城市轨道交通行车调度人机风险分析方法及应用

摘要

城市轨道交通目前在我国正呈蓬勃发展之势，加上其具有速度快、运量大且受天气影响相对较小等优势，使其成为人们出行的理想选择。城市轨道交通与人们生活越来越密切相关，相应的确保其运行安全就显得尤为重要。城市轨道交通行车调度系统是城市轨道交通运营管理和列车运行控制的中枢，对其安全风险的研究意义重大。城市轨道交通行车调度系统是一个人机紧密结合的系统，设备的正常运转和人员的正确操作是其保证安全运行的基本要求。
　　本文以城市轨道交通行车调度系统为研究对象，以系统论、安全理论、控制论、人因失误理论为指导，采用文献分析法、故障模式及影响分析方法、人因失误模型分析方法和灰色关联分析方法开展研究工作，构建了一套系统的城市轨道交通行车调度人机风险分析方法。具体的研究工作如下:
　　首先，在对城市轨道交通调度指挥系统功能与结构分析的基础上，针对城市轨道交通行车调度系统的风险特性进行了详细分析，从行车调度设备技术特征和行车调度员任务特性出发，分析得出城市轨道交通行车调度的人机紧密结合特性，进而指出行车调度风险的人机耦合特性。
　　其次，在对城市轨道交通行车调度相关设备分析的基础上，针对城市轨道交通行车调度人机紧密结合的特性，提出基于行车调度员视角的改进FMEA方法并实施，得到城市轨道交通行车调度设备故障模式分类框架，通过应用分析确定城市轨道交通行车调度设备的具体故障模式及影响。
　　然后，在对城市轨道交通行车调度员任务进行解析的基础上，对城市轨道交通行车调度人因失误进行分析。通过分析既有的人因失误模型以及人因失误分类方法，对其优缺点及适用性进行了评述。通过将Rasmussen模型对Wickens模型进行扩展，构建了城市轨道交通行车调度人因失误模型，并据此提出一种城市轨道交通行车调度人因失误分类的方法。并进行应用分析辨识出典型行车调度设备故障模式下的具体人因失误模式。以“联锁区灰显”故障模式为例，对行车调度员执行“电话闭塞法行车”任务过程进行实际的人因失误辨识工作，并给出了详细的辨识结果。
　　最后，从设备故障概率、人因失误概率、失效影响概率和事故后果严重度四个方面构建城市轨道交通人机失效事件风险评价指标体系，用直觉三角模糊数描述指标值，基于模糊集值理论和直觉模糊熵计算指标综合权重，运用灰色关联分析方法，建立了基于直觉三角模糊数灰色关联分析排序方法的城市轨道交通行车调度人机风险评估模型。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 城市轨道交通运营安全研究现状

1．2．2 设备故障分析技术发展现状

1．2．3 人因失误分析方法发展现状

1．2．4 国内外研究现状总结

1．3 论文研究的主要内容与方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法与技术路线

第2章 城市轨道交通行车调度风险特性分析

2．1 城市轨道交通调度指挥系统的功能与结构

2．2 城市轨道交通行车调度风险特性

2．2．1 行车调度设备技术特征

2．2．2 行车调度员任务特点

2．2．3 行车调度的人机紧密结合特性

2．2．4 行车调度风险的人机耦合特性

第3章 行车调度设备故障模式及影响分析

3．1 城市轨道交通行车调度相关设备介绍

3．1．1 信号系统

3．1．2 通信系统

3．1．3 综合监控系统

3．2 FMEA方法概述

3．3 基于行车调度员视角的改进FMEA方法

3．3．1 本文实施FMEA的特点

3．3．2 行车调度的控制论模型

3．3．3 基于行车调度员视角的行车调度设备故障模式分类框架

3．4 应用分析

第4章 行车调度员任务解析及人因失误分析

4．1 行车调度员任务解析

4．1．1 行车调度员工作职责

4．1．2 行车调度员工作流程

4．1．3 行车调度员具体工作任务

4．2 人因失误分析的基础理论

4．2．1 人因失误的概念

4．2．2 人因失误机理及模型分析

4．2．3 人因失误的分类

4．3 行车调度人因失误分析

4．3．1 行车调度人因失误的特点

4．3．2 行车调度人因失误模型的构建

4．3．3 行车调度人因失误的分类

4．4 行车调度设备故障条件下人因失误辨识方法

4．4．1 行车调度设备故障条件下人因失误辨识流程

4．4．2 应用分析

第5章 城市轨道交通行车调度人机风险评估

5．1 行车调度人机失效事件的确定

5．2 评价指标体系构建

5．2．1 行车调度人机风险评价指标选取

5．2．2 评价指标释义及分级

5．2．3 直觉三角模糊数评价矩阵构建

5．3 评价指标权重确定

5．3．1 模糊集值统计法计算权重

5．3．2 直觉模糊熵法计算权重

5．3．3 综合赋权法确定指标权重

5．4 基于直觉三角模糊数灰色关联分析的行车调度人机风险排序方法

5．4．1 确定正理想风险事件和负理想风险事件

5．4．2 计算灰色关联系数

5．4．3 基于综合权重系数确定

5．4．4 计算相对关联度

5．5 应用分析

结论与展望

1．论文的主要工作与成果

2．研究展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的学术论文及科研成果