本發(fā)明涉及鐵路工務(wù)設(shè)備管理領(lǐng)域，特別是涉及一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鐵路設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性的計(jì)算是鐵路設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，通常主要使用3種方法來(lái)估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)可能性。

1)專家調(diào)查法。鐵路部門較多采用召開專家會(huì)的形式，分析設(shè)備故障、事故原因和進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。專家調(diào)查法是對(duì)多位相關(guān)的專家進(jìn)行反復(fù)的咨詢和意見反饋，來(lái)確定影響項(xiàng)目的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，制成項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素調(diào)查表，再由有關(guān)專家和工作人員對(duì)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素在項(xiàng)目壽命周期內(nèi)出現(xiàn)的可能性和對(duì)項(xiàng)目的影響程度進(jìn)行定性估計(jì)，最后對(duì)調(diào)查表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，獲得各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布和可能的影響結(jié)果。常用的專家調(diào)查法主要有：頭腦風(fēng)暴法和德爾菲法。

2)情景分析法。情景分析法是通過(guò)分析未來(lái)可能發(fā)生的各種情景，以及各種情景可能產(chǎn)生的影響來(lái)分析風(fēng)險(xiǎn)的方法。情景分析可用來(lái)預(yù)計(jì)威脅和機(jī)遇可能發(fā)生的方式，并且適用于各類風(fēng)險(xiǎn)，包括長(zhǎng)期和短期風(fēng)險(xiǎn)分析。在周期較短和數(shù)據(jù)充分的情況下，可以從現(xiàn)有情景中推斷出可能出現(xiàn)的情景。對(duì)于周期較長(zhǎng)或數(shù)據(jù)不充分的情況，情景分析的有效性更依賴于合乎情理的想象力。針對(duì)某些特定的場(chǎng)景，鐵路部門管理人員也采用情景分析法分析一些特定的鐵路運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

3)故障樹和事件樹分析方法。故障樹分析是一種圖形演繹的故障分析方法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法。它將系統(tǒng)故障形成的原因(包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等)進(jìn)行分析，畫出邏輯關(guān)系圖(即故障樹)，從而確定系統(tǒng)故障的原因和發(fā)生的概率。事件樹分析是一種按照故障(事故)發(fā)展的時(shí)間順序，由初始事件開始推論可能的后果，從而進(jìn)行危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)因素辨識(shí)的方法。利用故障樹和事件樹等技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)可能性，當(dāng)歷史數(shù)據(jù)無(wú)法獲取或不夠充分時(shí)，通過(guò)分析系統(tǒng)、活動(dòng)、設(shè)備或組織及其相關(guān)的失效或成功狀態(tài)來(lái)推斷風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性，是目前鐵路機(jī)務(wù)、車輛等部門常用的風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

現(xiàn)有鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性的獲取方法主要存在的以下問(wèn)題：

1)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)定量分析不足。已有的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析多以定性分析為主，缺少定量分析，主要原因在于鐵路工務(wù)設(shè)備具有長(zhǎng)、大和連續(xù)的特點(diǎn)，鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件相關(guān)因素，如地質(zhì)、氣象等環(huán)境因素描述起來(lái)困難，難以數(shù)量化。

2)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析缺乏系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的適合鐵路工務(wù)設(shè)備特點(diǎn)的分析方法和信息技術(shù)手段。

3)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析位置精度過(guò)低。鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析的空間位置精度不高，通常的分析對(duì)象為鐵路局(一般管轄7000～1000公里延展長(zhǎng)度正線)、工務(wù)段(一般管轄1000～1500公里延展長(zhǎng)度正線)或線路區(qū)間(一般20～100公里延展長(zhǎng)度正線)，分析的線路范圍過(guò)于寬泛，難以精確定位到具體空間位置，風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)缺乏針對(duì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法及系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能定量分析鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性，并準(zhǔn)確定位發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事件的鐵路工務(wù)設(shè)備的具體位置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法，包括：

讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路工務(wù)設(shè)備信息，確定為部件；讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息，確定為事件；讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路線路信息；

將所述鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中管理的鐵路線路按照預(yù)定的網(wǎng)格劃分規(guī)則劃分為若干個(gè)單元網(wǎng)格；

對(duì)所述單元網(wǎng)格、所述部件和所述事件進(jìn)行編碼；

以所述單元網(wǎng)格、所述部件和時(shí)間三個(gè)特征為依據(jù)對(duì)所述鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，得到鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息；

