作業條件危險性評價法在車輛檢修作業風險評估中的應用*

賈文崢劉 悅王 軍白雪翎

（1.交通運輸部科學研究院，100029，北京；2.長春市軌道交通集團有限公司，130022，長春∥第一作者，副研究員）

EN 50126《鐵路應用：可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）的技術規范和證明》規定了系統安全生命周期各階段在設計和技術實現方面對RAMS的管理要求。軌道交通車輛是保障行車安全的重要設備。車輛故障可能導致晚點、清客甚至行車事故，進而影響客運服務質量。保持狀態良好、運行安全可靠是車輛制造和運用檢修工作的目標。文獻［1］介紹了可靠性管理對車輛質量控制的作用，闡述了車輛設計和制造階段的可靠性工作，提出了維護階段基于可靠性的維修模式。文獻［2］對車輛維修制度進行了調查分析，提出了動態管理流程。文獻［3］利用故障樹對車輛維修安全故障因素進行了分析，探討了風險累積效應問題。文獻［4］基于上海軌道交通運營實踐，提出了關鍵行車設備維護中基于測量測試分析的改善性預修模式、基于評估的預知性維修體系和綜合化設備管理等理念。

本文依托吉林省交通運輸科技項目，針對長春軌道交通車輛檢修作業風險管理存在的問題，探討了作業條件危險性評價法的應用情況，并結合案例對該方法在評價過程中的不確定性進行分析。

1 車輛檢修作業評估的重要性

利用先進的監測和檢測手段，通過對數據收集、整理和挖掘，分析設備狀態及變化規律，改善設備檢修管理，是軌道交通行業設備維護的熱點。軌道交通車輛檢修作業風險評估是在積累故障數據和維修經驗的基礎上，對車輛檢修作業進行風險識別，根據經驗對風險嚴重程度進行估算，并結合實際條件提出預防措施。因此，軌道交通車輛檢修作業風險評估至關重要。根據風險評估結果，可提出獲取充分數據的監測技術需求，分析部件失效模型，開發故障診斷技術，為根據設備狀態安排檢修創造實施條件。

2 作業條件危險性評價法

作業條件危險性評價法，即LEC法，是利用發生事故/事件的可能性（Likelihood）、暴露于危險環境的頻繁程度（Exposure）和事故/事件所產生的后果（Consequence）3個參數，對危險和有害因素進行風險評價的方法［5］。我國學者［6-8］對該方法進行了實踐，在礦產開挖、建筑施工、鉆井作業等危險作業領域予以應用，用于評價礦山開挖、建筑施工模板制作、固井作業等方面的作業風險。近年來，該方法開始應用于城市軌道交通行業，主要用于地鐵隧道盾構施工作業風險評估等領域［9］。

根據經驗對可能性、暴露頻率和后果進行賦值，用這3個參數的乘積來評價風險的嚴重程度，即：

式中：

D——風險值；

L——發生事故/事件的可能性；

E——暴露于危險環境的頻繁程度；

C——發生事故/事件產生的后果。

可以看出，D值越大，表示風險嚴重程度越高，需要增加相應的防護手段來降低事故/事件發生的可能性，或在事故/事件發生后采取有效手段控制可能導致的后果。

文獻［5］基于經驗給出了L、E、C的等級劃分和分值設置的推薦原則。表1為事故/事件發生的可能性L取值表，取值從0.1到10，劃分為7個等級，并將能夠完全預料會發生的事故/事件的分值規定為10，將完全出乎意料之外、極少可能發生的事故/事件的分值規定為0.1。表2為暴露于危險環境的頻繁程度E取值表，取值從0.5到10，劃分為6個等級，連續暴露的分值為10，非常罕見的暴露分值為0.5。表3為發生事故/事件產生的后果C取值，取值從1到100，劃分為6個等級，重大災難的事故/事件取值為100，僅需要引起注意的事故/事件取值為1。

采用LEC法進行風險評估時，普遍采用表4中D值的劃分方法：將D值小于20的風險規定為可接受風險；將D值大于160的風險規定為不可接受風險，要立即整改；當D值大于320時表明極其危險，不能繼續作業。研究［5］表明，這種基于經驗的劃分方式是相對保守的，這樣可以避免風險被忽略。

表1 發生事故/事件的可能性L取值

表2 暴露于危險環境的頻繁程度E取值

表3 發生事故/事件產生的后果C取值

表4 風險值D取值

3 案例分析

長春輕軌3、4號線采用70%低地板C型車。3號線2017年日均客運量14.4萬人次，配置了56列列車，分別在2002年投入10列，2004年增投入1列，2006年增投入12列，2010年增投入33列。截至2018年4月，3號線共配備了列車駕駛員150名。4號線2017年日均客運量6.4萬人次，配置21列車，分別在2012年投入7列，2017年增投入14列。截至2018年4月共計配備列車駕駛員120余名。按照車輛維修規程，3、4號線20余列列車已完成架修。

2014年起，為進一步滿足運營需要，長春軌道交通集團開始進行短編組列車重聯改造工作，即通過車鉤將兩組車輛連接，將車輛重聯端插板式救援車鉤更換為密接棒式車鉤。2016年，輕軌3號線某短編組列車由于重聯車鉤螺紋銹蝕、松動，導致兩組車輛不能有效連接，發生分離事件。事件發生后車輛由工程車救援回庫，未造成人員傷亡。

