张铁钢
(中国国家铁路集团有限公司 货运部,北京 100844)
铁路货运安全是铁路货运组织的红线和底线,是确保铁路货运增量、推动铁路货运高质量发展的基础支撑。为进一步提升铁路运输安全管理水平,中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)提出了构建安全双重预防机制,即以风险分级管控、隐患排查治理为重点,从源头上系统辨识、分级管控风险,全面排查风险管控过程中可能出现的缺失、漏洞和风险控制失效环节,在事故发生之前消灭隐患[1]。长期以来,铁路货运系统按照“管业务必须管安全,管生产必须管安全”的思路,就集装箱、危险货物等专业化运输形成了货运安全管理标准。但由于货运领域业务场景复杂、涉及要素众多、作业环节较长等特征,传统依靠人工盯控、经验决策的安全管理模式,难以及时准确识别风险源,增大了货运安全风险管理难度。尤其是在货运票据实施电子化、智能技术加快商业化应用等内外部环境下,提升铁路货运安全风险识别能力,推动铁路货运安全风险管理从经验决策向数据决策转型升级,成为铁路货运高质量发展面临的重要问题[2-3]。
铁路货运安全管理体系主要由管理主体、业务场景、设施设备、信息系统、规章制度等要素组成。各管理主体按照领导负责、分工负责、专业负责、岗位负责的要求,承担货运安全管理职责,运用规章制度、信息系统、设施设备等措施手段,对铁路货运全过程业务场景进行安全管理。其中,按照作业场所业务场景可划分为货运场站安全管理和货物在途运输安全管理。货运场站安全管理是指对货运场站内开展货物受理、货物存储、货物装卸、站内走行、货物交接等业务的安全管理和专用线交接检查处的装车源头、卸车交付安全管理;货物在途运输安全管理是指在途运输货物装载状态的安全管理。铁路货运安全管理体系架构如图1 所示。
基于全面质量管理理论,铁路货运安全风险可以从人员、设备、货物、管理、环境5 大维度进行解析。铁路货运安全风险组成情况如图2 所示。
(1)人员风险。人员风险包括作业行为安全风险和交通行为安全风险。作业行为安全风险,主要指货运作业人员在货物交接、装卸、仓储、交付等作业环节中,由于未按要求采取安全防护措施或措施不当等行为,造成作业人员伤亡的安全风险;交通行为安全风险,主要指货运作业人员、客户、司机等主体,在场站内位置变化产生的风险,如未按引导指示在站内走行、未经授权闯入作业场地等行为。
图2 铁路货运安全风险组成情况Fig.2 Composition of risks for railway freight safety
(2)设备风险。设备风险包括设施设备状态、设备交通行为和设备作业行为的安全风险。设施设备状态安全风险,主要是由于运用年限久、设备质量差等因素所造成的设施设备基础硬件组成部分状态风险;设备交通行为安全风险,主要是指以叉车、正面吊等为主的场站内装卸搬运设备和汽车车辆,在站内走行时未按引导指示、未经授权侵入等行为造成货物损坏、人员伤亡、设施设备受损的交通行为安全风险;设备作业行为安全风险,主要是指安检设备、装卸设备、安防设备、货运安全计量设备等设施设备,在货运场站内开展货物交接、装卸、仓储、交付等作业时,由于未按要求采取安全防护措施或措施不当,造成货物损坏、人员伤亡、设施设备损坏的安全风险。
(3)货物风险。货物风险主要包括货物受理风险、交接检查风险、装载状态风险。货物受理风险是指客户提报品名与办理限制不匹配的风险。交接检查风险是指客户匿报品名、夹带危险货物而造成的风险和专用线交接检查风险。其中,专用线交接检查风险是指专用线装运货物与货物运单记载不一致,以及专用线装运货车及集装箱门、窗、盖、阀,和货物装载加固、篷布苫盖、施封等状态不良所产生的安全风险。装载状态风险是指货物装车过程中,由于装载方案落实不到位或运输过程中环境变化,造成货物超载、偏载、超限、洒落等安全风险。
