軌道交通電力運行安全的思考

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建立安全防御體系，盡量避免安全隱患

軌道交通電力系統運行安全的一切根源在于設計和建設階段，設計建設階段的成果決定的運營時期的基礎條件。所以解決電力系統運行安全的最根本的源頭在于電力系統的設計和建設階段。設計階段時，應充分考慮網絡化運營以及安全運營的需求，增加相應的設計考慮。而目前的軌道交通電力系統監控和管理，主要是采用傳統的電力監控系統。而傳統的電力監控系統只是為運營的監視和控制考慮，它強調實時性，無法為安全運營考慮，同時無法為電力維保服務。同時眾多故障分析的數據都在設備端，無法通過相應系統實時自動提取到故障處置人員手中，導致系統處置效率低下。因此設計階段應充分考慮安全運營的需求，建立相應的安全運營的分析和輔助決策系統。設計階段，應對電力營運相關的部門進行充分調研，充分考慮技術管理、電力調度、電力維保等多部門的使用需求；從設計階段就將安全運營的需求納入系統設計，使得設計出的系統就能滿足多方的使用需求，提高各方的處置效率。以保證運營時期的安全運營。電力系統設計階段，應充分挖掘電力系統使用方的需求，包括車輛、信號、售檢票、站務等，并能夠與各相關系統進行深度融合。目前的電力系統設計，往往只通過保護等裝置進行極限狀況的保護，但未能與實際使用方深入融合。舉一個最簡單的例子，列車發車時，大多時候接觸網的跳閘是由于行車調度未能避開電流的高峰發車造成。如果能與行車系統建立協同機制，行車時，避開電流高峰發車，可以大大提升電力系統的運行安全。建設階段是對設計階段的具體實現，需要在建設階段進行質量的嚴格控制，以保證建設與設計完全匹配。建設階段需選擇合格的建設單位、合格的產品、合格的施工工藝，以保證電力系統的質量。結合運行和維修的歷史數據，建立優秀供應商制度和黑名單制度。對于設備運行穩定，返修率低的優秀設備供應商，進行激勵，進入優秀供應商，新項目招投標時可適當加分。對設備故障率高、運行不穩定的設備或系統供應商，建立黑名單制度，這些供應商將不再建立合作關系。通過這些管理措施，從根源上，提升供電系統的穩定性。電力系統在正式運營之前，需針對設計和建設時期的具體情況，進行運營前的風險評估，以便于對電力系統的實際情況以及存在的風險源有個初步的認知，并在正式運營后能夠有針對性的進行管理和控制。同時，在運營的過程中，能夠根據運行情況，不斷地識別新的風險源，不斷地根據實際情況對風險源進行再識別和控制，以保證對系統的清晰認知，規避相應風險。電力系統運行安全的保障很大一部分是靠人，而人的行為不安全往往是造成電力系統運行不安全的很重要的因素。根據對事故統計，電力系統的故障很大一部分是因為保養不到位、操作不規范、使用不規范等人為因素造成。