以所述鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息、編碼后的單元網(wǎng)格、部件和事件為依據(jù)，建立鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；

將所述鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中存在安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的所述事件確定為風(fēng)險(xiǎn)事件；

確定導(dǎo)致所述風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的致災(zāi)因子；

計(jì)算每一所述致災(zāi)因子在每一所述單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率；

對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)事件的所有所述致災(zāi)因子的發(fā)生概率加權(quán)求平均值，得到所述風(fēng)險(xiǎn)事件在所述單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率。

可選的，所述將所述鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中管理的鐵路線路按照預(yù)定的網(wǎng)格劃分規(guī)則劃分為若干個(gè)單元網(wǎng)格，具體規(guī)括：

對(duì)所述鐵路線路從長(zhǎng)度上進(jìn)行網(wǎng)格劃分，及對(duì)所述鐵路線路上的鐵路工務(wù)設(shè)備從空間上進(jìn)行網(wǎng)格劃分；所述單元網(wǎng)格是長(zhǎng)度為200米范圍內(nèi)的鐵路線路所占網(wǎng)格空間。

可選的，所述風(fēng)險(xiǎn)事件是以日常安全管理信息、安全問(wèn)題庫(kù)、歷史事故案例和相關(guān)安全規(guī)則及辦法為基礎(chǔ)信息而確定，所述風(fēng)險(xiǎn)事件包括鋼軌折斷、路基沉降、水害、違章施工作業(yè)、周邊環(huán)境不良、道口事故、線路設(shè)備質(zhì)量不良、橋梁結(jié)構(gòu)性嚴(yán)重病害、隧道嚴(yán)重病害、脹軌跑道、工務(wù)機(jī)械運(yùn)行事故和房建設(shè)備病害。

可選的，所述確定導(dǎo)致所述風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的致災(zāi)因子，具體包括：

讀取所述鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中與所述風(fēng)險(xiǎn)事件有關(guān)的特征信息；

判斷所述特征信息是否能導(dǎo)致所述風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生；

如果是，確定所述特征信息為致災(zāi)因子。

可選的，所述計(jì)算每一所述致災(zāi)因子在每一所述單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體包括：

一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格中m個(gè)部件上發(fā)生，第k個(gè)單元網(wǎng)格中共有n個(gè)部件，則致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率計(jì)算公式為：

可選的，所述計(jì)算每一所述致災(zāi)因子在每一所述單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體包括：

致災(zāi)因子s按嚴(yán)重程度劃分為l個(gè)等級(jí){r1,...,rl}，一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s的第i個(gè)等級(jí)ri在第k個(gè)單元網(wǎng)格中mi個(gè)部件上發(fā)生，第k個(gè)單元網(wǎng)格中共有n個(gè)部件，致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率可采用以下計(jì)算公式如下：其中αi反映致災(zāi)因子s的第i個(gè)等級(jí)ri的影響程度。

可選的，所述計(jì)算每一所述致災(zāi)因子在每一所述單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體包括：

在第k個(gè)單元網(wǎng)格中，將一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s的取值范圍劃分為l個(gè)等級(jí){v1,...,vl}，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)變化規(guī)律模型威布爾分布函數(shù)計(jì)算l個(gè)等級(jí)分別對(duì)應(yīng)的l個(gè)概率：{p1,...,pl}，根據(jù)s取值的等級(jí)vi確定致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率為pi。

可選的，所述風(fēng)險(xiǎn)事件在所述單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率的計(jì)算方法包括：

風(fēng)險(xiǎn)事件z有q個(gè)致災(zāi)因子{s1,...,sq}，根據(jù)每個(gè)致災(zāi)因子si在單元網(wǎng)格k中的發(fā)生概率計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)事件z在單元網(wǎng)格k中的發(fā)生概率為：其中ωi為加權(quán)系數(shù)，反映致災(zāi)因子si的影響程度。

可選的，所述對(duì)所述單元網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行編碼，具體包括：

對(duì)單元網(wǎng)格進(jìn)行編碼，單元網(wǎng)格編碼從左到右依次為線路代碼、行別代碼、位置代碼和網(wǎng)格順序碼；所述線路代碼、行別代碼與鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中線編號(hào)一致；所述位置代碼為網(wǎng)格劃分的起點(diǎn)里程的公里數(shù)；所述網(wǎng)格順序碼為一整公里內(nèi)網(wǎng)格的順序號(hào)；