(4)管理风险。管理风险主要是指制定的管理制度、技术规章和作业规范等管理文件,未充分考虑铁路货运场景安全隐患所产生的风险。近几年货源结构变化、集装化程度提升、先进技术创新应用等现象与趋势,使得现有的管理制度、规章及规范难以满足现场实践需要,迫切需要优化调整部分规章制度要求。
(5)环境风险。环境风险主要包括作业环境状态风险和装载环境状态风险。作业环境状态风险是指货物在仓储、装卸、运输、配送等作业环节中,由于大风、高温、雨雪等天气原因和盗窃、破坏等入侵行为造成货损货差的安全风险。装载环境状态风险是指货物所处的载运工具和集装化器具装载环境中,温度、湿度、压强等环境状态与货物运输条件不相符所产生的风险。
风险管理主要包括风险识别、风险评价、风险应对和风险监控4 个部分。构建“安全双重预防机制”的目的,就是针对安全生产领域“认不清、想不到”的问题,强调安全生产关口前移,从隐患排查治理前移到安全风险管控[4]。而铁路货运安全风险识别主要依赖人工经验决策和人眼现场盯控,风险源状态信息采集不够精准、安全评价指标体系较不健全、安防技术装备比较落后、管理规章制度优化不够及时等问题较为突出。
(1)风险源状态信息采集不够精准。当前铁路货运场站内人员、货物、设备要素的实时状态信息采集主要以人眼现场盯控、手工录入系统的方式为主,存在信息采集不及时,错报、误报等现象,难以满足对风险源状态全方位的实时感知需求,造成风险研判不及时或研判失误。
(2)安全评价指标体系较不健全。当前铁路货运安全风险评估主要利用综合评分法,难以充分考虑场站规模、所处区域、货源结构等因素的影响,评估结果精准度需要进一步提升[5]。例如,东部地区货运场站白货货源规模较大,对货物安检查危作业要求较高;西北部地区大宗煤炭货源规模较大,对煤炭抑尘作业要求较高。
(3)安全防护技术装备比较落后。在人工智能技术商业化应用日益成熟条件下,按照“机器换人”的发展理念,铁路客运系统、车辆系统应加快智能安防技术应用,推动技术装备创新升级[6]。当前铁路货运场站安全视频监控、防护信号布设、装卸过程巡检等安全防护均需要人工现场操作,安全防护技术装备急需进行智能化升级。
(4)管理规章制度优化不够及时。随着货源结构、技术创新、装备集成、场站条件等内外部环境变化,铁路管理规章制度与现场作业组织出现一定程度上的不匹配,产生风险项点覆盖不全、风险管控措施不到位等问题,增加了铁路货运现场作业难度和强度。
针对铁路货运安全风险主要依靠人工经验决策和人眼现场盯控的方式,难以确保风险防范质量的问题,从风险状态信息自主采集、构建分场景风险评估模型、创新智能技术集成应用和持续优化货运管理规章制度4 方面提出铁路货运安全风险管理优化措施。
充分利用定位装置、物联网设备、视频监控等技术手段,建立货运场站和在途运输行为状态的泛在感知网络,实现人员、车辆、货物等要素状态信息的自主采集,实现由人眼现场盯控向设备自主感知转型升级。
(1)以定位装置为载体,实现时空位置追踪。针对人、车、货等对象时空位置缺乏监控手段的问题,运用不同技术手段采集时空数据。面向内部作业人员及外部访客,运用具备定位功能的便携设备,以基站定位等技术为核心,实时采集各类人员交通走行及场站作业的时空数据;面向场站内各类移动装备,以北斗定位、无线定位、光学定位等技术为核心,实时采集移动装备在室内外不同场景中的时空数据;面向集装箱、冷链等各类货物,运用射频识别、北斗定位等技术,实时采集货物在配送、装卸、搬运、堆存等作业场景中的时空数据[7]。
(2)以物联网设备为载体,实现运行状态感知。针对货运作业状态无法实时掌控的问题,运用不同技术手段实时采集数据。面向内部作业人员,运用射频识别等设备,以近程通讯技术为核心,实现身份认证数据的自动采集;面向铁路车辆、公路运输、场站作业等装备,运用速度传感器、能耗传感器等设备,以信号处理及识别技术为核心,实现铁路车辆、公路汽车及装卸搬运装备的速度、能耗、运用记录等数据的实时采集;面向场站内各类货物,运用压力传感器、温湿度传感器等设备,实现货物装载状态、存储环境等数据的实时采集。
