摘  要:筆者將運輸系統的危險分為兩類：固有危險、變動危險；并給出兩類危險的定義；對構成兩類危
險的因子進行了深入的討論；提出辨識運輸系統兩類危險的基本方法，即靜態辨識法和動態辨識法；對兩種方法的應用范圍及條件進行了初步界定。在對運輸系統進行危險辨識的基礎上，就如何運用控制論的理論與方法解決運輸系統的安全控制問題進行探討；提出系統安全狀況的惡化實際上是系統中危險因素失控的結果。保證系統安全的核心任務是對系統危險因子進行控制。就運輸系統而言，對系統變動危險因子的控制要比固有危險系統困難。
    關鍵詞:運輸系統；危險辨識；安全

1  引  言
    任何一技術系統，當它造福于人類的同時，也給人類帶來某些負面效應。因為，任何技術系統都具有危險性，運輸系統亦不例外。由于運輸系統中能量的巨大性、結構的復雜性及行為的動態性和不確定性，系統的危險更具隱蔽性和突發性，使得對運輸系統危險的辨識及控制較其他一般工業系統要困難得多。筆者從運輸系統的一般結構功能及運作方式人手，從方法論的角度探討運輸系統危險辨識問題。
2  運輸系統中的危險
    運輸系統以實現人與物的位移為根本目的，任一運輸系統只要具備了“車”、“路”兩個子系統，它就具備了運輸功能。現代化的運輸系統要求系統應具備安全、快速、準時、舒適地實現人、物位移的能力。系統功能的提升使得系統的構成、運作、管理更趨復雜。就運輸系統而言，無論其現代化程度如何，也無論其采用何種運輸方式(如鐵路、公路、航空、水運)，其基本構成都可分為幾個子系統：載運工具子系統、運輸線路子系統、交通控制子系統、維修養護子系統、管理指揮子系統。系統結構如圖1所示。

    從圖1可知：現代化運輸系統是一個由管理、指揮子系統為中心的多子系統構成的龐大的復雜系統。該系統是一個連續運動的系統，系統中各要素始終處于變化之中，各要素間作用關系十分復雜。因此，系統的管理與運作的困難程度大大高于一般工業系統，特別是系統的安全可控性，其復雜程度更是一般工業系統難以相比的。
  　運輸系統安全可控性的前提與核心是對系統中危險的辨識，如果危險辨識的問題得以圓滿解決，安全控制的問題便會迎刃而解。系統危險是客觀存在的，如何辨識才是關鍵所在。為了有效地對系統危險進行辨識，運輸系統中的危險應被分作兩類：一類為固有危險，另一類為變動危險。
  　所謂固有危險是指由系統自身性質與結構所決定的，與系統共生的，對系統的安全始終構成潛在威脅的，在某種條件下將會對系統的運作可靠性造成重大影響的一種客觀存在；
　  所謂變動危險是指在系統運動過程中，系統中各要素相互作用，在各種內外部條件影響下，可能導致系統狀態惡化的一種變化著的客觀存在。以上對固有危險與變動危險的闡述，可視為是對兩類危險的定義，為了便于討論問題，給出運輸系統運作模型，如圖2所示。

　　

 　 從圖2得知，人、物流進入系統后，就變成了載運工具流。載運工具流是運輸系統最基本的運作形式。鐵路系統是列車流，公路系統是機動車流，民航系統飛機流，水運系統是航舶流。對運輸系統運作的管理本質是對系統中載運工具流的管理。
  　就安全而言，管理體現的則是對系統中“流”的疏導。疏導是為了避免“流”的紊亂。“流”的紊亂將會導致“流”的堵塞，甚至是沖突，致使系統狀態惡化引起功能下降或喪失。除了不可抗拒的原因外，運輸系統中“流”的紊亂多由系統危險引起。換句話說，運輸秩序的紊亂，系統危險是主要誘因。
 　 在運輸系統中，載運工具流的速度應視為是運輸系統的固有危險，速度是運輸系統效率的重要體現。一般的工業系統，其效率與安全往往是矛盾的，企業管理的目標就是在效率與安全間尋找平衡點，這一特點同樣適用運輸系統。運輸系統在某種意義上速度與安全是對立的，呈現某種相互制約的關系。運輸系統“流”的速度構成系統的諸子系統能力(功能)的制約。本質上講，諸子系統的能力，是由最小的子系統能力所決定。因此，從宏觀角度對運輸系統固有危險的辨識，可歸結為對各子系統功能水平的辨識。
  　另外，需要說明，隨著系統技術水平與管理水平的提高，系統中的“流”的速度亦不斷提高，其對“流速”起制約的因素可能隨條件的改變而改變，譬如可能由A子系統轉為B子系統。對固有危險的辨識并不是一成不變的，而是變化的。“速度”作為運輸系統的固有危險，不管條件如何改變，卻是始終存在的。
    變動危險指系統中的危險是變化的，這種變化具有3個基本特征：
    ①危險程度的變化性，即系統中的危險隨系統內外條件的改變發生程度上的變化，亦可能增大，亦可能減小；
    ②危險軌跡呈隨機游走性，從宏觀角度表現為在各子系統間的游動，類似于證券市場熱點板塊輪動；
    ③危險征兆的突發性，受人們對客觀事物的認識水平限制，一些危險征兆往往不易被查覺，待到被查覺已是非常明顯，故在感覺上是一種突變。
    鑒于以上分析，顯然對系統變動危險的辨識要比對固有危險的辨識來得困難。
3  運輸系統的危險辨識
    系統的危險辨識在可操作層面應歸結為對系統中危險因子的辨識，運輸系統的危險分為固有危險與變動危險兩類，故危險因子也應為兩類：固有危險因子與變動危險因子。危險因子存于各子系統，通過相互作用關系，在某種誘發因素作用下，對系統構成威脅或破壞，使系統狀態惡化，功能下降。對系統危險辨識分為兩個層面：總體辨識與局部辨識。總體辨識是第一步，應根據系統的輸出進行辨識。運輸系統的輸出可用系統的質量指標“安全”、“正點”來表達。危險辨識系統如圖3所示。

