中國鐵路運輸安全事故可接受風險水平研究

龐 杰，祝江斌

（1.武漢理工大學國際教育學院，湖北 武漢430070；2.武漢理工大學管理學院，湖北 武漢430070）

鐵路運輸具有運輸量大、運輸速度平穩(wěn)等特點，是中國交通運輸系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，中國鐵路運營里程和客運量均呈上升趨勢，同時隨著高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，中國鐵路運營時速已達到了一個新的高度。但隨著鐵路運輸?shù)目焖侔l(fā)展，鐵路交通引發(fā)的安全事故也逐漸引起了人們的重視。盡管相關(guān)政府部門不斷加強對于鐵路運輸?shù)陌踩芸兀磕耆杂袛?shù)百人死于鐵路事故中，造成了較大的生命財產(chǎn)損傷，同時也在一定程度上阻礙了中國鐵路運輸?shù)陌l(fā)展。因此，對于鐵路運輸安全事故進行合理風險可接受水平評估具有重要的現(xiàn)實意義。

日常的一切生產(chǎn)活動中總會存在一定的風險，而風險之所以能夠長期存在的主要原因是生產(chǎn)活動所產(chǎn)生的收益與其風險達到了一定的平衡，在這種平衡下，為了獲得收益人們往往會對風險進行一定程度的接受和容忍。

但是對于風險的接受和容忍應該是有限度的，且是被明確量化的，當風險超過了對應的可接受與可容忍水平，就應該采取適當?shù)拇胧┮越档惋L險[1]。而對某一活動的可接受風險水平進行研究，就是將風險的可接受與可容忍水平進行量化，從而為相關(guān)管理人員提供風險水平指標，以便于能夠根據(jù)不同的風險水平采取合適的風險管控措施。

中國對于風險可接受水平的研究起步較晚，目前還處于不斷完善的階段。現(xiàn)有的風險可接受水平研究主要的應用場景有道路交通[2-3]、水上交通[4]、環(huán)境污染[5-6]、住房火災[7]、地質(zhì)工程[8-9]以及天然氣運輸[10-11]等，但對鐵路運輸相關(guān)領域尚未提出較為全面的風險可接受標準。本文通過分析近十年來（2011—2020年）中國鐵路發(fā)展狀況以及鐵路安全事故的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合最低合理可行ALARP原則，利用FN曲線得到了中國鐵路運輸安全事故風險可接受標準，為鐵路安全管理提供了一定的參考依據(jù)。

1 中國鐵路運輸現(xiàn)狀

中國在“十三五”期間（2016—2020年）的鐵路運營里程和鐵路客運量統(tǒng)計結(jié)果分別如圖1和圖2所示（數(shù)據(jù)來源于國家鐵路局）。

圖1 “十三五”期間中國鐵路運營里程

圖2 “十三五”期間中國鐵路年客運量

根據(jù)圖1與圖2的統(tǒng)計結(jié)果可知，中國鐵路運營里程均呈逐年上漲的趨勢，且增長速率較為穩(wěn)定；客運量方面，2016—2019年期間中國鐵路客運量均呈上升趨勢，2020年受新型冠狀病毒影響，客運量有所下降。截至2020年，全國全年鐵路運營里程達14.63萬km，年客運量達22.03億人。

2 最低合理可行原則介紹

最低合理可行原則（As Low As Reasonably Practicable，ALARP）最早由英國健康與安全委員會（HSE）提出，目前已被國際社會所廣泛接受并應用在了各個行業(yè)領域中，其主要作用是對風險進行區(qū)域劃分，從而將可接受風險水平標準化以便于參考。

風險可主要分為個人風險和社會風險，其中個人風險是指從事某一特定工作的個人在沒有采取任何防護措施的情況下，由于安全事故而導致死亡的風險。個人風險注重于某些特定人群受到事故傷害的可能性，且不同個體之間對于可接受風險水平的認知往往差別較大。而社會風險則是指一定范圍內(nèi)的社會群體受到事故影響的可能性，它是對于個人風險的補充，以使得在個人安全得到保障的情況下，不導致社會群體遭受到較大的風險威脅。由于中國鐵路運輸是一種面向大眾的大規(guī)模交通體系，其運營過程中發(fā)生的安全事故往往會影響到較大范圍內(nèi)的社會群體，并且對社會發(fā)展產(chǎn)生長期不利影響，因此本文選擇鐵路運輸?shù)纳鐣L險可接受水平作為主要研究對象。