對(duì)部件進(jìn)行編碼，部件編碼從左到右依次為單元網(wǎng)格編碼、部件大類代碼、部件小類代碼和部件順序碼；所述部件順序碼為同一單元網(wǎng)格內(nèi)同一類部件的順序號(hào)；

對(duì)事件進(jìn)行編碼，事件編碼從左到右依次為部件編碼、事件大類代碼和事件小類代碼。

本發(fā)明還提供了一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)的鐵路線路、鐵路工務(wù)設(shè)備、鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息及所述屬性信息歷經(jīng)的時(shí)間；

處理模塊，用于將所述鐵路線路劃分成單元網(wǎng)格，定義所述鐵路工務(wù)設(shè)備為部件，定義所述鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息為事件，對(duì)所述單元網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行編碼，以空間、專題和時(shí)間三個(gè)特征為依據(jù)對(duì)所述網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行數(shù)據(jù)整合；

鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)和所述處理模塊處理后的數(shù)據(jù)；

鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)存儲(chǔ)模塊，用于確定存在安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的所述事件為風(fēng)險(xiǎn)事件，并存儲(chǔ)所述風(fēng)險(xiǎn)事件；用于分析判斷導(dǎo)致所述風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的因素，確定致災(zāi)因子，并存儲(chǔ)所述致災(zāi)因子；

風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算模塊，用于計(jì)算每一所述致災(zāi)因子在每一所述單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率和所述風(fēng)險(xiǎn)事件在所述單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明是從鐵路工務(wù)設(shè)備管理信息系統(tǒng)(permanentwayofrailwaymis，pwmis)中獲取鐵路工務(wù)設(shè)備信息和鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)信息，由于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)更新的，保證了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算的實(shí)時(shí)性，提高了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析的效率。

本發(fā)明將長(zhǎng)大連續(xù)的鐵路線路按照預(yù)定的網(wǎng)格劃分規(guī)則劃分成較小的線路區(qū)段，每個(gè)區(qū)段單元稱為單元網(wǎng)格，主要以單元網(wǎng)格為研究單元，因此，可以通過(guò)確定單元網(wǎng)格的方式確定風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的具體位置，提高了確定鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間發(fā)生的空間位置的精度。

本發(fā)明將從pwmis中獲取鐵路工務(wù)設(shè)備信息和鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)信息以及劃分的單元網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼及數(shù)據(jù)整合，確定風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子，對(duì)單元網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子的發(fā)生概率進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性的定量分析，解決了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)因素描述的定量描述難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鐵路工務(wù)設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管理從定性描述到定量計(jì)算的進(jìn)步。

利用發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)，管理者可快速計(jì)算所管轄的鐵路線路上每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子在所有網(wǎng)格內(nèi)的發(fā)生概率，篩選高風(fēng)險(xiǎn)事件及高概率致災(zāi)因子，重點(diǎn)關(guān)注發(fā)生概率較高的風(fēng)險(xiǎn)事件和發(fā)生概率較高的致災(zāi)因子，以及對(duì)它們所在的單元網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)，提高了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的針對(duì)性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明中網(wǎng)格編碼構(gòu)成圖；

圖3為本發(fā)明中部件編碼構(gòu)成圖；

圖4為本發(fā)明中事件編碼構(gòu)成圖；

圖5為本發(fā)明中單元網(wǎng)格、部件和事件的整合關(guān)系圖；

圖6為本發(fā)明提供的基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法及系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能定量分析鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性，并準(zhǔn)確定位發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事件的鐵路工務(wù)設(shè)備的具體位置。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法，包括：

步驟101：讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路工務(wù)設(shè)備信息，確定為部件；讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息，確定為事件；讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的鐵路線路信息；

步驟102：將鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中管理的鐵路線路按照預(yù)定的網(wǎng)格劃分規(guī)則劃分為若干個(gè)單元網(wǎng)格；

步驟103：對(duì)單元網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行編碼；

步驟104：以單元網(wǎng)格、部件和時(shí)間三個(gè)特征為依據(jù)對(duì)鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，得到鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息；

步驟105：以鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息、編碼后的單元網(wǎng)格、部件和事件為依據(jù)，建立鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟106：將鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中存在安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的事件確定為風(fēng)險(xiǎn)事件；

步驟107：確定導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的致災(zāi)因子；

步驟108：計(jì)算每一致災(zāi)因子在每一單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率；