3.1 危險和有害因素分類與作業活動劃分

根據城市軌道交通運營特性以及設施設備運行和檢修經驗，為使生產過程危險和有害因素分類在實際操作中更有針對性，根據國家標準GB/T 13861—2009《生產過程危險和有害因素分類與代碼》，分別從人、物、環境和管理等4方面提出長春軌道交通危險和有害因素分類表，包含12類二級代碼和54類三級代碼，具體見表5。

表5 長春市軌道交通危險和有害因素分類表

3.2 風險識別

根據城市軌道交通檢修作業模塊，對車輛檢修活動作業進行劃分，主要包括檢查作業、電焊作業、架車作業、切割作業、砂輪機作業、探傷作業、充電作業等。

風險識別通常從兩方面入手：一是依據軌道交通車輛的運行和檢修數據，對運營過程發生的因車輛故障引起的事故/事件以及檢修發現的車輛設備故障進行總結分析；二是搜集整理其他城市車輛故障情況，比較車輛設備和修制修程，提煉危險和有害因素，或依賴評估人員經驗，預判可能存在但尚未表現的危險和有害因素。

對于此次列車分離事件，事后評估人員進行了分析，主要原因為重連連接處螺紋副銹蝕，導致防松失效，螺紋副松動。同時存在螺紋尺寸加工超差可能，經過近2年的交變載荷作用及磨損，螺紋副逐漸失效，導致中心軸螺母與中心軸相對脫出。事故發生前，長春輕軌3號線檢修人員一般通過目測方式對重聯部位進行檢查，該方式難以發現螺紋副松動問題，最終導致了車輛出現分離事故。因此，確定危險和有害因素為重聯連接處螺紋副銹蝕，屬于檢查作業，分類為B1-3設備故障。

3.3 風險分析

風險分析的主要步驟如下：

（1）評估人員分別獨立確定發生事故/事件的可能性L、暴露于危險環境的頻繁程度E，以及發生事故/事件產生的后果C；

（2）全體評估人員對分析結果進行多輪討論和探討，最終形成一致意見；

（3）根據表1～3中的取值規定，對3個參數分別賦值。

風險分析流程如圖1所示。

圖1 風險分析流程圖

短編組列車重聯連接處螺紋副銹蝕事件在長春軌道交通運營中尚屬首次，同時由于短編組列車重聯技術在城市軌道交通領域應用時間較短，國內采用類似技術的城市軌道交通系統較少，也未見有類似事件報道。因此，評估認為：短編組列車重聯連接處螺紋副銹蝕這一危險和有害因素發生概率較低，綜合評定其出現的可能性L為“可能，但不經常”，取值為3；暴露于危險環境的頻繁程度取值E為1；考慮到可能由于列車分離出現人員死亡或重傷、重大財產損失，后果C取值為15。

3.4 風險評價與應對

根據式（1）進行計算，短編組列車重聯連接處螺紋副銹蝕這一危險和有害因素風險值D為45，在風險等級為4的取值范圍內，即為一般危險，可以容忍。

風險評估工作可以指導責任單位正確認識事故/事件性質，制定合理的管控措施。車輛檢修風險應對措施通常包括技術措施和管理措施：技術措施包括調整修制修程、提升檢修儀器自動化和智能化程度等；管理措施包括建立檢查監督和獎懲機制、加強員工教育培訓等。風險控制措施應具有可行性、可靠性、先進性、安全性和經濟性，并確保可實施。

基于以上因素，長春市軌道交通集團綜合考量后更換了相應部件，未調整相關修制修程，將此項危險和有害因素納入企業風險評價表，見表6。技術措施調整后，至今未再次發生類似事件。

表6 風險評價表

4 不確定性分析

作業條件危險性評價法簡單易懂、使用方便，在數據不充分條件下可依賴評估人員經驗進行初步風險分析。但也應注意到，作業條件危險性評價法的風險評價過程存在以下不確定性。

一是評估人員能力可能導致評價結果存在偏差。作業條件危險性評價法的實施對評估人員經驗依賴性較高，對相同的危險與有害因素，經驗豐富人員的評估更貼近實際情況。評估人員如果發現問題、總結分析問題和預見問題的能力不足，可能給出過于樂觀或悲觀的意見，這會導致評價結果偏差。

二是應用場景可能導致風險分析結果不同。功能不同、客運量差異較大的線路，即使存在相同的危險和有害因素，其引發的后果大多也會有差異。例如城市軌道交通網絡中的骨干線路，突發事件會在線網內傳播，造成影響比較大；相較而言，對尚未形成網絡的城市軌道交通系統，突發事件造成的后果可能小一些，C的取值也會較小，從而風險等級相對較低。

三是可能造成對后果嚴重但發生可能性較低的危險和有害因素重視程度不足。在某些情況下，一些后果嚴重但發生可能性較低的危險和有害因素，與后果輕微但發生可能性較高的危險和有害因素相比，計算得到的風險等級要低。這樣可能導致對后果嚴重但發生可能性較低的危險和有害因素的管理資源不足、監管意識不夠，導致災難性事故的發生。

5 結語

利用作業條件危險性評價法，對車輛檢修作業風險進行了分析和評價，探討了該方法在城市軌道交通車輛檢修作業風險評價中存在的不確定性。研究結果表明，作業條件危險性評價法可用于數據不充分條件下依賴評估人員經驗進行車輛檢修作業的初步風險分析。該方法對評估人員經驗有較高要求，必須具備一定的知識儲備、實踐和管理經驗，同時應做好車輛運行及維修數據的收集和分析，為風險評估提供更多證據。此外，還應根據場景不同進行合理分析，對后果嚴重但發生可能性較低的危險和有害因素要給予足夠重視。