最低合理可行原則按照風險程度的不同將事故風險劃分為三個區(qū)域——風險可接受區(qū)、ALARP區(qū)以及風險不可接受區(qū)，相鄰各區(qū)之間的分界線分別為可接受風險水平線和可容忍風險水平線，最低合理可行原則的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 最低合理可行原則結(jié)構(gòu)

當風險位于可接受風險水平線以下，即風險可接受區(qū)時，該風險相對較小，無需采取特殊的措施進行防范。

當風險位于可接受與可容忍風險水平線之間，即ALARP區(qū)時，說明相關(guān)活動已具有一定程度的風險，但該風險相對于活動的收益而言是可以容忍的，此時應該加強對風險的管控，采取適當?shù)拇胧┮越档惋L險。

當風險位于可容忍風險水平線以上，即風險不可接受區(qū)時，說明該風險已經(jīng)達到了一個極高的水平，很有可能會對整個社會造成十分嚴重的打擊，此時應采取嚴格的管控措施，且在必要時停止相關(guān)活動的進行。

3 鐵路運輸社會可接受風險水平計算

3.1 FN曲線原理

FN曲線是目前國際社會較為通用的一種風險量化方法，其主要研究對象為某一類安全事故導致的死亡人數(shù)和死亡率，并利用對應的概率函數(shù)繪制出風險約束曲線，通過所得到的約束曲線即可按照最低合理可行原則對風險進行區(qū)域劃分。

FN曲線的原理表達式為：

式（1）中：Px為死亡人數(shù)大于x的概率；x為每年死亡人數(shù)；F（x）為每年死亡人數(shù)為x的概率函數(shù)；f（x）為每年死亡人數(shù)為x的概率密度函數(shù)。

FN曲線的風險約束線表達式為：

式（2）中：C為位置常數(shù)，用以確定風險約束線與坐標軸相交點的位置；n為斜率常數(shù)，通常取1或2，當風險類型為中立型時，n為1，當風險類型為厭惡型時，n為2。

當利用FN曲線以獲得相關(guān)風險的最低可行原則時，可將FN曲線的風險約束線作為ALARP結(jié)構(gòu)中的可接受風險水平線。

3.2 基于FN曲線的鐵路運輸風險約束線確定

為進一步確定中國鐵路運輸?shù)娘L險約束線，需首先分析近一段時間內(nèi)中國鐵路運輸安全事故所導致的死亡人數(shù)及其死亡率，本文以2011—2020年這十年間中國鐵路運輸導致的死亡人數(shù)和中國總?cè)丝跀?shù)作為樣本進行研究（數(shù)據(jù)來源于國家鐵路局與國家統(tǒng)計局），相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 2011—2020年鐵路運輸死亡人數(shù)以及中國人口總數(shù)

由表1可知，2011—2020年期間，中國總?cè)丝跀?shù)不斷上升，但由鐵路運輸事故導致的死亡人數(shù)卻呈持續(xù)下降趨勢，這主要是得益于中國政府對于鐵路運輸安全管控的不斷加強以及相關(guān)安全技術(shù)的快速發(fā)展與應用。為進一步量化鐵路運輸?shù)娘L險程度，引入死亡率的概念，死亡率的計算表達式為：

式（3）中：Pi為第i年的死亡率；Si為第i年的死亡人數(shù)；Zi為第i年中國人口總數(shù)。

將表1中的各數(shù)據(jù)代入式（3）即可得到2011—2020年中國鐵路運輸安全事故死亡率，計算結(jié)果如圖4所示。

圖4 2011—2020年中國鐵路運輸安全事故死亡率

由式（2）可知，要確定風險約束線，就要分別確定FN曲線的位置常數(shù)C和斜率常數(shù)n。對于斜率常數(shù)n，由于中國的鐵路交通安全事故尚未對整個社會造成嚴重的不良影響，因此本文將鐵路安全風險類型定義為中立型，取n=1。對于位置常數(shù)C，通常用死亡率的某一統(tǒng)計量來近似獲得，常用的統(tǒng)計量有算術(shù)平均數(shù)、加權(quán)平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)等，其中中位數(shù)不受數(shù)據(jù)樣本極大值和極小值的影響，能夠更加客觀地反映風險約束線的基準值，因此本文選擇死亡率的中位數(shù)作為位置常數(shù)。