步驟109：對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件的所有致災(zāi)因子的發(fā)生概率加權(quán)求平均值，得到風(fēng)險(xiǎn)事件在單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率。

本實(shí)施例中將長(zhǎng)大連續(xù)的鐵路線路按照預(yù)定的網(wǎng)格劃分規(guī)則劃分成若干個(gè)單元網(wǎng)格，主要以單元網(wǎng)格為研究單元，因此，可以通過(guò)確定單元網(wǎng)格的方式確定風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的具體位置，提高了確定鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間發(fā)生的空間位置的精度。而且本實(shí)施例將從pwmis中獲取鐵路工務(wù)設(shè)備信息和鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)信息以及劃分的單元網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼及數(shù)據(jù)整合，確定風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子，對(duì)單元網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子的發(fā)生概率進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性的定量分析，解決了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)因素描述的定量描述難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鐵路工務(wù)設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管理從定性描述到定量計(jì)算的進(jìn)步。

下面詳細(xì)介紹本發(fā)明提供的獲取方法：

對(duì)于上述步驟101-105：

(1)鐵路線路網(wǎng)格劃分

對(duì)鐵路線路從長(zhǎng)度上進(jìn)行網(wǎng)格劃分，及對(duì)鐵路線路上的鐵路工務(wù)設(shè)備從空間上進(jìn)行網(wǎng)格劃分。根據(jù)鐵路工務(wù)設(shè)備狀態(tài)描述的需要，將連續(xù)的鐵路線路離散化，即按200米長(zhǎng)度進(jìn)行分割，形成許多小的線路區(qū)段，每個(gè)線路區(qū)段稱為單元網(wǎng)格。例如：將鐵路線路劃分為k個(gè)單元網(wǎng)格(1,2,…,k,…,k)，如某鐵路局管轄一條營(yíng)業(yè)長(zhǎng)度950公里的雙線鐵路，線編號(hào)為“0086”，上下行分別按200米長(zhǎng)度劃分單元網(wǎng)格，共劃分為9500個(gè)單元網(wǎng)格。

將單元網(wǎng)格中的鐵路工務(wù)設(shè)備稱為部件，對(duì)于在空間特征上長(zhǎng)度超過(guò)200米的連續(xù)設(shè)備或長(zhǎng)大設(shè)備，跨多個(gè)網(wǎng)格，需要?jiǎng)澐殖啥鄠€(gè)部件，隸屬不同單元網(wǎng)格，有利于設(shè)備狀態(tài)細(xì)分、病害定位。有利于提高風(fēng)險(xiǎn)事件定位的精確性。

采用事件描述鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)，即鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息，反映部件的一種狀態(tài)，可通過(guò)檢查或檢測(cè)手段獲得，也包括與部件有關(guān)的各種管理行為。事件能夠反映部件在某一時(shí)刻的狀態(tài)特征，經(jīng)過(guò)記錄，可以追蹤，方便進(jìn)行設(shè)備管理。事件種類眾多、內(nèi)容龐雜，可按照設(shè)備的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)三個(gè)不同階段劃分，記錄部件整個(gè)生命周期內(nèi)各個(gè)階段產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。

(2)鐵路工務(wù)設(shè)備網(wǎng)格、部件、事件屬性描述

為描述鐵路工務(wù)設(shè)備狀態(tài)，對(duì)鐵路工務(wù)設(shè)備相關(guān)的單元網(wǎng)格、部件、事件進(jìn)行屬性設(shè)計(jì)，對(duì)單元網(wǎng)格、設(shè)備、事件的性質(zhì)或特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以方便進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理。

單元網(wǎng)格、部件、事件的屬性數(shù)據(jù)來(lái)源于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)，該系統(tǒng)在鐵路工務(wù)部門運(yùn)行多年，數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富，基本滿足鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析需要，通過(guò)建立與pwmis的數(shù)據(jù)接口，獲取這些數(shù)據(jù)信息。

(3)單元網(wǎng)格、部件、事件的編碼

為了對(duì)鐵路工務(wù)設(shè)備及其屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和整合，對(duì)鐵路工務(wù)設(shè)備進(jìn)行編碼，基于網(wǎng)格進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)，包括網(wǎng)格編碼設(shè)計(jì)、部件編碼設(shè)計(jì)和事件編碼設(shè)計(jì)。

