基于耗散结构的高速铁路运营事故演化机理

摘要

我国高速铁路建设周期短、路网规模大、系统复杂性高，截止到2010年底，我国高速铁路路网规模和高速列车配置规模已居世界首位。如何建立有效的高速铁路运营安全分析方法和事故演化机理，已经成为我国高速铁路运营安全由被动响应向主动预防模式转变的瓶颈。本文尝试应用耗散结构理论来研究高速铁路事故演化机理。首先，论文从人-机-环-管四个方面对影响高速铁路安全运营的因素进行分析，构建了高速铁路运营系统安全要素集。其次，针对某一典型事故，确定某一典型事故与哪些安全要素有关，以及选择哪些安全要素作为分析高速铁路运营事故演化机理的输入是首要解决的问题，因此提出了一种基于信息熵的典型事故安全要素集构建方法，并以脱轨事故为例进行实例计算，构建了脱轨事故安全要素集。最后，以构建的安全要素集为基础，通过对高速铁路运营系统的特性分析，认为高速铁路运营系统符合耗散结构的形成条件；提出利用耗散结构的熵变特性来分析高速铁路运营事故的演化机理，给出了高速铁路运营系统的熵流模型及其熵流计算方法；并以构建的脱轨事故安全要素集为基础，分析了脱轨事故的演化机理，实例验证了该方法的合理性和可靠性。