各級鐵路軍交運輸部門提供輔助安全決策的專項信息管理系統(tǒng)。它可以根據(jù)鐵路軍事運輸安全管控需求，充分利用目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)計算機(jī)自動統(tǒng)計、預(yù)測、評價、輔助決策等功能,于此同時，動態(tài)監(jiān)測和識別鐵路軍事運輸過程中各種潛在安全事故和人、事、物的不安全狀態(tài),使得各項安全隱患能夠及時得到查找和糾正。系統(tǒng)投入使用后，可極大提高鐵路軍事運輸管控層次,將單向反饋模式升級為前饋與反饋相互耦合的預(yù)先管控模式,盡最大程度逼近安全決策的時效性、科學(xué)性、針對性和準(zhǔn)確性,盡最大可能遏止鐵路軍事運輸事故和差錯,實現(xiàn)安全管控模式由“事故處置型”向“事故預(yù)警型”的轉(zhuǎn)變。

1　預(yù)警信息系統(tǒng)的設(shè)計思想與原理

1.1設(shè)計原理

預(yù)警信息系統(tǒng)的設(shè)計原理,是從鐵路軍事運輸中的環(huán)境、制度、人、技術(shù)等4個方面入手,通過整合安全管理科學(xué)、安全決策科學(xué)與安全信息科學(xué),構(gòu)建一套集安全信息傳輸、篩選、處理、決策分析為一體的安全管控信息系統(tǒng), 通過對物的不可靠狀態(tài)、人的不規(guī)范行為以及制度缺陷等要素的前饋與反饋相耦合的動態(tài)監(jiān)控，從而分析、預(yù)判、預(yù)警和指導(dǎo)鐵路軍事運輸系統(tǒng)中各種安全措施，進(jìn)而為鐵路軍事運輸安全管控提供科學(xué)依據(jù)和決策。

1.2設(shè)計依據(jù)

在長期的鐵路軍事運輸實踐中發(fā)現(xiàn),從表面上看事故都有偶然性和隨機(jī)性,但從本質(zhì)來講事故的發(fā)生具有因果性和必然性。在事故發(fā)生前,總會出現(xiàn)大量的事故征兆或隱患。一旦量變轉(zhuǎn)換為質(zhì)變，這些隱患苗頭就很可能釀成重大安全事故。通過深究安全事故的發(fā)生機(jī)理發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)事故是因為違反了維系鐵路軍事運輸安全的各項標(biāo)準(zhǔn)、制度和規(guī)章造成的。目前，在屏蔽涉密信息的前提下，鐵路軍事運輸?shù)难b、運、卸全流程全要素信息早已融入鐵路企業(yè)內(nèi)部各種生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。在這些信息系統(tǒng)中，不僅能檢索到軍事運輸信息，還可以通過鐵路運輸和安監(jiān)部門完善的信息采集渠道，獲取鐵路軍事運輸安全信息。

檢索出來的安全信息是發(fā)現(xiàn)和預(yù)警鐵路軍事運輸安全事故的線索。因此，及時大量匯總、深入挖掘安全隱患信息，并及時加以綜合統(tǒng)計、細(xì)致分析和安全評估,就可以反映當(dāng)前鐵路軍事運輸?shù)牟环€(wěn)定因素和安全狀況。再根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各種安全事故數(shù)據(jù)庫以及事故發(fā)生概率，提前預(yù)判可能的事故隱患和差錯。因此,預(yù)警系統(tǒng)只要抓住了安全信息這一關(guān)鍵環(huán)節(jié),借助各級鐵路運輸和安監(jiān)部門成熟的信息采集渠道，充分利用好事故致因理論，就可以實現(xiàn)對鐵路軍事運輸安全事故的超前預(yù)判、預(yù)警和管控。

1.3功能設(shè)計

鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)主要實現(xiàn)兩個目標(biāo)。首先，要能夠向各級鐵路軍事運輸安全管控人員提供多角度、多層次、多維度的科學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這就需要對從鐵路運輸和安監(jiān)部門篩選的安全信息進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析；其次，要能夠從各種征兆和違章事件中預(yù)先識別判斷導(dǎo)致事故發(fā)生的危險源和危險狀態(tài)，從源頭改變安全信息與安全事故之間的關(guān)系，這需要對當(dāng)前的動態(tài)安全信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(如圖1所示)。