網(wǎng)格編碼設(shè)計(jì)：網(wǎng)格編碼如圖2所示，單元網(wǎng)格編碼從左到右依次為線路代碼、行別代碼、位置代碼和網(wǎng)格順序碼；線路代碼、行別代碼與鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中線編號(hào)一致，線路代碼定為4位，行別代碼定為1位；位置代碼為網(wǎng)格劃分的起點(diǎn)里程的公里數(shù)，根據(jù)鐵路線路的長(zhǎng)度，位置代碼可定為4位；網(wǎng)格順序碼為一整公里內(nèi)網(wǎng)格的順序號(hào)，可定為1位，故網(wǎng)格的編碼共為10位。

部件編碼設(shè)計(jì)：部件編碼如圖3所示，部件編碼從左到右依次為單元網(wǎng)格編碼、部件大類代碼、部件小類代碼和部件順序碼；設(shè)備大類代碼可定為2位，設(shè)備小類代碼可定為2位；順序碼為同一單元網(wǎng)格內(nèi)同一類部件的順序號(hào)，可定為2位；故部件編碼共為16位。

事件編碼設(shè)計(jì)：事件編碼如圖4所示，事件編碼從左到右依次為部件編碼、事件大類代碼和事件小類代碼；事件大類編碼可定為2位，事件小類代碼可定為2位；事件編碼共為20位。

(4)鐵路工務(wù)設(shè)備各個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)整合

在鐵路工務(wù)設(shè)備的單元網(wǎng)格編碼、部件編碼、事件編碼的基礎(chǔ)上，基于單元網(wǎng)格編碼，針對(duì)來(lái)源于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)的鐵路工務(wù)設(shè)備屬性數(shù)據(jù)，從空間(網(wǎng)格、里程)、鐵路工務(wù)設(shè)備和時(shí)間等不同的維度維度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合，得到鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息，如圖5所示。根據(jù)需要，提取某一特定地點(diǎn)(單元網(wǎng)格、里程)、某一特定時(shí)間或時(shí)間段內(nèi)的鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)信息，作為風(fēng)險(xiǎn)分析的數(shù)據(jù)依據(jù)。

(5)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

將鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息，以鐵路工務(wù)設(shè)備的狀態(tài)信息、編碼后的單元網(wǎng)格、部件和事件為依據(jù)，基于空間特征、專題特征和時(shí)間特征三大特征，按單元網(wǎng)格、部件、事件重新進(jìn)行梳理，形成面向鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(簡(jiǎn)稱“工務(wù)風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)”)。

其中，空間特征是由里程、若干單元網(wǎng)格、鐵路工務(wù)設(shè)備自身形狀尺寸等構(gòu)成的空間區(qū)域。專題特征是指鐵路工務(wù)設(shè)備的非空間結(jié)構(gòu)特征，具體指鐵路工務(wù)設(shè)備在全生命周期內(nèi)各個(gè)階段自身產(chǎn)生的狀態(tài)信息。例如一根鋼軌，它的安裝位置、長(zhǎng)度都稱為空間特征，它的重量、密度、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、安裝日期、列車通過(guò)總重量、磨耗情況、傷損情況等非空間的特征都是專題特征，它的磨耗、傷損情況是定期檢測(cè)的，磨耗導(dǎo)致鋼軌幾何形狀發(fā)生變化。時(shí)間特征是指鐵路工務(wù)設(shè)備在從設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)全生命周期中的任意時(shí)間。

對(duì)于步驟106-109：

(1)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件標(biāo)準(zhǔn)化

風(fēng)險(xiǎn)事件是以日常安全管理信息、安全問(wèn)題庫(kù)、歷史事故案例和相關(guān)安全規(guī)則及辦法為基礎(chǔ)信息而確定，通過(guò)對(duì)安全問(wèn)題和隱患進(jìn)行全面排查，確定鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，確立12種鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件，風(fēng)險(xiǎn)事件包括鋼軌折斷、路基沉降、水害、違章施工作業(yè)、周邊環(huán)境不良、道口事故、線路設(shè)備質(zhì)量不良、橋梁結(jié)構(gòu)性嚴(yán)重病害、隧道嚴(yán)重病害、脹軌跑道、工務(wù)機(jī)械運(yùn)行事故和房建設(shè)備病害，見表1。

表1

(2)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)上述12類鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件，確定鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子的方法具體包括：

讀取鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)中與風(fēng)險(xiǎn)事件有關(guān)的特征信息；該特征信息可以按照人的因素、物的因素、管理因素和環(huán)境因素分類；

