基于脆弱性理论的地铁电气火灾影响因子研究
于甫林 薛凯 潘林
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于甫林 薛凯 潘林,. 基于脆弱性理论的地铁电气火灾影响因子研究[J]. 电气学报,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157086.
摘要:
通过对各要素的递次分布规律的解释,可以使系统的脆弱性逐步得到有效的控制,从而达到失效的安全性和最小的损失。根据城市轨道交通的脆弱性特点,提出了相应的人员、设备和环境控制对策。
关键词: 脆弱性理论;地铁电气;火灾影响因子
DOI:10.12721/ccn.2022.157086
基金资助:

1.脆弱性概念及构成因素

脆弱性的对象是一个具体的系统或子系统;二是暴露于灾害、扰动下的脆弱性;三是易损性是指可能发生的灾难或损害的范围。关于脆弱性的特点,可以分为两个派别。一些学者认为,系统的脆弱性主要表现在系统受到外部干扰的程度、系统自身的敏感度和系统的适应性,并会随干扰的程度而改变;另外一些学者则认为,暴露并非构成脆弱性的构成要素,认为脆弱性是由系统对干扰事件的敏感和响应能力构成的。

2.地铁电气系统脆弱性分析框架

2.1.确定地铁电气系统脆弱因子

地铁电气系统脆弱性影响因素的计算,应该以地铁系统或其中的电气子系统为对象,根据轨道交叉理论中人的不安全行为和物的不安全状况进行划分。从而对易受伤害的影响因素进行筛选和分类。本文从地铁电气系统脆弱性因素的角度出发,根据地铁线路的脆弱性概念,建立了一个基于脆弱性特征要素的暴露度、敏感度、适应度等指标,并运用德尔菲方法对其进行了三轮量化,最后得出了28个影响因素。通过对影响因素进行分析,得出了影响因素影响因子的大小,并对影响因子进行了分析,得出了影响因子在两种情况下的分布,从而提高了影响因子的筛选和控制精度。

2.2.地铁脆弱性概念

将其应用于地铁系统,可以得出地铁系统的脆弱性概念,即在扰动下,地铁系统受到扰动的频率、时间、范围、扰动对系统的影响、地铁系统因扰动而受到的负面影响的程度、以及能否从扰动的负面影响中恢复正常运行的能力。而地铁的脆弱性特性则包含了人员、乘客、列车和控制系统等运行环境的暴露度、敏感度和适应性。

2.3.城市轨道交通的脆弱性成分与其脆弱程度的关系

易受伤害的主要因素有:暴露度、易感度、适应度。它是指被测物体在扰动条件下的状态,并根据其脆弱程度来度量,因此,要用度量手段来确定其特性和脆弱性之间的联系,就必须明确其特性成分和脆弱性之间的联系。暴露程度主要是研究干扰对承载体的影响。随着暴露程度的增加,也就是干扰引起的功能丧失的机率增加,系统的脆弱性也随之增加,也就是说,暴露对脆弱性的贡献呈同向递增、递减的过程。敏感性是指系统对干扰的抗干扰能力。若系统在干扰作用下迅速发生故障,脱离正常工作状态,甚至发生故障,其敏感性较高,易受伤害;反之,其脆弱性较小。敏感性和脆弱性的增加或降低。适应性是指在受到干扰时,作为系统的适应性和复原能力。当反应速度快、反应力度大时,反应能力较强,反应能力较强,反应能力较弱,反应能力较强,反应能力较弱,反应能力较弱。通过数学表达,可以将以上关系表达为:脆弱程度=f(曝光率+敏感性-适应性),基于脆弱性特性元素和脆弱性的关系,结合地铁电气系统的脆弱性影响因素,可以得到整个线路的脆弱性曲线。

3.易受伤害的特点成分的递次分布

脆弱性的3个特点是:暴露度、敏感度、适应性。这三个因素在系统的弱点上,都是按照一定的顺序排列的。暴露是脆弱的第一个因素,也是第一个被控制的因素。因为接触的大小和系统所受到的危险程度有关,所以我们称之为相关因子。在电气系统中,暴露度包含了工人超出安全范围的三违率、误工率、绝缘设备老化程度、隔离设备负荷强度、隔离设备安全性能完备性、设备位置和布局、温度控制水平、湿度控制水平、粉尘聚集水平、机械振动对电气线路的影响。在不受干扰的前提下,不需要考虑干扰的敏感性和适应性。