　　　　　

    圖3中系統的輸出“安全”、“正點”全面表征了運輸系統的狀態。通過對輸出進行辨識，可在整體上把握系統所面臨的危險，了解危險對系統的破壞程度，從而對系統輸入進行調整。關于干擾，這里定義的是不可抗拒力，它對系統造成的危險與破壞不在辨識之列。
    局部危險辨識是對各子系統進行的辨識。首先，對各子系統固有危險因子的辨識，一般可對子系統的結構及性質做深入分析后即可獲得。譬如通過分析可知，系統中固有危險因子應是“速度”、“駕駛疲勞”、“單調”、“極限反應能力”、“線路曲線”、“線路交叉點”、“構造速度”等。對于系統的變動危險因子的辨識，因變動危險因子的隱蔽性與隨機游走性，用一般分析方法很難得到滿意結果。變動危險因子的隱蔽性可通過對系統危險征兆的實時采集與分析進行探查，而隨機游走性的危險因子則要用概率論與數理統計的理論與方法解決。其基本方法是對運輸系統多年事故資料進行數理統計處理，以期獲得變動危險因子的活動規律。
    以上對系統危險因子的識別方法可歸結為兩類：對固有危險因子的識別采用的是分析法，可稱為“靜點辨識法”；對變動危險因子的辨識是實時征兆采集與數理統計方法。該方法都具有動態性質，故而稱“為動態辨識法”。
4  關于對運輸系統危險的控制
    實現對運輸系統危險的有效控制，首先需要構建一個完善控制系統。根據控制論原理，運輸系統的安全控制系統應是一個閉環控制系統，系統結構如圖4所示。

　　

    圖4表明，實現系統安全控制，必須有危險控制環節和危險辨識環節共同參與和運輸系統構成一個閉環系統。危險辨識系統充當反饋環節，危險控制系統則是運輸系統的前級輸入。由圖4看出，根據系統輸出進行危險辨識，再將辨識結果作為系統的輸入是實現系統安全控制的基本途徑。
    保持系統安全狀態良好的基本方法是對系統中的危險因子實行有效的控制。就運輸系統而言，首先要考慮的是對系統中車流速度的控制。車流速度的控制分兩個層面。
    第一層面是由系統技術條件與管理水平決定的系統車流的目標速度。系統車流的目標速度問題至關重要，關系到系統的效率與安全。系統的車流目標速度的確定是一個過程，是一個關于系統固有危險的辨識過程。
    第二層面是關于運輸系統在運營過程中，在不同時空條件下的車流速度控制，或稱為系統過程車流速度控制，是在系統目標速度已確定的前提條件下，一種時常的速度控制。過程車流的速度控制呈一定的時變性。譬如“曲線段”、“交叉口”、“事故多發地(段)”的限速，這種限速往往隨技術條件與管理條件變化而變化。系統車流的目標速度與系統車流過程速度的辨識與控制，是影響系統安全的最為重要的因素，如果速度值超出系統的客觀容許能力，系統安全就會面臨失控。
    運輸系統中的危險因子，一些呈絕對性，一些呈相對性。譬如“駕駛疲勞”、“單調”呈相對性，可通過一定的技術措施予以弱化或消除；而對于呈絕對性的“極限反應能力”只能通過一定技術措施去限制各種可能超出人的反應能力的不利因素，即做到機宜人。
    系統安全控制的難點更多的集中在對變動危險因子的識別與控制上，變動危險因子所具有的隱蔽性與隨機性，使得對其的辨識與控制顯得相當困難，以現有的辨識方法得到的辨識結果往往可能是這樣的表述：某種(些)危險因子以x％可能性存在于某子系統中，在未來的某個時期將以x％的可能對系統造成危害。因此，由于辨識精度的誤差，給系統的安全控制帶來的難度是顯而易見的。所以，需要不斷地在理論上與實踐中進行探索。通過建立物理、數學模型，創新對系統危險的辨識方法，提高辨識精度，以實現運輸系統的安全最大化。
5  結  語
    實現運輸系統的安全化是現代社會可持續發展的必需，由于運輸系統所具有的特殊性質，系統的安全問題面臨巨大挑戰。在社會經濟不斷發展、科技不斷進步的今天，交通給人類造成的危害，使人們越來越關注交通運輸安全，有關運輸系統的管理者與研究者，長期以來一直不懈地尋求實現系統安全的理論與方法。
    筆者從宏觀與系統角度及方法論的層面，對實現運輸系統安全的途徑與方法進行了探討，就運輸系統中的危險及危險分類、危險辨識、系統的安全可控性諸問題進行了討論，提出了一些基本概念與方法。至于運輸系統危險辨識的具體方法仍需要進一步的長期研究。
(摘自：《中國安全科學學報》2004.4)