在上述功能之中,后者是本文論述的鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)的核心。

圖1　鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)在安全管控中的作用

1.4設(shè)計重點和難點

為實現(xiàn)科學(xué)、準(zhǔn)確的安全預(yù)警，利用安全事故歷史概率、當(dāng)前安全信息、對未來事故進(jìn)行預(yù)判和前瞻性分析,是此系統(tǒng)在設(shè)計時需要重點攻克的難點。

因此，鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)在安全工程學(xué)理論的指導(dǎo)下,合理運用事故樹分析法、安全評價法、定量預(yù)測技術(shù)等多種安全事故預(yù)防控制技術(shù)，實現(xiàn)安全預(yù)警功能。系統(tǒng)在建設(shè)和運行過程中,應(yīng)以“軍民融合”理念為指導(dǎo)，充分發(fā)揮鐵路信息化平臺既有功能，動態(tài)篩選鐵路軍事運輸安全信息,并及時對歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。只要某個環(huán)節(jié)的安全狀況超出設(shè)定的警戒值,系統(tǒng)就會警示相應(yīng)級別鐵路軍事運輸安全管理部門采取相應(yīng)措施。

鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計的總體思想,就是充分借助現(xiàn)有鐵路信息化平臺，篩選有關(guān)安全信息,并對相關(guān)信息進(jìn)行綜合分析評價預(yù)測,并在最短時間內(nèi)向鐵路軍事運輸安全管控部門反饋預(yù)警信息,為安全管控部門提供科學(xué)的安全態(tài)勢分析,督促其準(zhǔn)確采取合理措施，對環(huán)境、制度、人、技術(shù)等要素進(jìn)行事前協(xié)調(diào),做到防患于未然。

2　 鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)基礎(chǔ)

2.1數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)

在長期的安全管理實踐中,鐵路總公司和各鐵路局已經(jīng)形成了一套行之有效的安全監(jiān)管渠道和機(jī)制。該機(jī)制為鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)和運轉(zhuǎn)，特別是數(shù)據(jù)采集篩選工作提供了現(xiàn)實基礎(chǔ)。目前，各鐵路局和鐵路總公司都形成了較為完善的安全信息采集渠道。從縱向的機(jī)構(gòu)設(shè)置來看，各鐵路局和鐵路總公司都設(shè)有安全監(jiān)察部門，分別負(fù)責(zé)本級的安全信息采集和集中處理工作。從橫向的業(yè)務(wù)分工來看，機(jī)務(wù)、車務(wù)、供電、工務(wù)、電務(wù)、車輛等部門也都有各自的安全信息采集和處理渠道。因此，鐵路企業(yè)較為完善的信息采集渠道為鐵路軍事運輸?shù)陌踩畔⒉杉秃Y選提供了前提條件。

2.2數(shù)據(jù)傳輸渠道

為保證有關(guān)信息在鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)中合理有序流轉(zhuǎn),必須建立與鐵路軍事運輸管理體制相適應(yīng)、與鐵路安全信息化平臺相匹配的數(shù)據(jù)傳輸渠道。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的異網(wǎng)數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù),為鐵路軍事運輸安全信息的采集篩選提供了技術(shù)保證?？偛繖C(jī)關(guān)可以通過異網(wǎng)數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù)從鐵路總公司獲取安全信息；各駐局軍代處可以通過異網(wǎng)數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù)獲取各路局的相關(guān)安全信息；各駐站軍代處也可通過異網(wǎng)數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù)從站段辦公網(wǎng)中收集信息。當(dāng)站段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件不允許時，也可以通過手工方式錄入采集信息。由此，在形成總部、駐局軍代處和駐站軍代處這3個不同層次、不同權(quán)限的數(shù)據(jù)傳輸渠道的基礎(chǔ)上,構(gòu)成了一個互聯(lián)互通、縱橫交錯的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。

2.3數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)

