驼峰调车作业挤岔事故树的定性分析

陈邦

（兰州铁路局武威南车务段，硕士，助理工程师，甘肃 武威 733000）

武威南车站自动化驼峰自2006年投入使用以来就发生过数起调车挤岔事故。挤岔事故不仅给驼峰的安全作业带来极大威胁，也严重影响驼峰调车作业的效率。因此，对自动化驼峰调车挤岔事故发生的原因进行分析，提出预防与控制措施，对保证铁路运输安全畅通具有十分重要的意义。

事故树分析（Fault Tree Analysis，缩写FTA），是一种表示导致事故各种因素之间的因果及逻辑关系图［1］。即在设计过程中或在现有生产系统和作业中，通过对可能造成系统事故的各种因素（包括硬件、软件、人、环境等）进行分析，根据工艺流程、先后顺序和因果关系绘出逻辑图，从而确定系统故障原因的各种可能组合方式，并据此采取相应的措施，以提高系统的安全性和稳定性。它是安全系统分析的主要方法之一，将所有导致事故的基本原因通过逻辑推理的方法用逻辑门连接起来，从而能表示出哪些原因事件组合发展成为顶上事件的动态过程。

1 编制驼峰调车作业挤岔事故树

通过对武威南车站自动化驼峰调车挤岔典型事故的分析，根据《铁路技术管理规程》、《铁路调车作业标准》等有关规定，并组织经验丰富的驼峰调车作业人员及技术人员座谈讨论，以“自动化驼峰调车作业挤岔”为顶上事件，编制了事故树，如图1所示。

2 驼峰调车作业挤岔事故树分析

由图1可见，驼峰调车挤岔（T）这一顶上事件发生的原因是由M1（道岔位置不正确强行通过），M2（分路不良溜放），M3（自动溜放长轴距车辆）等中间事件，以及省略事件X1（驼峰控制系统故障）构成的。该事故树中“或门”事件所占的比重很大，约占逻辑门总数的79%，说明该系统处于极敏感状态，极易发生事故或事故苗头。

2.1 挤岔事故原因事件逻辑关系分析事故树中反映出导致驼峰调车作业挤岔的原因事件很多，但从事故树中并不能直观地看出各原因事件与顶事件之间的逻辑关系。通过事故树编号，列出逻辑方程，并通过布尔代数化简等步骤，就可以清晰的看出各原因事件与顶事件的关系。

根据图1中各事件的逻辑关系可列出顶事件T的布尔表达式并计算如下：

经过布尔运算，中间事件被各个原因事件代替。运算结果中用“+”连接的事件组合表明，只要该事件组合发生，则必然导致顶事件（事故）的发生。用“·”连接的事件组合表明，只有该事件组合中的全部事件都发生才会导致顶事件（事故）发生。通过对事故树的逻辑运算，我们可以清楚的看到导致事故发生的原因事件的不同组合形式，为更进一步分析和预防事故提供了方便。

2.2 基本原因事件组合分析并不是每个原因事件的发生都会导致最终事故的发生。那么哪些组合事件的发生会导致事故发生呢？通过求解事故树的最小割集可以得到明确的答案。

事故树分析中，引起顶事件发生的基本事件集合，称为最小割集。用结构法求得该事故树最小割集如下：

最小割集k42，k43，k44中3个集合只包含1个基本事件，其他割集都包含2个以上的基本事件。最小割集说明，大部分情况下，驼峰调车作业中人员操作、设备等某一个环节出现了失误或问题，并不一定导致事故的发生，但当作业过程的多个环节连续出现问题，事故发生的概率则大大增加。

2.3 基本原因事件的危险性分析造成事故的原因多种多样，每个原因对事故的影响程度并不一样，也就是说基本原因事件的危险性有大有小。在采取防范措施时，应该按轻重缓急，优先解决对事故影响较大的问题，消除最重要的初始原因。

结构重要度用来权衡各基本事件发生对顶事件发生影响的程度。当最小割集中基本事件数目相等时，在最小割集中重复出现的次数越多，其结构重要度越大。当最小割集中基本事件数目不等时，基本事件少的割集中的事件比基本事件多的割集中的基本事件重要度大。以I表示结构重要度，整体中各基本事件结构重要度如下：

