城市軌道交通運營風險辨識方法與應用

袁春強， 張炳森， 張 寧， 欒文波， 徐 文

(1. 南京地鐵運營有限責任公司， 南京 210012； 2. 東南大學智能運輸系統研究中心軌道交通研究所， 南京 210096； 3. 北京城建設計發展集團股份有限公司， 北京 100037)

城市軌道交通運營風險辨識方法與應用

袁春強1， 張炳森2， 張 寧2， 欒文波1， 徐 文3

(1. 南京地鐵運營有限責任公司， 南京 210012； 2. 東南大學智能運輸系統研究中心軌道交通研究所， 南京 210096； 3. 北京城建設計發展集團股份有限公司， 北京 100037)

風險辨識是風險評價和風險管控的基礎，為更加科學準確地做好軌道交通運營風險辨識，結合南京地鐵風險辨識過程、全體員工參與辨識的現狀，綜合國內外辨識方法，整理出3種易于理解和操作的方法：事故倒推法、事件樹分析法、工作流程分析法。詳細介紹各方法原理和操作步驟，并用層次分析法對辨識方法進行選擇，然后各職能部門按照選擇的最優辨識方法進行風險辨識。最后以站務為例，分析得出事故倒推法具有最大的權重，運用該方法進行風險辨識取得了較滿意的結果。

城市軌道交通； 風險辨識； 層次分析法； 事故倒退法

截至2015年末，中國內地共26座城市開通運營軌道交通，共116條線路，運營線路總長度達3 618 km，20座城市擁有兩條以上線路，逐步形成網絡化運營格局[1]。盡管軌道交通給居民帶來了便利，但由于地鐵具有地下空間封閉、容納空間狹長、設施種類多、系統結構復雜、各種風險因素并存等特點，難免會存在一些薄弱環節和安全隱患，成為事故的誘因，造成人員傷亡和經濟損失[2]。風險辨識是在風險事故發生之前，運用各種方法系統、全面地認識所面臨的各種風險并分析風險事故發生的潛在原因[3]。全面的風險辨識是進行風險評估和風險控制的首要環節和基礎，是減少事故發生、降低損失的重要保障。

南京地鐵運營模式主要是按系統功能進行分工，成立職能部門分別對列車運行、客運服務以及設備維護等進行管理[4]。運營的風險辨識以生產部門為單位，各部門的基層員工依據個人經驗、歷史數據進行風險辨識，具體操作按事故類別從人、機、環、管4個方面查找出風險源，匯總上報給上級部門，由上級部門判定風險的輕重級別[5]。

由于基層員工是生產現場風險的直接面對者，是風險辨識方法的使用者，所以辨識方法的易操作性、簡便性以及適用性，對辨識結果的準確性、全面性具有重要影響；同時由于不同部門職責各具特點，而不同的辨識方法具有特定適用范圍和局限性，所以辨識方法的正確選取是每個部門風險辨識取得良好效果的基礎。基于上述狀況和需求，首先從方法使用者的角度提出3種簡單易操作的風險辨識方法，細致規范了辨識方法的操作步驟，然后提出運用層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)為每個部門實現方法的優選。該風險辨識思路不僅科學地為部門選取了辨識方法，也為基層員工進行風險辨識提供了指導依據，使得地鐵運營各部門的風險辨識結果更加準確、全面，為進一步的風險評估和風險控制打下了良好的基礎，對地鐵的安全運營起到了重要的作用。

1 軌道交通風險的辨識方法

綜合國內外安全風險辨識方法的研究，根據實施特點的不同可以將辨識方法分為3類：專家經驗法、符合性分析法和系統安全分析法[6-7]。專家經驗法借助專家經驗、集體智慧來辨識系統中潛在的風險，以頭腦風暴法(brain storming)為代表；符合性分析法以安全檢查表法(safety checklist analysis，SCA)為代表，將對象系統分成若干單元或層次，列出所有危險因素，確定檢查項目后編制成表，按此表進行檢查；系統安全分析法以故障模式及影響分析法(failure modes and effects analysis，FMEA)為代表，將系統按照硬件結構或功能層次自下而上逐級劃分，并約定低層系統的失效模式是上一層系統的故障原因，在此基礎上自下而上逐級識別。

在理解各安全風險辨識方法原理以及步驟的基礎上，結合地鐵行業風險特性以及對各職能部門的調研，針對基層員工對辨識方法易于理解和操作的需求，歸納整理出以下3種辨識方法。

1.1事故(故障)倒推法

事故(故障)倒推法[8]是將已有或可能發生的事故或故障狀態作為分析的目標，層層分析導致其發生的原因，直到不能再分解，找出所有造成此結果的因素，從而確定風險源。具體的操作步驟如下：