建立安全預警體系，即時發現安全隱患

電力運行的安全預警體系主要通過自動和人工相結合的方式。希望通過相應的系統，自動的判別電力相關系統和設備的運行狀態，有異常時能夠根據設定的模式，進行預警；同時接入人工進行二次判別。通過自動和人工結合的方式，能夠在電力安全事故發生之前能夠提前進行預警，以便提前應對，在事故萌芽階段或者尚未發展成為較大事故之前能夠及時發現并及時處理。電力運行安全的預警機制的前提條件是能夠實時采集和實時監視電力系統和電力設備的運行現場狀態，在此基礎條件下，才能夠對電力系統運行的現狀有個全面掌控，才能夠進行提前預警。軌道交通電力相關系統目前的實時采集和實時監視，只建立了電力SCADA系統，遠遠無法做到對電力系統運行狀態的實時采集和實時監視的目的。電力SCADA系統建立的初衷是保證正常運營，而不是安全和高效運營。眾多現場實際的數據無法采集。比如列車的啟動、加速、減速等不同運行態下，電網實時的負載情況，比如異常狀態下故障的錄波，這些相關數據，現有的電力SCADA系統無法實時采集和實時監視，所以依靠現有電力SCADA系統無法建立起滿足預警要求的實時采集和實時監視系統。針對安全預警體系，電力相關系統需建立更多的安全相關的實時采集和實時監視系統，比如實時的行車負荷監視系統，弓網在線檢測系統等等。只有建立這些相應的電力運行安全的實時采集和實時監視系統，才能滿足安全預警的要求。電網的運行狀態，往往通過電流、電壓等數據的現象反映問題；同時設備的運行狀態也能反應系統的運行狀態。結合對電網設備信息、電網的運行狀態信息，以及電網使用的工況信息（如列車的行車狀態等），建立相應的數據分析模型，通過對歷史數據的挖掘，可以對電網當前的運行狀態進行相應的評判和預測。例如，電的信息結合實時的行車信息，可以對電網的當前負荷狀態以及后續的負荷狀態進行評測，并通過調整行車計劃進行干涉，錯開電流高峰，則可以避免牽引供電的超負荷運轉，避免觸網供電跳閘和觸網設備故障等安全事故的產生。實時的數據分析和實時的安全評測系統可通過計算機自動判別和人工判別結合的方式運作。在每條線建立計算機的實時數據分析和實時安全評判系統，系統結合經驗庫、計算模型以及計算方法，實時自動的進行數據分析，并進行安全評估，初步判定電力系統的運行狀態；計算機識別后，各條線控制中心的電力專業人員可進行人工的二次分析，對于少數人工無法判別異常現象，可提交更高等級的電力行業專家進行輔助識別。通過計算機、每條線控制中心電力專業人員、后臺電力行業專家構成三層安全預警的防線，以保證及時的發現異?，F象并及時預警。對電力系統的運行狀態進行判別后，需要能夠及時響應及時處置，以達到迅速消滅隱患的目的。根據以往的事故分析，很多電力相關的次生災害，是由于沒有提前預報，沒有緩沖時間來處置；或預報了，但沒有引起重視，沒有及時處置所造成。所以預警體系的很重要的一個環節就是及時預報和及時處置。及時預報層面，能夠將不同的信息及時預報給對應的相關人員，如行車調度、電力調度和電力維保調度人員，使得使用人員、維修人員能夠采取措施及時應對。其中與運行相關的數據，應及時報送給運行管理方。如接觸網的負荷預警信息，及時報送給行車調度人員，行車調度人員可及時調整行車計劃，錯開負荷高峰，避免事故的發生。設備異常、故障相關信息，除報送運行管理部門外，還應及時報送給電力維保部門，以便于電力維保部門及時進行故障分析、及時趕赴現場、及時應對處置，避免安全事故的產生。預警體系，除了通過計算機和人工結合的方式來發現故障隱患并預警外，還可采取純人工的方式建立風險巡查和風險管理體系，以補充信息系統的不足。根據運營前風險評估的結果和運營中動態的風險評估的結果，有針對性的對當前存在的風險源（及故障隱患點）進行定期的排查，關注重點區域，發現可能存在的問題，并對巡查結果進行系統的管理和跟蹤，以達到彌補信息系統的不足。風險巡檢和風險管理主要是對于某些信息系統無法發現和排除的隱患，仍然需要技術人員去現場查看?，F場巡視工作可以分為日常巡視、根據數據情況的針對性巡視。

建立安全支持體系，即時排除安全隱患

防御體系、預警體系的有效運轉，需要組織架構、相應流程以及考核體系的支撐，才能保證發現問題的最高效的處置。所以需要一個高效的安全支持體系，才能夠實現安全運營的目標。支持體系構建的目標是希望達到“機構合理、訓練有素、反應迅速、高效聯動”的目標。根據防御體系、預警體系實際存在的需求，提出以下的組織管理體系方案，以形成具有完善數據采集、數據管理分析、現場風險巡檢、風險排查、風險評估、異常情況預報警、專家會商診斷及應急搶險等一系列功能的，可以充分調動系統中相關人員責任心，多層次、多途徑、多方面，環環相扣的電力系統運行防御網和功能完整的軌道交通電力運行安全組織管理體系。組織體系應整合運行管理、維護管理的多個部門，整合在一個組織體系下面協同工作，打破部門壁壘，構建分級管理的模式。整個電力系統運行安全管理組織架構為三級管理體制，即COCC為領導層，每條線控制中心、電力專業維護調度中心為協調層，區域維保為現場執行層。COCC側重于總體協調；電力專業維護調度中心側重于運維資源的協調以及維護人員的調度；OCC運管電調側重于發現和跟蹤管理故障；OCC維保遠動側重于維護和管理；區域電力維保側重于現場具體事務的執行。規范化流程管理體系，發生問題時，可按照流程規范的進行處理，避免因配合問題造成的處置效率低下。針對電力系統運行安全，應圍繞防御、預警體系建立對應的處置流程。核心的流程應包括設計、建設階段的風險評估及管理流程、運營階段風險管理流程、巡視巡查流程、人工報修流程、預報警處置流程等。在流程體系確定的過程中，需要關注流程中的分級授權機制以及過程控制機制。1）分級授權和責任分擔：在流程確定的過程中，應避免工作量的不平衡，避免某個環節工作量巨大導致無法有效執行。流程制定過程中，應建立分級授權制度，即不同等級的事務有不同層面的人去處理。分級授權制度同樣也是對責任的分擔。比如預報警的處置流程，對于一般的預警，可由現場層面的人去處置，后臺專家提供遠程技術支持；復雜的問題，才由專家現場去處理。這樣就可以避免有經驗的專業人員四處救火，疲于奔命的狀態。同時，針對不同的授權，建立責任考核機制，當發生問題時，可以根據信息系統對工作流程的記錄，可進行責任考核，使得任何事故都可以追責到人。2）過程跟蹤和過程控制：具備良好執行效果的制度不僅需要制度本身合理，還需要執行過程的嚴密控制。好的制度如果沒管好執行過程，一樣起不到好的效果。結合信息系統建立過程跟蹤和過程控制的機制，使得工作流程及信息透明化，讓管理者能夠通過信息系統對流程執行環節和過程一目了然，可以對于未及時處理的、未盡責的進行客戶及時的處罰。使得過程監督機制建立起來，加強人的責任心。