預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)采用“集中—分布”相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲方案,設(shè)立總部、駐局軍代處、駐站軍代處三級數(shù)據(jù)庫,分別由各層級的安全管理部門或人員負(fù)責(zé)。鐵路軍事運輸安全信息根據(jù)不同層次管理需要,分布在總部、駐局軍代處、駐站軍代處三級數(shù)據(jù)庫中。總部的數(shù)據(jù)庫主要負(fù)責(zé)存儲和管控，偏向于戰(zhàn)略性決策的全局性基礎(chǔ)數(shù)據(jù),駐局軍代處數(shù)據(jù)庫則負(fù)責(zé)存儲和管控戰(zhàn)術(shù)層面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),駐站軍代處數(shù)據(jù)庫存儲轄區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)預(yù)警層次和內(nèi)容不同，三級數(shù)據(jù)庫結(jié)合各自權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)共享,并進(jìn)行數(shù)據(jù)實時同步協(xié)調(diào)。其中，要重點解決各數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一致的問題，確保所有數(shù)據(jù)庫構(gòu)成一個數(shù)據(jù)庫群落,不同權(quán)限的用戶根據(jù)各自層級訪問本地或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫。通過搭建數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，就能夠保證相關(guān)信息源源不斷地匯集進(jìn)鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng),為預(yù)警決策提供可靠數(shù)據(jù)來源和支撐。

3　鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)流程

3.1邏輯結(jié)構(gòu)

為實現(xiàn)系統(tǒng)既定功能，應(yīng)根據(jù)總部、駐局軍代處、駐站軍代處3個層級中相應(yīng)的安全要求和層次，進(jìn)行總部級戰(zhàn)略層級預(yù)警、駐局軍代處戰(zhàn)術(shù)層次預(yù)警和駐站軍代處操作層面預(yù)警，形成一個集信息采集、篩選、傳輸、存儲、處理為一體的信息平臺。上述3個層次的安全預(yù)警系統(tǒng)的功能定位和邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)相同,其區(qū)別僅在于因管控對象和層次的不同而導(dǎo)致的預(yù)警策略、內(nèi)容和權(quán)限不盡相同。

3.2業(yè)務(wù)流程

3.2.1信息處理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)可以實現(xiàn)各類信息的錄入、導(dǎo)入、查詢、管理、修改以及刪除功能。鐵路軍事運輸安全防范風(fēng)險點是預(yù)判事故征兆和違章違規(guī)行為的基本依據(jù)。它由鐵路軍事運輸各級安全管控負(fù)責(zé)人員,根據(jù)現(xiàn)行鐵路軍事運輸作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度匯總而成。安全防范風(fēng)險點應(yīng)該全面、詳細(xì)、準(zhǔn)確地涵蓋鐵路軍事運輸工作中各種可能出現(xiàn)的問題。與此同時，鐵路軍事運輸安全防范風(fēng)險點的邏輯編碼還應(yīng)根據(jù)國家、部隊和鐵路的有關(guān)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)制訂。

3.2.2統(tǒng)計報表子系統(tǒng)

統(tǒng)計子系統(tǒng)主要有兩個模塊：一個是安全報表管控模塊，它可以自動統(tǒng)計分析結(jié)果，并對結(jié)果加以整理、匯總,以需要的格式將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入日常報表中；另一個是統(tǒng)計信息管控模塊，它可以應(yīng)用趨勢圖、直方圖、分布圖、圓形結(jié)構(gòu)圖、對比趨勢圖等形式,準(zhǔn)確統(tǒng)計安全信息,形象反映歷史和當(dāng)前安全狀況，同時還可以提供橫向、縱向數(shù)據(jù)對比和排序分析。上述模塊都具有打印輸出功能以及報表的上傳下達(dá)功能。

3.2.3信息預(yù)警子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)可以進(jìn)一步細(xì)化為定量預(yù)測、安全評價、事故樹預(yù)警3個模塊。它們從不同的角度和需求實現(xiàn)安全事故的動態(tài)監(jiān)控,超前預(yù)判和實時預(yù)警。

(1)定量預(yù)測模塊。利用多種時間序列分析預(yù)測數(shù)學(xué)模型,對預(yù)測對象的時間序列進(jìn)行綜合分析,預(yù)測某批鐵路軍事運輸?shù)陌踩l(fā)展態(tài)勢和趨勢。該模塊允許用戶根據(jù)預(yù)測對象的不同來選擇適合的數(shù)學(xué)模型,還允許通過人工調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)讓預(yù)測結(jié)果盡可能逼近實際情況。