1) 確定分析對象系統可能發生的風險類型；

2) 確定每種風險類型可能包含的事故或故障；

3) 分別從人、物、環境和管理4個方面來考慮可能導致事故或故障的風險因素；

4) 確定導致事故或故障的風險源。結合生產的過程、區域等，最終找出風險源；

5) 風險源梳理，對已辨識出的風險源按照風險類型、可能導致的事故或故障、風險因素等進行歸類匯總。

該方法能詳細準確地查明系統中固有和潛在的風險因素，具有易于理解和實施的特點，適用于各種生產實踐、復雜系統和廣泛范圍的各種系統，比如站務，但要求分析人員必須非常熟悉對象系統，具有豐富的實踐經驗，才能得到準確、完整的結果。

1.2事件樹分析法

事件樹分析[9]是按事故發展的時間順序由原因推論結果，從而進行風險辨識的方法。它在給定一個初因事件的前提下分析可能導致安全或危險的結果，把事故與原因之間邏輯關系分析的過程用樹形圖表示，如圖1所示。

圖1 事件樹分析Fig.1 Event tree analysis chart

事件樹分析方法的步驟如下：

1) 確定初因事件。確定和分析可能導致系統安全性后果的最初原始事件；

2) 繪制事件樹。確定初因事件發生后可能的后續事件，并根據事件發生的先后順序，按后續事件安全或危險分析各種可能的結果，找出后果事件；

3) 分析找出事故原因。從最終導致事故的途徑中分析導致事故發生的原因。

該方法能對導致事故的各種因素及邏輯關系做出全面、簡潔和形象的描述，使有關人員全面了解和掌握防災要點，適用于設備風險、具有明顯操作或啟動順序的冗余系統，比如設備維修部門，但使用時易忽視某些從屬因素，導致風險辨識過于樂觀。

1.3工作流程分析法

工作流程分析法[10]是一種細致分析工作過程中存在危害的方法，通過對系統中各崗位職責內容的分析，把每項工作活動分解成幾個步驟，識別每一步驟中的危害和可能發生的事故。具體步驟如下：

1) 崗位職責分析。確定崗位類別，列出崗位所有的作業內容并界定各作業的執行步驟。

2) 工作流程分析。將崗位職責的流程分成許多單元，針對每一流程單元分析可能帶來的偏差和危害。

3) 風險源的辨識。從人、物、管理和環境4個方面分析導致危害產生的原因，找到引起風險的源頭。

4) 風險梳理。整合不同辨識人員對同一崗位辨識的結果。

該方法能細致地分析每個步驟中存在的危害，適用于檢維修作業、分析化驗以及管理活動等工作流程比較清晰的工作，如架大修，使用時應注意描述工作流程中的細節，避免風險的遺漏。

綜上所述，3種辨識方法都具有各自的特點和適用范圍，由于軌道交通系統龐大復雜，生產職能部門眾多，各部門涉及的設備、環境、生產過程等的情況不同，所以各部門在風險辨識方法的使用上應根據實際情況來合理選取，層次分析法是解決此問題最合適的方法之一。

2 選取AHP模型

AHP模型的基本原理就是把復雜系統分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量的分析和決策[11]。

2.1模型的構建

根據職能部門對辨識方法使用過程中的需求，可將適用性、易操作性、可靠性和經濟性作為準則層，將3種辨識方法作為方案層，建立軌道交通職能部門辨識方案選擇的層次結構模型如圖2。

圖2 風險辨識方法確定的層次分析模型Fig.2 The analytic hierarchy process model for risk identification

部門辨識方法選擇模型為

(1)

式中：Ui是第i個辨識方法決策的結果；

kij是第i種辨識方法在j個指標的評價值；

wj是第j個指標在準則層的權重值。

2.2指標值的確定

對各指標進行兩兩對比之后，通過專家意見，按照9分位比率排定各評價指標的相對優劣構造出判斷矩陣，進行層次單排序及層次總排序，確定評價因素和評價因子并進行一致性檢驗。

在判斷矩陣滿足一致性檢驗的條件下，計算出對于上一層次某因素而言，本層次各因素重要性的排序。一致性檢驗的步驟如下:

