城市轨道交通运营系统风险分析方法探讨

第３卷第５期　中国安全生产科学技术　Ｖｏ１．３　Ｎｏ．５　２００７年１０月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｃｔ．２００ｒ７　文章编号：１６７３—１９３Ｘ（２（ｉ）７）一０５—００９２—０４　城市轨道交通运营系统风险分析方法探讨　叶庆辉，李毅雄，陈　波，何同庆　（广州市地下铁道总公司运营事业总部，广州５１００１０）　摘要：本文通过分析城市轨道交通运营系统风险特性，结合系统安全性分析理论，提出选用作业　过程风险分析、事故树分析及事件树分析相结合的综合方法分析城市轨道交通运营风险，介绍了　该综合性分析方法结合的思路与方法，并运用该方法分析了广州地铁１、２、３、４号线运营风险。　关键词：系统安全性分析；作业过程风险分析；事故树分析；事件树分析；城市轨道交通运营风　险；危险源　中图分类号：ＴＵ９４　文献标识码：Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｉｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ＹＥ　Ｑｉｎｇ—ｈｕｉ，ＬＩ　Ｙｉ—ｘｉｏｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｂｏ，ＨＥ　Ｔｏｎｇ－ｑｉｎｇ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｍｅｔｒｏ　Ｃｏ．，Ｏｐｅｒａｉｔｏｎ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｇｌ￣ｇｚｈｏｌｌ　５１００１０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｕｒｂａｎ　Ｒａｉｌ　Ｔｒａｎｓｉｔ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ．ｑ＇ｈｅｎ，ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｒｉｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｔｒｅｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｔｒｅｅ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏ￣ｌ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ叩一　ｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｒｉｓｋ．ｑ＇ｈｅ　ｉｄｅａ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ｉｔ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｌｉｎｅ　１，Ｌｉｎｅ　２，Ｌｉｎｅ　３，ａｎｄ　Ｌｉｎｅ　４　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｓｕｂｗａｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｙｓｔｅｍ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｒｉｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｆａｕｌｔ　ｔｒｅｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｔｒｅｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｒｉｓｋ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ，ｄａｎｇｅｒｏｕｓ　ＳＯＵｌ￣ｅ　践效果明显。　１　前言　由于城市轨道交通运营系统庞大而复杂、技术　２城市轨道交通运营系统风险特性分析　密集、种类繁多、各系统存在相互交叉等特点，使得　准确分析运营风险具有一定难度。目前大部分轨道　２．１　运营系统风险及其危险源　交通运营企业根据自身实际，制定一定的安全监控、　运营系统风险是指城市轨道交通运营单位在行　救援措施，但尚未就此开展系统的研究。笔者通过　车组织、客运服务、设备维护活动、紧急处理及后勤　在实际工作中深入分析城市轨道交通运营风险特　服务等环节当中可能发生的人身危害、财产损失、列　性，并结合系统安全性分析理论，选用作业过程风险　车延误及影响单位形象的事故（事件）。　分析、事故树分析与事件树分析相结合的综合方法　危险源是指可能引发城市轨道交通运营风险的　对广州地铁１、２、３、４号线运营进行了风险分析，实　危险有害因素＿】０ｊ。　２．