铁路信号设备隐患成因分析及对策研究

王晓冬 上海铁路局调度所

铁路信号设备隐患成因分析及对策研究

王晓冬 上海铁路局调度所

采用SHEL模型，从人与软件、硬件、环境、人四个方面分析信号设备隐患形成原因。从丰富信号监测系统功能、创新设备隐患排查方法、完善设备隐患评价体系、优化管理制度和方法几个方面，提出减少设备隐患的对策。

信号设备；隐患；SHEL；管理

铁路信号系统历经机械化、电气化阶段，如今向自动化发展，具有网络化、数字化、智能化特点，主要包括车站联锁、区间闭塞、行车调度指挥控制、列车运行控制、驼峰调车控制等系统。各信号系统由信号设备、器材组成，包括继电器、轨道电路、转辙机、信号机、电源屏、控制台、机车信号等。随着铁路事业的飞速发展，营运里程不断增加，大量信号新设备投入使用。如此多种类、分布广的信号设备，某个器材发生故障，就会使整个信号系统的处于异常状态，影响铁路运输的效率和安全。因而，及早发现信号设备隐患，将事故消灭在萌芽状态具有十分重要的意义。

1 信号设备隐患成因分析

隐患是指由于作业场所、设备及设施的不安全状态，人的不安全行为和管理上的缺陷而可能导致人身伤害或者经济损失的潜在危险，具有隐蔽性、因果性、重复性、突发性等特点。海因里希提出的“事故金字塔”说明，每1次重大损失事故背后，有29次较轻事故、300次无损失事件和千万次隐患发生，消灭隐患是杜绝事故发生的根本。

铁路信号设备分布点多线长、与工务、供电等专业结合部多、易受外部环境影响，信号器材需要高标准的设计和制造工艺。随着铁路信号技术的不断发展，设备自身材质原因造成电务责任故障的比例已逐渐下降，设备材质隐患已不是造成信号设备故障的主要因素。

一直以来，信号设备维护遵循计划修模式，依据不同设备的修程标准、作业项目和时间制定维修计划，由工区负责实施。维修计划和作业流程制定是否科学、现场检修人员执行作业标准是否到位等因素决定着设备的维修质量。现场作业人员是信号设备维护的实施者，受作业环境、自身素质、检测工具等因素影响，存在漏检漏修导致设备隐患的风险。据统计，信号设备责任故障中约有60%是因维修不良造成。下面运用SHEL模型（见图1)，以人为中心，从人-软件、人-硬件、人-环境、人-人四个方面进行信号设备隐患分析。

图1 SHEL模型

1.1 人-软件（L-S）

L-S即人与非结构体（如作业程序、手册等）之间的匹配度。在设备检查过程中，可能出现不熟悉作业程序、简化作业流程、检修流程设计不合理等风险。较为典型的是“两违”行为，违章行为可能不会立即造成设备故障，但将给设备埋下严重隐患。人-软件间的匹配度出现问题，一方面是作业人员的制度教育和技能培训效果不好，另一方面是检修流程、作业计划、隐患排查方法需要改进，使其更有利于杜绝设备隐患的发生。

1.2 人-硬件（L-H）

L-H是指人与结构体（如检修工具、信号设备等）之间匹配。检测工具是信号设备维修过程中必不可少的，如万用表、钳形表、兆欧表等，其校验精确性以及人员使用熟练度会对设备检修效果产生影响。信号设备结合部是隐患集中的地方，如工务道岔状态变化会造成道岔转换异常、外电网电源波动会造成信号电源设备故障等。有的信号设备因设计原因，隐患不易被发现，如车载监控设备、机车信号设备、地下电缆等。当前，对信号设备运用状态的监测主要依靠信号微机监测系统，该系统对信号设备故障原因判断、提高故障处理效率具有重要作用。但对设备隐患的监控主要依靠工区、车间、段三级监测分析人员进行周期性调阅查看，效率较低，存在遗漏发现设备隐患的风险。

1.3 人-环境（L-E）

L-E是指人与各种自然、非自然的环境因素的相互作用。信号设备大多分布在铁路沿线，室内外设备受自然环境影响较大，如雷击、雨雪、气温变化。作业人员在检修过程中，也存在自然条件的影响，如夜间高铁设备检修时照明条件不好、雨雪天气室外作业时工作状态下降等。相对于自然因素，非自然环境因素造成的设备隐患更难发现。信号设备与其他铁路专业设备结合部较多，其他设备状态变化会对信号设备产生影响，如轨端肥边造成绝缘失效、道岔开程变化造成转换不锁闭、牵引电流回流不畅或牵引电流不平衡造成轨道电路红光带等。信号设备维修计划时常因运输调整、其他单位施工冲突等原因取消，造成设备失修后埋下隐患。在多单位联合作业时，也会因时间紧张、交叉作业、现场组织无序等原因造成人员对作业标准执行不到位，导致设备存在隐患。

1.4 人-人（L-L）

L-L是分析信号设备管理过程中作业人和他人之间的相互影响。相互合作的良好关系和工作压力过大会对人的表现产生不同影响。在设备检修过程中，可能存在人员不足、疲劳作业、缺少互控、与相关单位配合不畅等原因造成设备隐患。这其中有个人安全素质不高、工作责任心不强等主观原因，也有安全监管不力、教育培训缺乏、劳动组织不合理、安全文化氛围不浓等客观原因。随着新建线路的不断增加，大量信号设备的维修需要更多人员，维修队伍将呈现规模化、年轻化，新进员工的职业道德和技能培养尤为重要。

