隨著鐵路在中國的迅速發(fā)展,無論是國內高速鐵路網還是城市軌道交通在速度和運能上都有了大幅度的提升。但是鐵路作為一個與公眾生活聯(lián)系日漸緊密的社會技術系統(tǒng),就要應對復雜多變的運行環(huán)境和交互耦合的內部功能。如果不能處理好系統(tǒng)的這種復雜性就可能造成嚴重的交通事故,從而給社會和鐵路行業(yè)帶來沉重的影響。傳統(tǒng)的事故分析方法很難系統(tǒng)全面地分析事故的致因,而基于系統(tǒng)理論的分析方法能夠解決由于系統(tǒng)的復雜性所造成的事故致因的非線性,功能共振分析方法(Functional Resonance Analysis Method,FRAM)就是其中一個代表。對于鐵路系統(tǒng)的事故分析,經典的FRAM分析方法在功能識別、變化描述以及共振分析上存在著一些不足。因此本文就這些問題為鐵路系統(tǒng)事故的功能共振分析提出一套改進的FRAM分析方法并進行應用,論文主要內容如下:(1)從拉斯穆森的系統(tǒng)分層入手,利用功能在抽象層次模型中的含義構建出鐵路系統(tǒng)功能中五個不同的功能層次:核心功能目的、組織抽象功能、人機廣義功能、運行實際功能和物理實現(xiàn)形式,并提出借助事故相關Agent與所分析功能層次相對應,在不同層級進行事故相關功能的識別。(2)充分明確系統(tǒng)中不同類型功能產生變化的原因和表現(xiàn)及其對功能耦合的影響,除了在時機和精確度層面的傳統(tǒng)語言定義之外,采用半定量化方法對系統(tǒng)功能中的本源變化、耦合影響以及場景效應進行表征,其中場景效應的半定量化描述通過不同程度的場景條件來表示。(3)提出結合圖論完成對FRAM模型功能分布的初步分析,并利用失效邏輯建模理論來實現(xiàn)事故中功能變化聚合的建模,在深度優(yōu)先原則的功能共振分析算法的指導下,分析功能共振中功能變化的聚合形式和結果,討論功能變化聚合中事故相關功能的脆弱性并提出相應的屏障措施。(4)以西班牙圣地亞哥列車脫軌事故作為事故案例分析的對象,在組織抽象功能層對線路的監(jiān)管和運營過程進行分析,在人機廣義功能層上對事故中列車日常運行的相關功能進行識別,并構建其功能網絡圖。對于系統(tǒng)中不同類型功能的變化進行分析,同時完成其半定量化的描述,利用功能變化聚合模型分析事故中的功能共振現(xiàn)象并針對相關功能的脆弱性提出對應的屏障措施。將案例分析中的FRAM分析結果與官方事故報告中以及使用其他事故分析方法,包括故障樹分析和Accimap,對該事故的致因分析進行比較,從而發(fā)現(xiàn)FRAM方法的優(yōu)勢與不足,為今后FRAM方法的應用和發(fā)展提出建議,不斷完善功能共振分析方法。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U298.5
【部分圖文】：

圖１－２論文內容結構圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑１．５邋本章小結逡逑本章首先從鐵路系統(tǒng)的運行特征分析出發(fā)，總結其運營風險和主要的危險源逡逑以識別鐵路事故發(fā)生的特點；然后結合事故分析領域的主要方法分別針對鐵路事逡逑故中人員、設備、環(huán)境和管理方面致因分析的有效性進行討論，并初步論證利用逡逑ＦＲＡＭ對鐵路事故進行分析的可行性；再對目前國內外的鐵路事故分析方法和逡逑ＦＲＡＭ的研宄現(xiàn)狀進行文獻綜述發(fā)現(xiàn)將ＦＲＡＭ方法應用于鐵路事故的不足以及需逡逑要改進的地方；最后對論文章節(jié)安排和主要結構進行介紹，并通過流程框圖的形逡逑式展示本文研宄內容的結構。逡逑１３逡逑

爾出錯的基礎。風險評估試圖了解績效變化難以或不可能監(jiān)控和控制的情況。而逡逑安全管理原則是促進日常工作，預測事態(tài)發(fā)展和事件，并保持適應能力去有效應逡逑對不可避免的異常［４４］。對于安全－Ｉ和安全－ＩＩ思維模式的框圖如圖２－１所示。逡逑安全－Ｉ逡逑（按灥想運行）邐＾邐（沒有不利事件）邐可接受的輸出逡逑（不符�。渝e誤）邐＾邐（事故，r2事件）＊可接受的輸出逡逑安全－ＩＩ邐邐邐邐逡逑（掙栜）邋可焌的輸出逡逑日常工作邐’逡逑（功能的變化）逡逑、ｒｒｒ＾ｚｒｎ不可接受的輸出逡逑（事故，不利事件）逡逑圖２－１安全－Ｉ與安全－ＩＩ的思維模式框圖［９］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔｈｉｎｋｉｎｇ邋ｍｏｄｅ邋ｂｌｏｃｋ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｓａｆｅｔｙ－Ｉ邋ａｎｄ邋Ｓａｆｅｔｙ－ＩＩ逡逑１８逡逑

物理學轉向安全分析。按照設計意圖的功能都是一個個系統(tǒng)產生的低幅度信號，逡逑噪聲則視為正常范圍內的功能變化，當某些的特定的功能變化在特定的條件下聚逡逑合到一起時，超出可檢測門限的功能共振信號便產生了。其原理如圖２－２所示。逡逑功能變化邋＾邐［＂可檢測門限逡逑圖２－２功能共振理論原理示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｆｌｉｎｃｔｉｏｎａｌ邋ｒｅｓｏｎａｎｃｅ逡逑在傳統(tǒng)的定義中，功能代表技術系統(tǒng)運作，活動代表人力／組織運作，在ＦＲＡＭ逡逑中將這兩個概念合并到“操作”的概念中。因為在社會技術系統(tǒng)內，運營單位可逡逑能是技術系統(tǒng)，人員或組織。技術系統(tǒng)的功能變化與設計和生產過程中產生的缺逡逑陷以及工作條件的突發(fā)性變化有關，例如環(huán)境和非預期輸入產生的影響。人類和逡逑１９逡逑

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本文編號：2819143