基于事故树的铁路调车作业安全风险程度研究

杨英杰 上海铁路局南京东站

基于事故树的铁路调车作业安全风险程度研究

杨英杰 上海铁路局南京东站

调车工作是铁路运输生产中事故多发、易发且损失及影响较大的作业环节。针对南京东站某一历史阶段典型调车事故记录，采用事故树模型对调车作业安全风险影响程度进行分析，挖掘调车作业事故的发生原因与影响因素、结果的逻辑关系，并通过分层指标模型计算重要度。结果表明导致调车作业事故的原因中，作业人员因素和设备因素影响最大。针对性提出相应的风险控制措施。

铁路调车作业；安全风险；事故树；影响程度

调车作业是铁路运输生产的重要组成部分，其对保证运输安全、提高运输效率、增强运输能力、降低运输成本和维持良好的运输秩序等均起着十分重要的作用。保障调车作业安全是铁路安全风险防控的重点和难点。

1 调车作业事故树的建立

借助事故树分析法对典型调车事故进行建模分析，找出调车作业中可能造成的事故直接后果与导致事故发生的影响因素之间的因果、逻辑关系。

1.1 事故原因分析

表1 调车作业事故原因

通过对32件典型调车作业事故原因（含某一件事故由多个主要原因导致）作进一步深入分析，归纳出导致调车作业事故的主要原因集中在作业人员因素、管理因素、设备因素、环境因素等方面。统计各因素出现的次数和后果如表1所示。

1.2 构建事故树

根据对调车作业事故原因的统计分析结果，按照相应的流程、先后次序、因果关系绘成事故树图，表示了导致事故、原因的各种因素之间的逻辑关系（如图1所示）。

图1 调车作业事故树

1.3 事故树的最小割集

在事故树分析中，最小割集是引起顶上事件发生的充要条件，如果最小割集越多，说明系统的危险性越大。由布尔代数法可得:

上式中，A1、A2、A3、A4分别代表环境因素、设备因素、作业人员因素和管理因素；X1、X2分别代表环境因素原因下的恶劣天气和沿线异物等两种因素，X3、X4分别代表设备原因下的设备老化和设备故障等两种因素，X5、X6、X7分别代表作业人员因素下的安全意识不强、业务不精和违章作业等三种因素，X8、X9分别代表管理因素下的现场控制不到位和规章制度有漏洞等两种因素；N1、N2、N3、N4，（其中N1∈N）分别为环境因素、设备因素、作业人员因素、管理因素等四种调车作业事故原因发生的频数；n1，n2，n3…n13（其中n1∈N）为由各最终原因导致调车作业事故发生的频数。

则事故树的最小割集为：X1α，X2α，X3α，X4α，X5α，X6α，X7α，X8α，X9α。即导致调车作业事故的基本原因有9个，分别为最小割集所表示的内容。

2 调车作业事故影响评价指标体系

不同的事故原因对调车作业甚至整个运输生产的影响也不同。为便于分析、建模，针对不同事故原因导致的后果，采用层次分析指标模型建立指标体系，如图2所示。

图2 调车作业事故影响结果指标体系

2.1 量化指标

根据上述指标体系，细分统计准则层C层中各指标在相应影响因素下出现的频次，可得到量化指标结果。

2.2 构造对比矩阵及权重计算

2.2.1 构造成对比较矩阵

从层次结构模型的第二层（A层）开始，对于影响上一层每个因素的同一层诸因素，用成对比较法和1～9比较尺度构造对比矩阵，依此构造目标层、A层、B层直至D层的成对比较矩阵。

（1）目标层构造矩阵

由于四种事故原因发生的频数分别为：环境因素2件，设备因素12件，作业人员因素23件，管理因素5件。采用1～ 9比较尺度法其构造矩阵如表2所示。

表2 目标-指标类对比矩阵

（2）A层构造矩阵

由频次量化指标结果可知，环境因素下的指标发生的次数分别为：恶劣天气1件，沿线异物1件。则环境因素指标的构造矩阵如表3所示。同理可构造A层中设备因素指标对比矩阵、作业人员因素指标对比矩阵、管理因素指标对比矩阵。

表3 环境隐患指标对比矩阵

（3）B层、C层构造矩阵

方法同（2），可得到9个B层指标对比矩阵和11个C层指标对比矩阵。

2.2.2 权重系数确定

（1）次数权重系数表上层指标计算如下：

具体权重系数结果如表4所示。

式中βi表示第i个影响因素，ωi,j表示第i个因素在A层第j个事故原因中的比重，均已在前文中得出具体的数值，Aj表示A层第j个事故原因的比重。

（2）影响权重系数确定

δi表示第i个事故诱发因素；ωi,j表示第i个事故诱发因素导致的结果权重，包括脱轨、人员伤亡、脱线、冲撞、挤岔、侧面冲突等，根据上式计算结果如表4所示。

表4 权重系数表

3 安全风险结构重要度计算

由事故树基本事件的结构重要度分析的近似判别式：

可得，所有基本事故原因的重要度都相同，值为1，但根据统计资料显示各影响因素发生的频数不同，造成的影响不同，因此该判别式还需乘以次数权重和影响权重，即：

根据上述原则，计算出的基本事件结构重要度如表5所示。

通过表5可得，南京东站调车作业事故的影响因素主要来自于作业人员违章作业和设备故障，其次分别是作业人员安全意识不强、管理人员现场控制不到位、规章制度有疏漏、业务不精、设备老化，最后两个是恶劣天气和沿线异物。

表5 基本事件结构重要度

4 调车作业安全风险控制措施

根据对各影响因素的分析结果可得：由人员因素导致的安全风险从发生概率和风险损失来说都是最大的，也较难察觉潜在的危险，因此应着重加强对作业人员因素的控制，重点应放在对人员素质的提升和作业执标的培养上；其他方面的因素也应对症下药。具体的控制措施建议如下：

（1）从人员因素入手，打造高素质的调车队伍，进一步优化调车作业人员队伍结构，把关好调车人员上岗资格，强化技术业务培训，加强职业素养教育和安全共识教育。

（2）从管理因素入手，强化调车安全专业管理，完善调车安全管理制度、强化调车安全培训，抓住调车安全关键、狠抓现场作业管理，发挥班组自控互控作用。

（3）从环境隐患入手，消除外部环境不良影响，把控恶劣天气下的调车安全，改善调车作业外部环境。

（4）从设备因素入手，完善调车作业设施设备，一方面要立足于高科技、高性能、高可靠性设备的不断更新使用，另一方面要加大既有设备的维修保养，确保设备稳定可控，用“人机和谐”来确保调车安全风险受控。

5 结束语

本文通过对调车事故实例的细化统计分析，挖掘事故发生原因和影响结果的逻辑关系，采用事故树分析法得出调车作业事故的发生原因与影响因素、结果的逻辑关系，并通过分层指标模型计算了各事故发生影响因素的重要度。

本文可以得到以下结论：

（1）影响调车安全的风险因素非常多，一般分为环境因素、设备因素、作业人员因素、管理因素等4大类。

（2）调车作业发生事故的概率很大，影响调车安全的最主要因素是人员因素，其次是设备因素，最后是管理因素、环境因素。

[1]花修坤.铁路中间站调车安全影响因素分析[J].上海：上海铁道科技, 2008.3

[2]薛亮,刘小玲.事故树分析法在城市轨道交通事故分析中的应用[J].哈尔滨：交通科技与经济，2011.6

责任编辑：王 华

来稿日期：2015-12-03