2 减少信号设备隐患的对策

2.1 丰富信号监测系统功能

信号监测系统运用计算机和信息采集机实时监测并记录各种信号设备的运行状态，是电务安全的“黑匣子”，是实现信号设备“状态修”的技术基础,主要有地面设备监测系统和车载设备监测系统。

信号监测系统对设备状态的数据采集量十分庞大，受限于计算机的存储能力，这些数据保存具有时限性，分析监测数据要消耗大量的人力和时间，发现设备隐患的及时性、准确性较低。因而，要增加信号设备隐患报警功能，提高监测数据的利用效率。可以对轨道电压、信号机电流、道岔功率等监测项目设定阈值，一旦目标值在一定周期低于或高于阈值则报警提醒，监测分析人员可以有针对性的对设备状态分析判断后，采取继续盯控或立即处置措施，将设备故障前的隐患消除。机车在运行过程中发生ATP、LKJ故障恢复后，需要人工下载监控数据才能分析判断出故障原因，机车有带病运行的安全隐患，可能造成故障重现或其它严重后果。可以研究车载监测系统将机车故障时段数据单独形成文件、运用无线通信方式及时发送至电务终端，提高车载设备故障原因分析判断的及时性。

2.2 创新设备隐患排查方法

信号设备隐患排查不同于检查，检查是运用单方面知识或实践经验，用眼看、手查，工具测的方法，在间隔较短的时间周期内，到现场对设备或资料现状查看。排查是假设一个结果或一个现象，把能够想到与其相关的问题或派生出的问题按因果关系排列出来，然后逐个问题进行研究调查，排除已经消除的问题，把未消除的、可能会引起故障的隐患找寻出来。隐患排查包括设备工艺、环境等硬件方面和维修流程、作业计划、安全管理制度等软件方面的薄弱点。

当前，信号设备隐患排查主要运用经验法和类比法，即依靠经验，将现场设备的检查情况与以往统计资料的差异信息进行分析、评价、类推而发现隐患。信号设备的检修作业具有标准流程，可以运用过程分析法，将作业活动分成多个步骤，对每个作业步骤的安全隐患进行排查分析，评价现有防范措施的有效性后提出改进方法。还可以收集被排查设备的相关资料（如工艺、特性、检修标准、以往事故案例等）进行分析整理，明确存在的隐患项点后编制安全隐患排查表，按表进行逐项检查辨识，排查出存在的隐患。设备隐患排查时要以各工区业务骨干和车间技术主管人员为主要力量，运用头脑风暴法，大范围、深层次的找出隐患项点。

2.3 完善设备隐患评价体系

信号设备隐患的评价可以采用风险系数RPN(risk priority number)方法，从隐患发生的频率、影响严重性、不易检测性这三个维度进行风险分级，三者之积数值越大，则隐患越需要迫切解决。三个维度中影响严重性最为重要，当其风险级别较高时，要立即制定应对措施，降低其风险等级。风险系数（RPN）的计算公式如下：

其中（S）为严重度，（O）代表频度，不易检测度为（D）。

对信号设备隐患风险系数的三个维度，采用专家调查评价方法确定其影响因素，并进行因素重要性比较。如信号设备隐患的严重度主要是对人身安全、运输安全、其他专业设备、维修计划等因素的影响，设备隐患不易检测度主要受检测流程、人员素质、设备环境等因素影响。确定设备隐患的风险系数后，将其从高到低排序，运用帕累托法则，找出最重要的20%隐患，优先研究克服它们的办法。

2.4 优化管理制度和方法

一是优化信号设备修程修制。以工区为基础，对所辖信号设备根据使用频率、上道时间、运用环境的不同进行建档分级，适时考虑季节变化、运输调整等可变因素，对设备维修周期进行动态调整。运用大数据技术，对比、分析信号设备周期运用状态，为维修周期的调整提供依据。要细化信号设备维修作业流程，将设备的关键检修项点列明在检查单中，作业人员现场检修完后签认，避免漏检漏修。要根据信号设备的特点、使用环境、检修标准，明确检修项点的作业顺序，使作业人员形成标准流程习惯，提升设备检修的效率和效果。

二是改进现场管理方式方法。要完善激励机制，段、车间设立专项资金，对发现设备隐患、提供隐患整治建议的职工给予奖励。段、车间要针对工区实际、参照以往设备运用情况，制定设备检修阶段目标，激励工区向更高目标努力。要发挥榜样的力量，每月工区评选出设备隐患整治方面的优秀员工，推广其经验。各工区间要不定期开展设备隐患整治互评互查活动，相互取长补短。要注重员工标准化检修流程的实作培训，段、车间、工区不定期组织实作考试。车间定期开展工区之间全员标准化作业竞赛，以赛促练，提高职工设备检修水平。要促进工区内聚力，重视压力与绩效间倒U曲线关系，调动员工积极性，使工区整体检修水平始终保持高标准。

责任编辑：宋 飞

来稿时间：2016-11-23