基于事故樹的鐵路調車作業安全風險程度研究

楊英杰 上海鐵路局南京東站

基于事故樹的鐵路調車作業安全風險程度研究

楊英杰 上海鐵路局南京東站

調車工作是鐵路運輸生產中事故多發、易發且損失及影響較大的作業環節。針對南京東站某一歷史階段典型調車事故記錄，采用事故樹模型對調車作業安全風險影響程度進行分析，挖掘調車作業事故的發生原因與影響因素、結果的邏輯關系，并通過分層指標模型計算重要度。結果表明導致調車作業事故的原因中，作業人員因素和設備因素影響最大。針對性提出相應的風險控制措施。

鐵路調車作業；安全風險；事故樹；影響程度

調車作業是鐵路運輸生產的重要組成部分，其對保證運輸安全、提高運輸效率、增強運輸能力、降低運輸成本和維持良好的運輸秩序等均起著十分重要的作用。保障調車作業安全是鐵路安全風險防控的重點和難點。

1 調車作業事故樹的建立

借助事故樹分析法對典型調車事故進行建模分析，找出調車作業中可能造成的事故直接后果與導致事故發生的影響因素之間的因果、邏輯關系。

1.1 事故原因分析

表1 調車作業事故原因

通過對32件典型調車作業事故原因（含某一件事故由多個主要原因導致）作進一步深入分析，歸納出導致調車作業事故的主要原因集中在作業人員因素、管理因素、設備因素、環境因素等方面。統計各因素出現的次數和后果如表1所示。

1.2 構建事故樹

根據對調車作業事故原因的統計分析結果，按照相應的流程、先后次序、因果關系繪成事故樹圖，表示了導致事故、原因的各種因素之間的邏輯關系（如圖1所示）。

圖1 調車作業事故樹

1.3 事故樹的最小割集

在事故樹分析中，最小割集是引起頂上事件發生的充要條件，如果最小割集越多，說明系統的危險性越大。由布爾代數法可得:

上式中，A1、A2、A3、A4分別代表環境因素、設備因素、作業人員因素和管理因素；X1、X2分別代表環境因素原因下的惡劣天氣和沿線異物等兩種因素，X3、X4分別代表設備原因下的設備老化和設備故障等兩種因素，X5、X6、X7分別代表作業人員因素下的安全意識不強、業務不精和違章作業等三種因素，X8、X9分別代表管理因素下的現場控制不到位和規章制度有漏洞等兩種因素；N1、N2、N3、N4，（其中N1∈N）分別為環境因素、設備因素、作業人員因素、管理因素等四種調車作業事故原因發生的頻數；n1，n2，n3…n13（其中n1∈N）為由各最終原因導致調車作業事故發生的頻數。

則事故樹的最小割集為：X1α，X2α，X3α，X4α，X5α，X6α，X7α，X8α，X9α。即導致調車作業事故的基本原因有9個，分別為最小割集所表示的內容。

2 調車作業事故影響評價指標體系

不同的事故原因對調車作業甚至整個運輸生產的影響也不同。為便于分析、建模，針對不同事故原因導致的后果，采用層次分析指標模型建立指標體系，如圖2所示。

圖2 調車作業事故影響結果指標體系

2.1 量化指標

根據上述指標體系，細分統計準則層C層中各指標在相應影響因素下出現的頻次，可得到量化指標結果。

2.2 構造對比矩陣及權重計算

2.2.1 構造成對比較矩陣

從層次結構模型的第二層（A層）開始，對于影響上一層每個因素的同一層諸因素，用成對比較法和1～9比較尺度構造對比矩陣，依此構造目標層、A層、B層直至D層的成對比較矩陣。