敏感性是第二个表现脆弱的因子,同时也是一个系统的强健度。因为其灵敏度与其本身的材料性质有关,所以称之为“内在因子”。由于地铁的公共服务功能,电气设备与工作人员、旅客、工作人员共存在一个区域内,难免会受到影响,这一点可以减少,但不可能完全隔绝干扰。在干扰发生时,对危险的识别与处理、安全意识、设备本身的抗干扰能力等都是一项考验。提高员工和旅客的安全意识,提高设备的设计、材料和安装质量,确保设备在不影响设备运行的情况下,不需要考虑设备的适应性。

适应性是第三个表现因素,它反映了在干扰影响到系统稳定性的情况下,系统是否能够及时预警、调整,以达到对风险的有效控制、保证故障的安全性和减少损失。适应性的大小与其内在的随机响应函数有关,也就是所谓的内在因子。在设备本身不能抵抗干扰入侵而出现故障,甚至出现意外情况时,系统是否能够迅速做出响应,并采取相应的措施,使系统的适应性得到最大程度的改善。比如,由于电梯长期处于高负荷运行状态,导致电线老化、发热,导致绝缘层起火,并产生大量烟雾,如果在这个时候,FAS消防报警器能及时报警,让工作人员第一时间赶到,就能控制住火势,防止更大的灾害形成。但是,当转车通道内的自动报警器出现故障、消防装备缺乏等情况下,很有可能会导致交通事故发生。

4.地铁安全隐患治理对策

为了减少城市轨道交通的脆弱性,必须突出重点,并有针对性地进行相应的工作。采取有效降低暴露和敏感度的措施,是提高地铁应急管理能力和提高城市适应性的有效途径。

4.1.降低人员脆弱性,强化现场作业管理制度

要降低员工脆弱性,必须加强对员工的现场管理,加强对其工作的监督和核查,减少其在工作中的错误和三违率;要不断提升员工的个人素质,加强安全教育,加强安全知识,提升安全技能,端正员工的安全态度,从根本上改善员工的安全质量。提高管理人员的应变能力,提高紧急应变能力,在地铁线路发生故障或发现明火时,第一线的管理者可以迅速采取措施,将事故降到最低程度;在需要疏散大批旅客的情况下,可以保证旅客的安全和效率。

4.2.控制设备的脆弱性

设备的可靠度是保证轨道交通运行的重要依据。地铁车站的电气设备很多,因此要加强对电气设备的保护。对于电梯,广告灯箱,进出站闸机等需要长时间、高负荷运行的设备,都有很好的应用前景。在不能通过对暴露程度的控制来减少设备风险的情况下,可以采取设备的管理和维修措施来减少带病操作,加强前期的设备设计和安装工作,以确保设备的质量,提高设备的稳定性和可靠性。

4.3.控制环境的脆弱性

良好的车站环境能减少设备暴露,避免高温、潮湿、灰尘等不良环境影响,并保证关键电器附近没有易燃物和物料,减少室内的敏感性。车站内部的软环境也是一个很重要的因素,车站标识系统的改进和优化,可以帮助乘客在紧急情况下进行安全信息的交流,从而为旅客提供准确的交通信号,从而指导客流的流向。确保安全撤离工作顺利进行。

5.结束语

综上所述,上文从现有的脆弱性理论的角度出发,提出了基于脆弱性特征的递次呈现和控制的理论。结合地铁机电设备火灾脆弱性特征要素与人、机2个不同角度进行归类,建立了地铁机电设备火灾脆弱性影响因子模型,从人、机2个不同角度进行归类,构建地铁机电设备火灾脆弱性影响因子矩阵。

参考文献

[1]李浩然,王子恒,杨起帆,张亚君,欧阳作林.复杂网络下地铁灾害链演化模型与风险分析[J].中国安全科学学报,2021,31(11):141-147.

[2]陈艳芳.城市轨道交通系统脆弱性评价研究[D].重庆交通大学,2021.

[3]占庆林.地铁施工安全管理系统脆弱性评估研究[D].长沙理工大学,2021.

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