判斷特征信息是否能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生；

如果是，確定該特征信息為致災(zāi)因子。

按照人的因素、物的因素、管理因素和環(huán)境因素等四類因素分別進(jìn)行因素分析，針對(duì)某一風(fēng)險(xiǎn)事件，確定風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。針對(duì)12個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件，分別建立每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子列表。以“鋼軌折斷”風(fēng)險(xiǎn)事件為例，表2為“鋼軌折斷”風(fēng)險(xiǎn)事件致災(zāi)因子列表。

表2

(3)單元網(wǎng)格內(nèi)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子可能性計(jì)算

基于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，計(jì)算每一個(gè)致災(zāi)因子在每一個(gè)網(wǎng)格中的發(fā)生概率，可以采用以下三種基本計(jì)算方法：

①基于風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)因子一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的頻率計(jì)算每一致災(zāi)因子在每一單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體為：

一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格中m個(gè)部件上發(fā)生，第k個(gè)單元網(wǎng)格中共有n個(gè)部件，則致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率計(jì)算公式為：

②基于風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)因子一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的等級(jí)和頻率計(jì)算每一致災(zāi)因子在每一單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體包括：

致災(zāi)因子s按嚴(yán)重程度劃分為l個(gè)等級(jí){r1,...,rl}，一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s的第i個(gè)等級(jí)ri在第k個(gè)單元網(wǎng)格中mi個(gè)部件上發(fā)生，第k個(gè)單元網(wǎng)格中共有n個(gè)部件，致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率可采用以下計(jì)算公式如下：其中αi反映致災(zāi)因子s的第i個(gè)等級(jí)ri的影響程度。

③基于風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)因子的數(shù)值劃分等級(jí)計(jì)算每一致災(zāi)因子在每一單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率，具體包括：

在第k個(gè)單元網(wǎng)格中，將一段時(shí)間內(nèi)致災(zāi)因子s的取值范圍劃分為l個(gè)等級(jí){v1,...,vl}，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)變化規(guī)律模型威布爾分布函數(shù)計(jì)算l個(gè)等級(jí)分別對(duì)應(yīng)的l個(gè)概率：{p1,...,pl}，根據(jù)s取值的等級(jí)vi確定致災(zāi)因子s在第k個(gè)單元網(wǎng)格發(fā)生的概率為pi。

(4)單元網(wǎng)格內(nèi)鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算

風(fēng)險(xiǎn)事件在單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率的計(jì)算方法包括：

風(fēng)險(xiǎn)事件z有q個(gè)致災(zāi)因子{s1,...,sq}，根據(jù)每個(gè)致災(zāi)因子si在單元網(wǎng)格k中的發(fā)生概率計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)事件z在單元網(wǎng)格k中的發(fā)生概率為：其中ωi為加權(quán)系數(shù)，反映致災(zāi)因子si的影響程度。

下面結(jié)合具體的計(jì)算例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取方法。

(一)單元網(wǎng)格中鋼軌折斷風(fēng)險(xiǎn)事件的致災(zāi)因子發(fā)生可能性計(jì)算

選取線路上行k700+200～k700+400的單元網(wǎng)格，網(wǎng)格編號(hào)為“0086107001”，稱為單元網(wǎng)格g。

1)致災(zāi)因子“g01101鋼軌焊接人員業(yè)務(wù)素質(zhì)”

主要數(shù)據(jù)源：鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)中的焊軌工區(qū)考核情況表、焊縫臺(tái)帳及施工計(jì)劃表。

從中可獲取焊軌工區(qū)作業(yè)人員的技術(shù)平均考核成績(jī)c＝85，以及時(shí)間間隔t(取值1個(gè)月)內(nèi)該工區(qū)在單元網(wǎng)格g中的鋼軌焊縫出傷數(shù)及總焊接數(shù)，計(jì)算焊縫出傷率p1:

在單元網(wǎng)格g中該致災(zāi)因子發(fā)生可能性計(jì)算如下：

其中0.1和0.9為比例系數(shù)。

2)致災(zāi)因子“g01204鋼軌傷損”

