基于生命周期理論的城市軌道交通風險管理三維模型

左杰

摘要 在設施設備全生命周期的各個階段，設施設備質量狀態與運用情況不同，安全風險始終存在。文章綜合考慮了設施設備生命周期與軌道交通運營維保階段的關系后，從生產環境、載荷應力、風險責任主體等角度出發，建立了軌道交通風險管理的生命周期階段劃分方法。為了更加科學、系統、全面地掌握風險發生的規律和危害，實施恰當的風險管理與應對措施以消除或控制風險造成的危害，研究基于霍爾三維結構，從生命周期維、邏輯過程維、知識方法維構建軌道交通設施設備風險管理三維模型，為軌道交通運維企業風險管控提供理論支持。

關鍵詞 城市軌道交通；風險管理；全生命周期

中圖分類號 X924.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0192-03

0 引言

當前城市軌道交通系統設施設備風險管理仍受限于環境、機制、技術和人員素質水平。現階段，國內外對于城市軌道交通設施設備風險防控還未形成一個系統化的管理思想與管理體系。該文運用系統工程理論模型中的霍爾三維結構，構建軌道交通設施設備風險管理三維模型，將生命周期理論與風險管理理論相結合，建立系統性的風險管理體系，以期為城市軌道交通企業風險管理提供科學化的思路與框架，指導和提升企業風險管理水平與管理實效。

1 風險管理概述

1.1 風險

風險是指損失發生的可能性與后果的結合，是人們不期望發生的后果的可能性。風險具有不確定性，反映預期和后果之間的差異。城市軌道交通設施設備風險指在設施設備全生命周期管理過程中，會產生不希望的后果的潛在可能，或可能導致設施設備受到損失或損害的潛在可能。不確定性和潛在的損失是風險的必要條件，而風險具有客觀性、隨機性、損失性、普遍性和可變性5個基本特征。為了控制設施設備在使用和維護過程中的各類風險，需要通過科學方法來發現和掌握風險的規律和危害，以便減輕或減少風險造成的危害。

1.2 風險管理

風險一般需要按照先辨識、再評價、后控制的程序進行管理[1]。風險管理過程需要分解風險，對其進行全面評估，然后采取相應的控制措施。同時，需要綜合多個管理方法和職能部門的專業技術，確保風險管理措施的科學性和有效性。風險管理的一般過程和關鍵技術如圖1所示。

2 面向風險管理的軌道交通設施設備生命周期階段劃分設計

構建基于全生命周期的風險管理模式與體系就是要通過一系列質量管理與風險管理技術和措施，保證設施設備生命周期全過程的質量可靠性，確保風險危害不發生。實施系統全生命周期的質量與風險管理，前提是合理劃分全生命周期管理階段，對各階段的設施設備質量態勢、風險特征進行系統分析，從而建立合理的管理措施與組織方案。

綜合考慮設施設備生命周期事件（質量管理需求、責任主體單位、運行環境等）、載荷條件、應力空間變化以及系統運營情況，依據生命周期理論和風險管理理論，進行面向風險管理的軌道交通設施設備生命周期階段劃分[2]，包括前期管理階段、中期管理階段和后期管理階段3個階段。其與設施設備生命周期事件、軌道交通系統運營階段的對應關系如圖2所示。

面向風險管理的設施設備生命周期階段中，前期風險管理階段對應系統建設期、試運行期與試運營期，設施設備質量維護與風險管理責任主體為供應商；中期風險管理階段對應系統正式運營期，主要質量維護和風險管理責任在運營維保單位；后期風險管理階段對應運營終止，需對設施設備進行報廢與處理。風險、設施設備生命周期階段與生命周期活動對應如圖2所示。

3 設施設備風險管理三維模型構建

該文將霍爾三維結構作為輔助構建風險管理架構的系統工程方法[3]，結合生命周期理論與風險管理理論，構建軌道交通系統設施設備生命周期風險管理三維模型，如圖3所示。

軌道交通系統設施設備三維模型包括生命周期維（時間維）、風險管理過程維（邏輯維）和風險管理方法維（知識維）。通過構建此三維模型，將風險管理推廣至全生命周期并聯系起來，更適用于管理實踐。

3.1 風險管理生命周期維

軌道交通設施設備風險管理生命周期維指軌道交通系統設施設備各階段中所有生命周期事件和活動，體現了時間序列的動態關系。

3.1.1 前期管理階段

（1）設備選型及購置。在公開招標過程中，軌道交通運營公司選取低報價，從而降低成本。對設備采購進行相應風險管理，包括考慮各個供應商的資質、供貨能力、服務水平、合作空間及前景、地理位置和設備型號、質量等因素。

（2）設備安裝。軌道交通系統設備安裝主要體現在內部線纜、繼電器等零部件的安裝，針對設備零部件安裝的委外單位管理研究入手。在委外單位零部件安裝過程中，可能存在對風險的忽視情況，導致設備在投入運行后出現問題，影響系統運行安全，甚至是經濟損失。因此，需要在軌道交通系統設備安裝階段實行風險管理，以減少不必要的損失和不良輿論影響。