建立安全應急體系，及時高效應急處置

軌道交通電力運行防御和預警系統不能100％的保證不發生安全事故，任何事件都有不可控因素，當發生這些突發事故時，如何高效救援并把損失降到最低，是建立安全應急體系的目標。5．1組織管理和流程管理電力運行應急體系遵循常規應急體系建設的方式，分別構建組織體系、預警預防、事故信息報告、應急響應、后期處理、應急保障、培訓與演練八大模塊。5．2應急輔助決策系統應急輔助決策系統可以通過信息化手段讓有經驗的技術人員可以遠程獲知現場情況，可以遠程提供技術支持，提升應急救的援效率。應急輔助決策系統一般包含以下幾部分內容：1）故障定位和分析：發生供電應急處置時，系統能自動分析故障原因，并對故障進行定位；提供相應的故障錄波分析工具，提高故障處置效率。2）變電站視頻聯動：發生供電應急處置時，自動調出與事件相關的變電站現場實時圖像,直觀的展示現場圖像情況。3）可疑設備提醒：應急處置時，當無法進行精確定位時，系統提供可疑故障對象，供運管電調參考，讓運管電調能夠有目標有方向的進行故障排除和故障分析。4）關聯圖紙資料：當發生應急處置時，系統自動調出相關文檔資料，幫助使用者快速查找和使用相關文檔、資料，提高工作效率。（邏輯圖、閉鎖情況、繼保整定單、站場平面圖）5）關聯類似案例參考：當發生應急處置時，系統可自動匹配以往發生的類似事件的處置案例供技術人員或決策者參考。6）關聯歷史維修記錄：當發生應急處置時，系統會自動提供事故對象以往的維保記錄信息，供技術人員和維保人員參考。7）故障檢測和恢復指導：應急處置時，對特定故障，系統提供相應應急操作方法或處置預案，供運管電調參考操作。8）工單生成和自動發送：進行應急處置時，系統可自動生成對應的工單，并自動發送給對應部門或車間。同時工單執行過程中，相關各方可跟蹤工單執行情況，并對工單執行情況進行交流。9）綜合調度：收集實時電力數據，在電網發生故障的情況下，對供電系統狀態進行分析、故障定位與隔離，恢復正常區域供電，并為列車控制系統提供逐漸恢復正常運行的可行性方案，為操作人員提供調度策略參考，快速、低損、高效地恢復列車正常運行。10）遠程專家在線支持：提供平臺，使得搶險現場與后臺專家團隊能夠實時互動，并對現場搶險提供技術支持。

隨著軌道交通網的鋪開，電力系統運行安全越來越成為急迫的問題。軌道交通電力系統的運行安全是一個體系工程，需要從防御、預警、處置、應急等多個方面共同配合。這是一個環環相扣的工程，任何一個環節的疏忽都可能發展成為大事故。同時軌道交通電力系統的運行安全需要相應安全保障系統和人的緊密配合、協同工作。光靠安全保障系統或者光靠人，都無法保證電力系統的運行安全。

本文作者：趙時旻工作單位：上海申通地鐵集團有限公司