(2)安全評價模塊。運用多指標(biāo)安全評價法考察評價對象的安全屬性。這個模塊使用直接賦值法或?qū)哟畏治龇ê饬繖?quán)重指標(biāo),再使用線性加權(quán)評價法推導(dǎo)評價指標(biāo)體系無量綱的評價值或主觀效用。另外，為避免使用一類指標(biāo)評價的片面性，盡最大可能全面反映鐵路軍事運輸安全狀況，評價指標(biāo)體系要統(tǒng)籌考慮事故指標(biāo)與隱患指標(biāo),既考慮對象在指定時段內(nèi)的安全動態(tài)績效,還要考量其安全隱患狀況。

(3)事故樹模塊。建立相應(yīng)的鐵路軍事運輸安全預(yù)警事故樹模型,以鐵路軍事運輸安全信息作為基本事件,求解其最小徑集、最小割集及基本事件結(jié)構(gòu)重要度,進(jìn)而預(yù)判鐵路軍事運輸系統(tǒng)的危險性和安全性。該模塊還綜合運用概率統(tǒng)計、德爾菲法和模糊數(shù)學(xué)理論,提供事故樹頂上事件的發(fā)生概率。此外,當(dāng)警情預(yù)警發(fā)生時,示警功能還同時給出處置頂上事件相應(yīng)的對策措施，提供輔助決策。

3.2.4系統(tǒng)管控支持子系統(tǒng)

系統(tǒng)管控支持子系統(tǒng)起到輔助支持、系統(tǒng)管控等功能,主要包括3個方面:一是用戶及用戶權(quán)限的管理調(diào)配;二是處理好各層級系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步協(xié)調(diào)問題;三是形成相關(guān)輔助信息數(shù)據(jù)庫,如軍事裝備物資信息庫、軍事運輸環(huán)境信息庫、鐵路行車事故信息庫、安全事故對策信息庫、應(yīng)急保障方案信息庫等。

4　結(jié)　語

如何運用現(xiàn)代安全管控理論與安全信息技術(shù),保障部隊人員和物資安全、迅速、準(zhǔn)確地完成位移,是各級鐵路軍交部門關(guān)注的重點。鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng),為滿足鐵路軍事運輸管控需要,將成熟的安全工程學(xué)方法集成整合于此系統(tǒng),實現(xiàn)對鐵路軍事運輸安全信息進(jìn)行分析預(yù)測,從而極大提高了鐵路軍事運輸安全管控的數(shù)據(jù)分析處理、安全狀態(tài)超前辨識預(yù)防的能力和效率。鐵路軍事運輸安全預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用后,將實現(xiàn)鐵路軍事運輸安全管控從事后管控到事前預(yù)防、事中控制的轉(zhuǎn)變,能夠為實戰(zhàn)化、規(guī)范化鐵路軍事運輸提供強(qiáng)有力的安全支撐。

[1]曹松．鐵路行車安全預(yù)警理論與方法研究[D].北京：中國鐵道科學(xué)院，2011.

[2]周蓉．企業(yè)安全事故風(fēng)險預(yù)警體系研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2008.

[3]李陽．鐵路安全預(yù)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].中國安全科學(xué)學(xué)報 ，2008,14(6)：36-40.

(編輯：閆曉楓)

Safety Forewarning Information System in Military Railway Transportation

WANG Le1，WANG Xu2, ZHOU Yaping3, CHEN Chao3

(1.Military Representative Office Stationed in Xi’an Railway Bureau, Xi’an 710054, China；2.Unit 65659,Jinzhou 121000, China; 3.Logistics Division, Military Region of Hainan Province, Haikou 570236, China)

To strengthen the science, pertinence and foreseeability of safety control decision in military railway transportation, the paper analyzes the safety state and negative factors of prediction system on the base of making full use of existing railway information resources and using theory and method of modern safety system engineering. It elaborates the design background and idea, and analyzes the logic design of the system. The implementation of this system will play a positive role in realizing information, science and modernization of safety supervision work in military railway transportation.

military railway transportation; safety forewarning; information system

2015- 07-13；

2015-11- 06．

王樂(1982—)，男，碩士，助理員.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.02.005

U298

A

1674-2192(2016)02- 0018- 04