3.1.2 中期管理階段

中期管理階段的風險管理是保證軌道交通系統設施設備在日常運營和維護過程中正常運行，提升運維質量的管控手段。我國軌道交通企業現行的定期預防性檢修策略存在一定問題，即可能在檢修周期前出現設施設備故障，造成事故和損失。隨著軌道交通體量以及安全理論研究的發展，設施設備技術含量不斷提高，越來越趨向復雜化和網絡化，需要采用綜合考慮設施設備性能和運行狀態的檢修決策，保證設施設備在中期管理階段的正常工作和供應的可靠性。

3.1.3 后期管理階段

軌道交通系統設施設備作為產品，有其生命周期的限制，在設施設備服役的后期，需要對設施設備進行部分改造的成本（包括經濟成本、沉沒成本、人工成本等）和購買新設施設備的成本進行對比，最大限度地降低軌道交通運維企業成本。

軌道交通系統設施設備有一定的壽命周期，如果在設施設備到達報廢年限時還未走到壽命終點就對設施設備進行改造或更換會造成成本的浪費。在做決策時，需要對部分改造成本和購買新設施設備的成本進行對比，選擇成本更低的方案。

3.2 風險管理邏輯過程維

軌道交通系統設施設備風險管理過程維劃分為3個步驟：風險識別、風險評估、風險應對。

（1）風險識別。風險識別是風險管理過程中不可或缺的一環，其目的在于識別出潛在的風險因素。作為風險管理的第一步，風險識別是一個定性的過程，受到個人主觀因素的影響較大。

（2）風險評估。風險評估為風險識別之后需進行的風險管理工作，此環節需分析風險發生的頻率和損失的程度，再對風險進行評估，量化風險。在概率評價方面，通過分析過去的數據和經驗，以及當前的環境和趨勢，對風險事件的出現頻率進行預測和判斷。而在后果評價方面，考慮到潛在風險事件對人、財產和環境可能帶來的損失形式和數量，以更好地了解潛在風險事件的威脅和影響。

（3）風險應對。對該風險進行決策，選擇相應的應對措施。

3.3 風險管理知識方法維

風險管理方法維是風險管理過程中各階段采取的方法的集合，主要包括德爾菲法和貝葉斯網絡分析法等[4-5]。

德爾菲法。通過有效利用專家的知識和經驗來解決事件問題，也稱專家調查法。通常包括以下幾個步驟：調查、反饋、集中和反饋。首先，調查階段將各位專家的意見進行整理、歸納和統計；其次，反饋階段將整理后的意見反饋給各位專家，匿名征求進一步的意見，這有助于消除任何潛在的偏見或爭議，并進一步澄清問題的本質；然后，在集中階段，對各位專家的反饋意見進行集中和整理，確定哪些意見是最相關和有用的；最后，在反饋階段，將匯總后的意見再次反饋給各位專家，直到得到穩定的意見。

貝葉斯網絡分析法。貝葉斯網絡是一種理論模型，用于表達和推理不確定性和概率性事件。該模型由代表隨機變量的結點和連接這些結點的有向邊組成，并用條件概率來表達變量間的關系強度。貝葉斯網絡適用于各種問題的抽象，例如測試值、觀測現象、意見征詢等，并且可以從不完全、不精確或不確定的知識或信息中進行推理。此外，貝葉斯網絡適用于有條件地依賴多種控制因素的決策，因此被認為是目前不確定知識表達和推理領域最有效的理論模型之一。

3.4 基于三維模型的軌道交通系統風險管理分析

運用風險管理知識方法，對各個生命周期階段的風險進行風險識別，具體風險如圖4所示。

前期管理的風險主要包括環境風險、技術風險、組織風險、財務風險和市場風險，應重點關注設備是否達標、設備選型時功能需求是否完備、價格是否合理以及合同是否合法；投資時考慮資金的時間價值與風險報酬等因素，提高投資決策的穩定性，盡可能避開組織類風險。

中期管理的風險主要包括技術風險、組織風險和財務風險，應注重設備日常運行過程中的故障記錄與維護活動，組織員工進行危險源辨識工作，對危險源進行分類分析并評估，從而進行風險控制。

后期管理的風險主要包括環境風險和財務風險兩大類型。該階段需注意如何正確估計報廢相關指標與條件，關注零部件再利用回收以及臺賬記錄。

4 結語

該文基于風險管理理論，劃分面向風險管理的軌道交通設施設備生命周期階段，提出軌道交通系統設施設備風險管理三維模型，并分別對生命周期維、邏輯過程維及知識方法維進行分析。該文建立的風險管理體系能夠進一步滿足運維企業與軌道交通行業對于質量風險的管控需求，為提升行業風險管控水平提供理論性的可靠支持。

參考文獻

[1]于亞男. 特種設備全生命周期風險辨識技術研究[D]. 北京：中國地質大學， 2012.

[2]陳旭. 電網工程項目風險管理體系建設研究[D]. 廣州：華南理工大學， 2016.

[3]慶格夫. 電網主型設備全生命周期風險管理模型及信息系統研究[D]. 北京：華北電力大學， 2015.

[4]Jan Kowalski， Mieczyslaw Polonski. Identification of Risk Investment Using the Risk Matrix on Railway Facilities[J]. Open Engineering， 2018（8）：506-512.

[5]鹿穎. 基于風險矩陣法的城市軌道交通運營安全評價研究[D]. 長春：吉林大學， 2019.