數(shù)據(jù)來(lái)源于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)的鋼軌傷損評(píng)定表，在時(shí)間間隔t(取值1個(gè)月)內(nèi)，單元網(wǎng)格g中鋼軌傷損的數(shù)量分別為輕傷n1＝1根，輕傷發(fā)展n2＝1根，重傷n3＝0根，網(wǎng)格內(nèi)總的鋼軌數(shù)量為16根，網(wǎng)格內(nèi)致災(zāi)因子“g01204鋼軌傷損”發(fā)生的概率采用公式(2)的計(jì)算方法：

其中0.1、0.15和0.75為比例系數(shù)。

3)致災(zāi)因子“g01301小半徑曲線地段”

數(shù)據(jù)來(lái)源于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)中曲線表，根據(jù)單元網(wǎng)格g的曲線半徑r＝300米，計(jì)算該致災(zāi)因子發(fā)生概率：

其中，普速鐵路r0取值350米，高速鐵路r0取值2800米。

(二)單元網(wǎng)格的鐵路鋼軌折斷風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生可能性計(jì)算

根據(jù)致災(zāi)因子標(biāo)準(zhǔn)化，利用近1個(gè)月的來(lái)自鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)(pwmis)的鐵路工務(wù)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出單元網(wǎng)格g中鋼軌折斷風(fēng)險(xiǎn)事件的18個(gè)致災(zāi)因子發(fā)生的概率為pi，i＝1,…,18，并選取各致災(zāi)因子所占的比例系數(shù)為ωi，i＝1,…,18，詳細(xì)見表3，表3為單元網(wǎng)格g鋼軌折斷風(fēng)險(xiǎn)事件致災(zāi)因子發(fā)生概率列表。

表3

根據(jù)表3及公式單元網(wǎng)格g中鋼軌折斷風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生可能性計(jì)算如下：

可見，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性的定量分析，使得風(fēng)險(xiǎn)事件判斷更直觀。

本發(fā)明還提供了一種基于網(wǎng)格的鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取系統(tǒng)，如圖6所示，所述鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性獲取系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集模塊601，用于采集鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)600存儲(chǔ)的鐵路線路、鐵路工務(wù)設(shè)備、鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息及屬性信息歷經(jīng)的時(shí)間；其中，數(shù)據(jù)采集模塊601數(shù)據(jù)采集接口建立與pwmis的數(shù)據(jù)接口，獲取pwmis數(shù)據(jù)庫(kù)的的數(shù)據(jù)信息，包括設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備病害信息、設(shè)備狀態(tài)檢查檢測(cè)監(jiān)測(cè)信息、設(shè)備修理信息、災(zāi)害信息、事故信息、作業(yè)人員信息、設(shè)備管理信息，以及線路周邊環(huán)境信息(地形、地質(zhì)、氣象等)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

處理模塊602，用于將鐵路線路劃分成單元網(wǎng)格，定義鐵路工務(wù)設(shè)備為部件，定義鐵路工務(wù)設(shè)備的屬性信息為事件，對(duì)單元網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行編碼，以空間、專題和時(shí)間三個(gè)特征為依據(jù)對(duì)網(wǎng)格、部件和事件進(jìn)行數(shù)據(jù)整合。

鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊603，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)和處理模塊處理后的數(shù)據(jù)；處理模塊602獲取pwmis數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理，包括線路的網(wǎng)格劃分、根據(jù)工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件及致災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化重新進(jìn)行工務(wù)設(shè)備屬性描述，進(jìn)行網(wǎng)格、部件和事件的編碼，以及空間(網(wǎng)格、里程)、設(shè)備和時(shí)間等不同的維度進(jìn)行整合，形成面向鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析的鐵路工務(wù)設(shè)備屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，即鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊603。

鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)存儲(chǔ)模塊604，用于確定存在安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的事件為風(fēng)險(xiǎn)事件，并存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)事件；用于分析判斷導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的因素，確定致災(zāi)因子，并存儲(chǔ)致災(zāi)因子；鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)存儲(chǔ)模塊604是本系統(tǒng)的核心，包括工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件及致災(zāi)因子標(biāo)準(zhǔn)化，以及工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件及其致災(zāi)因子的發(fā)生可能性計(jì)算模型。

風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算模塊605，用于計(jì)算每一致災(zāi)因子在每一單元網(wǎng)格中發(fā)生的概率和風(fēng)險(xiǎn)事件在單元網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的概率。風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算模塊605主要包括單元網(wǎng)格鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件致災(zāi)因子可能性計(jì)算和單元網(wǎng)格鐵路工務(wù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件可能性計(jì)算兩個(gè)功能。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說(shuō)明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。