结构重要度的排序，即原因事件危险系数的排序。结构重要度越大，其危险性也越大，越容易导致事故的发生。

3 挤岔事故的预防与控制

结构重要度反映了原因事件的危险性，但消除危险性最大的事件，或努力使某个危险性最大的事件不发生并不能绝对避免事故的发生。通过求解事故树最小径集可以很好的找出预防与控制事故发生的方法。

3.1 求解驼峰调车事故最小径集某些基本事件的集合不发生，则顶事件也不发生，这种事件的集合称为径集。使顶事件不发生所必须的最低限度的径集称为最小径集。将图1中的“与门”改为“或门”，“或门”改为“与门”，事故树即变为成功树。求出成功树的最小割集即为驼峰调车作业挤岔事故树的最小径集。驼峰调车作业挤岔事故树全部径集如下：

3.2 挤岔事故预防与控制思路驼峰调车作业事故树的最小径集共有21个基本事件的集合，意义为当每个集合中的所有事件都不发生时则不可能发生挤岔事故。如：集合s1表示，假如车轮、道岔区段没有出现分路不良，驼峰自动控制系统没有发生故障，作业前、变更计划后计划都彻底传达了，作业人员没有错排进路、盲目取消变更进路，并且没有自动溜放换长超过1.6的车辆，就不会发生挤岔事故；集合s2表示，司机确认好信号再动车，调车长确认好信号后再指挥动车，压信号动车前确认好道岔开通位置，推进前试拉，并按规定连结风管、选闸，不超速连挂，并且车轮、道岔区段没有出现分路不良，没有自动溜放换长超过1.6的车辆，驼峰自动控制系统没有发生故障，就不会发生挤岔事故。其他最小割集意义类似，不再一一描述。

事故树最小径集为我们提供了自动化驼峰调车挤岔事故预防与控制的一个方向，那就是尽可能地消除最小径集中的原因事件。比如，对X1，X2，X3，X4，X19，X20等事件，可以采取加强设备整治、贯彻执行各项规章制度等方式，力争消除某些不安全因素，减少以致杜绝挤岔事故的发生［2］。对X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12等事件，可以通过建立互控、联控制度，开展行车班组间、班组成员间的互控、联控活动，预防调车挤岔事故的发生。从最小径集的分析中还可看出，作业人员的技能水平对作业的安全起到至关重要的作用。因此，实行岗位责任制，加强对作业有关人员的技术培训，提高其业务水平和技术素质，严格标准化作业，对预防和控制调车挤岔事故的发生具有重要意义［4］。

4 结束语

驼峰调车作业事故中由于人为因素多，无法对事故进行准确定量分析。通过事故树简明形象的定性分析，不仅能分析出事故的直接原因，而且能揭示事故的潜在危险，能够满足事故分析的需要。事故树最小割集预示出系统发生事故的途径，而最小径集则提供了消灭顶上事件最经济、最省事的方案。因此，应用事故树对驼峰调车作业挤岔等事故进行定性分析，从而提出预防与控制措施，对加强驼峰调车作业安全控制，保证铁路运输安全畅通具有十分重要的意义［5］。实践中，驼峰调车作业事故分析就事论事的多，应用系统安全分析方法进行有理论高度的深入分析却并不多见。为了给驼峰调车作业安全性的改善提供正确、全面、有效的决策依据，有必要在基层站段推广事故树分析法这种使用范围广、简单易用、分析效果好的方法。

［1］隋鹏程，陈宝智，隋旭.安全原理［M］.北京：化学工业出版社，2005

［2］周江明，吴忠明.编组站自动化驼峰调车安全探讨［J］.铁道运输与经济.2003，25（12）

［3］孙志强.确保驼峰调车作业安全的思考［J］.铁道技术监督，2009，37（6）

［4］虞桂海.确保自动化驼峰作业安全的思考［J］.铁道运输与经济，2004，26（9）

［5］施其洲.运输安全系统工程［M］.成都：西南交通大学出版社，1995.