由圖4的死亡率計算結(jié)果可知，2011—2020年期間中國鐵路運輸安全事故導致的死亡率由大到小進行排序可得：116.23人/億人、108.05人/億人、98.18人/億人、90.07人/億人、75.44人/億人、67.40人/億人、64.60人/億人、61.42人/億人、56.28人/億人、47.74人/億人，則死亡率的中位數(shù)即為位于統(tǒng)計樣本中間的兩年的死亡率平均值，即：

由計算得到的死亡率中位數(shù)可推導得可接受風險水平線的位置常數(shù)為10-7，可容忍風險水平線通常為可接受風險水平線的1～2個數(shù)量級，本文選取1個數(shù)量級，則可得可容忍風險水平線的位置常數(shù)為10-6。

將相對應的位置常數(shù)C以及斜率常數(shù)n代入式（2）中，即可得到可接受風險水平線為：

可容忍風險水平線為：

將上述所得的可接受風險水平線與可容忍風險水平線依據(jù)ALARP原則進行繪制，即可得到中國鐵路運輸安全事故的風險可接受水平的FN曲線，如圖5所示。

圖5 中國鐵路運輸可接受風險水平FN曲線

4 基于可接受風險水平的鐵路運輸安全管控應對策略

由圖5所示的中國鐵路運輸可接受風險水平可知，中國未來的鐵路運輸安全風險水平可能會處于風險可接受區(qū)、ALARP區(qū)以及風險不可接受區(qū)，針對這三種不同的情況，相關(guān)管理部門應作出不同的應對策略。

當中國鐵路運輸?shù)娘L險水平位于風險可接受區(qū)時，說明由鐵路運輸帶給整個社會的收益大于其對社會的威脅，這時相關(guān)部門無需采取額外的管控措施，但仍要時刻跟蹤死亡率的變化趨勢以及分析重大鐵路安全事故的發(fā)生原因，以免出現(xiàn)死亡率持續(xù)上升的趨勢。與此同時，相關(guān)部門也要適當簡化管理流程，增加安全管理效率，以使得鐵路運輸帶來的收益最大化。

當中國鐵路運輸風險水平位于ALARP區(qū)時，表明鐵路運輸所帶來的收益已經(jīng)與其帶來的社會風險產(chǎn)生了一定沖突，這時相關(guān)部門必須加強鐵路運輸?shù)陌踩芸兀哟蟀踩[患的排查力度，在必要情況下可進一步提升相關(guān)的安全指標系數(shù)以加強設備的可靠性并出臺相應法規(guī)以提升鐵路運輸?shù)陌踩?guī)范性。

當中國鐵路運輸風險水平位于風險不可接受區(qū)時，說明此時鐵路運輸所導致的社會風險已遠大于其帶來的收益，且社會已表現(xiàn)一定的抵抗性，這時相關(guān)部門應立即對整個鐵路運輸體系進行全面的安全隱患排查，必要時可直接終止部分線路的運行以避免遭受更大的生命財產(chǎn)損失。同時政府部門也需要在最短的時間內(nèi)有效降低鐵路運輸事故的死亡率，以免社會對于鐵路運輸方式的信任程度大幅下降。

5 總結(jié)

根據(jù)“十三五”期間的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析了中國鐵路運輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀，并進一步分析了2011—2020近十年間中國鐵路運輸導致的死亡人數(shù)，分析表明中國鐵路運輸安全事故導致的死亡人數(shù)隨時間推移呈現(xiàn)不斷下降的趨勢；根據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算得到了2011—2020年中國鐵路運輸事故死亡率，并基于FN曲線得到了鐵路運輸?shù)娘L險可接受水平線與可容忍水平線，依據(jù)最低合理可行原則建立了中國鐵路運輸?shù)娘L險可接受水平框架；根據(jù)所得到的中國鐵路運輸風險可接受水平，分別對風險可接受區(qū)、ALARP區(qū)和風險不可接受區(qū)這三個區(qū)域內(nèi)的鐵路運輸風險進行了分析，并給出了相應的應對策略。