(3)以视频监控设备为载体,实现生产行为监控。针对视频图像人工盯控造成安全信息漏报错报的问题,运用不同技术手段智能采集数据。面向园区内各类人员,运用摄像头等监控设备,以人脸识别等技术为核心,实现园区内人员作业行为、交通行为等数据的智能采集识别;面向铁路、公路及装卸搬运装备,运用工业相机等监控设备,以OCR 文字识别、图像识别等技术为核心,实现车号、车型、铁路车辆外观状态、交通行为、作业行为等数据的智能采集识别;面向场站内各类货物,运用各类货物检验设备,以机器视觉等技术为核心,实现货物外观、货物品类等数据的智能采集识别。
为有效提升铁路货运安全风险评估能力,划分铁路货运场站、货检站、在途运输3 大业务场景,立足货运业态或物流要素构建安全评估模型及方法,为科学评估铁路货运安全风险提供技术支撑。
(1)货运场站安全风险评估。虽然不同货运场站功能布局、设施设备配置等差异明显,但货运业务组成基本保持一致。因此,铁路货运场站安全风险评估指标体系构建,应围绕货物受理、交接、装卸、仓储、交付5 个主要环节,从人员、货物、设备等对象状态安全维度设计评价指标。
(2)货检站安全风险评估。铁路货检站的业务内容主要包括列车预检、现场检查和整理等内容,作业方式差异较大。因此,铁路货检站安全风险评估指标体系构建,应当围绕人员、货物、设备等对象状态安全和作业安全维度设计评价指标。
(3)在途运输安全风险评估。在途运输安全风险主要是指铁路货车车辆在区间行驶时,产生货物状态、装载状态异常等安全风险。因此,在途运输安全风险评估指标体系的构建,应围绕货物、装载加固材料及装置等对象安全状态维度设计评价指标,重点对技术作业前后货物装载安全状态进行评价指标设计。
铁路货运系统已经积累大量的生产数据,迫切需要运用大数据技术,发挥规模化数据的作用。一是推进既有铁路信息系统互联互通,铁路货运安全风险是一项系统工程,需要车务、机务、工务等不同专业系统的协调运作,打通铁路信息系统间的数据壁垒,实现基础数据的互联互通。二是创新货运安全风险预测预警技术,基于系统互联互通构建的数据资源池,构建重点区域、重点品类、重点环节等风险项点的智能预测预警模型,提升铁路货运安全风险监控能力。三是创新图像识别、智能感知等智能技术集成创新应用,实现外观、重量、尺寸、温度等多维货物装载状态智能感知与识别,提升装车源头、在途运输、卸车交付的货物装载状态多维度感知能力,实现铁路货运安全风险的超前预警[8]。
铁路货运规章制度能够实现对铁路货运安全管理的全方位指导,但由于不同货运场站的作业场景复杂程度和差异程度区别较大,各铁路局集团公司和货运站段应根据自身的业务场景和生产组织需要,对上层管理制度或管理办法进行细化分解。一是落实安全检查责任制,充分运用日常检查、问题抽查、信息截查等检查制度,分类分级应对货运安全风险。二是建立安全风险互控机制,确保全过程风险一体化管控,以安检作业为例,建立受理、交接、装卸等多环节安检互控流程,发现信息不对称及时停止业务流程,控制夹带货物、匿报品名等安全风险。三是将通过现场应用已经能够替代人眼现场盯控或人工经验决策的先进技术手段,纳入规章制度及管理细则,逐步提升铁路货运安全防护管理水平。
铁路货运安全管理是铁路从运输生产型向运输物流型转型发展的基础保障。在智能技术加速商业化、社会人口老龄化加剧等背景下,传统铁路货运安全管理模式迎来巨大变革。因此,需要加快研究大数据、图像识别、知识图谱、物联网等技术在铁路货运安全管理领域的集成应用,推动装车源头、在途运输、卸车交付全过程安全风险管理体系的系统优化,为完善风险评估模型、实现信息自动采集提供理论依据,有力支撑铁路货运安全管理转型升级。