高速铁路环境灾害风险分析及应急处置系统设计

摘要

高速化已成为世界交通运输发展的主要方向之一，而在铁路运输领域，高速铁路以其运行速度快、运输能力大、安全性高、全天候运行、平稳舒适、占地少、节能环保等优势得到了快速发展。根据最新《中长期铁路网规划》，到2030年我国将实现相邻大中城市间1～4小时交通圈，促进城市同城化和群落化发展。 我国高铁运营里程较长，经过的地形和气候条件复杂，运行过程中容易受各类环境灾害的影响，既有调度指挥工作偏重于对列车运行过程的监控，应急处置阶段的智能化和流程化水平相对较低。针对上述问题，本文主要的研究目标为分析各类环境灾害与反映列车运行受影响指标间的关联程度及原理，并针对现有环境灾害应急处置过程中存在的问题及关键环节，提出高速铁路环境灾害应急处置系统的设计方案。 首先，本文对高速铁路行车调度系统的结构、功能和环境进行了分析，梳理了大风、降雨、降雪、雷电、地震、大雾、异物侵限七类环境灾害影响列车运行的致灾原因和对应的处置措施，并以降雨影响列车运行为例分析了既有应急处置工作的流程和问题。然后基于风险分析的概念，结合研究问题的特点，提出了高速铁路环境灾害风险分析的定义。在综合比较各类风险分析方法适用性的基础上，确定采用灰色关联度分析法作为本文主要研究方法，并介绍了其基本原理。 以赴中国铁路广州局集团有限公司过程中收集到的安监报统计数据为基础，基于灰色关联度分析法对七类环境灾害进行了两个层次的风险分析：第一层次分析七类环境灾害与反映列车运行受影响指标间的关联程度，发现异物侵限和降雨对高铁运行影响程度最大；第二层次以异物侵限和降雨事故为例分析各类环境灾害细分类型与指标间的关联程度，发现接触网中小型异物侵限和发生在海南东环线的降雨事故是最主要的影响类型。利用.Net平台基于C#语言和WPF技术基于XAML语言开发了“高速铁路环境灾害灰色关联度风险分析”应用程序，实现了灰色关联度、优势分析等的自动计算。上述风险分析和应用程序开发的实现过程同样可以移植到其他数据特点相似的系统中。最后根据风险分析的结果采用模糊模式综合识别方法进行风险等级的判定。 针对现有高速铁路环境灾害应急处置过程中存在的决策智能化水平不足、流程化程度较低，以及缺少历史案例支持和统计分析，导致复杂环境下调度员容易遗漏、疏忽、操作失误等问题，在分析系统功能需求的基础上，按照功能集成、流程清晰、处置高效的原则，从功能结构设计、界面流程设计和数据库设计等方面提出了高速铁路环境灾害应急处置系统的设计方案。

目录

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果