（1）目標層構造矩陣

由于四種事故原因發生的頻數分別為：環境因素2件，設備因素12件，作業人員因素23件，管理因素5件。采用1～ 9比較尺度法其構造矩陣如表2所示。

表2 目標-指標類對比矩陣

（2）A層構造矩陣

由頻次量化指標結果可知，環境因素下的指標發生的次數分別為：惡劣天氣1件，沿線異物1件。則環境因素指標的構造矩陣如表3所示。同理可構造A層中設備因素指標對比矩陣、作業人員因素指標對比矩陣、管理因素指標對比矩陣。

表3 環境隱患指標對比矩陣

（3）B層、C層構造矩陣

方法同（2），可得到9個B層指標對比矩陣和11個C層指標對比矩陣。

2.2.2 權重系數確定

（1）次數權重系數表上層指標計算如下：

具體權重系數結果如表4所示。

式中βi表示第i個影響因素，ωi,j表示第i個因素在A層第j個事故原因中的比重，均已在前文中得出具體的數值，Aj表示A層第j個事故原因的比重。

（2）影響權重系數確定

δi表示第i個事故誘發因素；ωi,j表示第i個事故誘發因素導致的結果權重，包括脫軌、人員傷亡、脫線、沖撞、擠岔、側面沖突等，根據上式計算結果如表4所示。

表4 權重系數表

3 安全風險結構重要度計算

由事故樹基本事件的結構重要度分析的近似判別式：

可得，所有基本事故原因的重要度都相同，值為1，但根據統計資料顯示各影響因素發生的頻數不同，造成的影響不同，因此該判別式還需乘以次數權重和影響權重，即：

根據上述原則，計算出的基本事件結構重要度如表5所示。

通過表5可得，南京東站調車作業事故的影響因素主要來自于作業人員違章作業和設備故障，其次分別是作業人員安全意識不強、管理人員現場控制不到位、規章制度有疏漏、業務不精、設備老化，最后兩個是惡劣天氣和沿線異物。

表5 基本事件結構重要度

4 調車作業安全風險控制措施

根據對各影響因素的分析結果可得：由人員因素導致的安全風險從發生概率和風險損失來說都是最大的，也較難察覺潛在的危險，因此應著重加強對作業人員因素的控制，重點應放在對人員素質的提升和作業執標的培養上；其他方面的因素也應對癥下藥。具體的控制措施建議如下：

（1）從人員因素入手，打造高素質的調車隊伍，進一步優化調車作業人員隊伍結構，把關好調車人員上崗資格，強化技術業務培訓，加強職業素養教育和安全共識教育。

（2）從管理因素入手，強化調車安全專業管理，完善調車安全管理制度、強化調車安全培訓，抓住調車安全關鍵、狠抓現場作業管理，發揮班組自控互控作用。

（3）從環境隱患入手，消除外部環境不良影響，把控惡劣天氣下的調車安全，改善調車作業外部環境。

（4）從設備因素入手，完善調車作業設施設備，一方面要立足于高科技、高性能、高可靠性設備的不斷更新使用，另一方面要加大既有設備的維修保養，確保設備穩定可控，用“人機和諧”來確保調車安全風險受控。

5 結束語

本文通過對調車事故實例的細化統計分析，挖掘事故發生原因和影響結果的邏輯關系，采用事故樹分析法得出調車作業事故的發生原因與影響因素、結果的邏輯關系，并通過分層指標模型計算了各事故發生影響因素的重要度。

本文可以得到以下結論：

（1）影響調車安全的風險因素非常多，一般分為環境因素、設備因素、作業人員因素、管理因素等4大類。

（2）調車作業發生事故的概率很大，影響調車安全的最主要因素是人員因素，其次是設備因素，最后是管理因素、環境因素。

[1]花修坤.鐵路中間站調車安全影響因素分析[J].上海：上海鐵道科技, 2008.3

[2]薛亮,劉小玲.事故樹分析法在城市軌道交通事故分析中的應用[J].哈爾濱：交通科技與經濟，2011.6

責任編輯：王 華

來稿日期：2015-12-03