2) 計算一致性比例，CR=CI/RI，RI為隨機一致性指標，取值如表1所示

表1 RI取值

當CR<0.1時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的。

2.3方案確定

在層次單排序結果的基礎上，計算出方案層所有指標對于決策層的權值，根據結果判斷出重要性的大小，確定方法的選擇。

3 案例分析

以南京地鐵站務中心為例，運用層次分析法進行辨識方法的選擇然后進行風險辨識。

3.1辨識方法的選取

3.1.1構造判斷矩陣

根據對風險辨識方法選擇建立的層次模型，通過專家評價法將各層評價指標間的重要程度進行兩兩比較得到成對比較矩陣，如準則層。

3.1.2層次單排序及一致性檢驗

用和法計算準則層的權向量得A=[0.5192，0.2596，0.1402，0.081]T。一致性比例為0.0393<0.1，滿足一致性檢驗；同理對方案層進行排序，得出權向量B1=[0.672，0.263，0.065]T，B2=[0.667，0.111，0.222]T，B3=[0.564，0.248，0.188]T，B4=[0.406，0.328，0.266]T并且都滿足一致性檢驗。

3.1.3層次總排序

計算出方案層3種方法對于目標層重要性的組合權重為(0.4698，0.3144，0.2157)，即事故倒推法評價最高，因此選其作為站務中心的風險辨識方法。

3.2風險辨識的流程

1) 工作人員根據歷史數據以及操作經驗確定站務中心存在的風險類型，如表2所示。

2) 確定各風險類型可能存在的事故。以火災類和行車類風險為例，站務中心可能發生的事故如表3所示。

表2 風險類型

3) 分析導致事故發生的風險因素。以車站火災事故和列車沖突/擠岔為例進行分析，車站火災：從人的因素考慮，風險因素包括危險易燃品、縱火、吸煙以及違規用電；從物的因素考慮，風險因素是車站電器設備短路和爆炸。列車沖突/擠岔：風險因素是區間空閑未確認、進路辦理錯誤、人員誤操作、進路未準備好、行車憑證辦理錯誤、列車進入封鎖區段或違規動車。

表3 可能發生的事故事件

4) 根據上述獲得的風險因素來分析導致事故的風險源。以車站火災事故為例，結合風險因素的活動、過程和區域，得出導致車站火災的風險源如表4所示。

表4 車站火災事故事件風險源統計

5) 結果梳理。對辨識出的風險源按照風險類型、可能發生的事故事件、風險因素以及風險源進行歸類匯總，其中站務中心的火災和行車類風險辨識結果如表5所示。

表5 站務中心部分風險源匯總

可以看出，事故倒推法在站務中心非常實用，步驟清晰，簡單明了，完整的辨識出了站務中心可能發生的風險，與實際情況基本一致，同時從同一風險類型出發進行風險辨識也有利于后續的風險評價和風險控制。

4 結語

軌道交通運營作為一個高風險服務行業，全面有效的風險辨識已顯得越來越重要。在對國內外風險辨識方法吸收歸納的基礎上，整合出易于理解和操作的3種風險辨識方法，并采用層次分析法科學地為各職能部門選出最佳的辨識方法，大大提高了軌道交通運營風險辨識的準確性和全面性；風險辨識不是一蹴而就的，也不可能是一勞永逸的，當生產工藝、標準發生變化或設備設施有重大改變時，都要及時地進行風險辨識。由于運營系統眾多且復雜，提出更多適用性較強的辨識方法，以及針對同部門不同崗位不同區域辨識方法的選擇是進一步優化的方向。

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Risk Identification Method and Its Application to Urban Rail Transit Operation

YUAN Chunqiang1, ZHANG Bingsen2, ZHANG Ning2, LUAN Wenbo1, XU Wen3

(1. Nanjing Metro Operation Co., Ltd., Nanjing 210012; 2. ITS Rail Transit Research Institute of Southeast University, Nanjing 210096; 3. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

Risk identification is the basis of risk assessment and risk control. In order to make the risk identification of the rail transit more scientific and accurate, we put forward three methods which are easier to be understood and operated based on the process of risk identification, and the present situation of all the staff involved in the identification of Nanjing Subway, and summarizing the identification methods at home and abroad. We also introduced the principles and operation steps in details, and used the AHP method to select the appropriate risk identification method. Then the departments carried out the risk identification with the optimal method they selected. Finally, the station center is cited as an example to conclude that the accident backward method has the greatest weight, which can achieve a satisfactory risk identification result.

urban rail transit; risk identification; analytic hierarchy process (AHP)； accident backward method

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.023

2017-03-10

2017-06-27

袁春強，男，本科，安全副總監，政工師，從事城市軌道交通安全管理，njycq@126.com

交通運輸部建設科技項目(2015318J33080)；江蘇省重點研發計劃(社會發展)項目(BE2016740)；南京地鐵運營有限責任公司專項項目(8550140226)

U231; F530.7

A

1672-6073(2017)05-0123-05

(編輯：曹雪明)