２分析城市轨道交通运营系统风险特性　收稿日期：２ＯＯ７—０７—０９　城市轨道交通运营系统既是一个涉及人一机一　作者简介：叶庆辉，男，工程师。　环一管的大系统，又是一个车站之间系统高度重复　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　中国安全生产科学技术　・９３・　的综合系统。运营系统存在种类繁多的风险，其中　包括各类职业健康安全危害事件、行车与设备事故　（事件）及其在处理当中可能引发的其它风险等，而　运营服务过程产生的行车与设备事故（事件）及其在　处理当中可能引发的其它风险则是运营风险的主要　和重点内容。　城市轨道交通运营系统风险及其危险因素具有　严密的逻辑性，一个风险含多个系统存在的危险源。　如列车脱轨的风险就由行车组织系统、信号系统、车　辆系统及轨道系统等可能存在的危险源组成。具体　表现如下：　（１）一个小风险（或危险源）可能引发更大的风　险。如发生列车冒进信号的风险，其后果可能进一　步引发出列车冲突或列车脱轨的风险。　（２）一个危害事件可能引发其它风险。如信号　系统（信号系统办理列车进路失效事件）或某个站点　（车站人员人工错误办理列车进路事件）引发的危险　事件可能造成影响一条线甚至是二条以上的运营线　路的列车延误等其它运营事件。　（３）运营风险的危险源之间通常有逻辑门关系。　（４）运营风险在作业过程中相对波动的存在。　以上分析表明，分布在各系统中的运营风险不　是独立存在的，而是通过一定的逻辑关系紧密联系　的。因此，我们不仅要对各系统单独进行安全性分　析，还要在此基础上结合事故特性进一步分析其关　系及其相互作用所引发的严重后果。　３安全性分析方法的选择　系统安全性分析方法目前提出的有数十种之　多，通过分析城市轨道交通运营风险特性，比较安全　性分析方法，提出选用作业过程风险分析、事故树分　析及事件树分析相结合的综合性分析方法对城市轨　道交通运营风险进行系统的分析Ｅ８ｊ。　３．１作业过程风险分析简介　作业过程风险分析　ｊ是在作业条件危险性分析　的基础上衍变出来的方法。该方法用与系统风险有　关的两种因素指标值之积来分析系统在作业前、中　和后可能存在的风险程度，该方法操作简单，易于执　行，配合国标ＧＢ／Ｔ１３８６１—９２《生产过程危险和有害　因素分类与代码》与企业的作业特性一起使用，则可　对作业过程中存在的各类风险进行详细而系统的分　析［　。　３．２事故（故障）树分析简介　事故树是一种表示导致事故（故障）的各种因素　之间的因果及逻辑关系图，是在设计过程或现有生　产系统和作业中，通过对可能造成系统事故或导致　事故灾害后果的各种因素进行分析，确定系统故障　原因的各种可能组合方式及其发生概率，进而计算　系统故障的概率。　３．３事件树分析简介　事件树与事故树正好相反，是一种从原因到结　果的自下而上的分析方法，从给定的一个初始事件　的事故原因开始，按时间进程采用追踪方法，对构成　系统的各要素（事件）的状态（成功或失败）逐项进行　二者择一的逻辑分析，分析初始条件的事故原因可　能导致的事件序列的状态和结果，从而分析系统的　安全性。　３．４三种方法的互补与共同点　作业过程风险分析能全面分析各系统在作业环　节中存在的运营风险及其危险源，较难直观反映运　营事故及事故原因之间的逻辑关系和以事件为主线　进一步分析其可能引发其它风险的情况。而加入事　故树分析及事件树分析则刚好能填补这些缺陷。且　适宜把事故树分析及事件树分析结合一起灵活、充　分的分析运营风险。　共同点：作业过程风险分析和事故树分析都运　用系统风险率理论来分析系统在作业过程可能存在　的风险程度，使之结合更顺畅与高效。　４综合性分析　４．１风险分析的准备工作　４．１．１成立风险分析小组　要有效实施风险分析，不仅要有合适的风险分　析方法，还要成立一个具备良好素质的风险分析小　组。小组可由评估机构的专家和同行业或本单位具　备丰富运营安全管理经验的人员或专业技术人员。　４．１．２准备风险分析所需的资料　风险分析所需的资料有安全预评价报告、卫生　学预评价报告及职业病危害预评价报告；各系统的　设计、安装、调试及验收资料；所有作业过程，生产　设备，使用的物料、建筑物、工作环境、平面布局等资　料；各类安全事故及事件；法律、法规和相关行业　维普资讯 http://www.cqvip.com

・９４・　中国安全生产科学技术　第３卷　标准等。　４．２综合性分析的思路和方法　用事件树理论分析以上事故（事件）的发展过程和最　终导致的其它事故（事件）。　（２）方法　综合性分析可按两个阶段进行。　４．２．１　第一阶段运用作业过程风险分析方法全面　分析运营风险　按各系统故障和运营事故类别确定事故（故障）　树的顶上事件。为充分演绎顶上事件的危险源，对　在第一阶段分析出来涉及该顶上事件的危险源按层　（１）思路　选用专家分析（该方法贯穿风险分析全过程）和　作业过程风险分析法在作业过程中找出各部门（各　系统）存在的风险及其危险源，并运用作业过程风险　分析法的评价基准表评价风险，确定各类风险的危　险程度。　（２）方法　为在正常、异常及紧急状态下全面、系统辨识运　营系统内部和外部可能存在的风险及其危险源，可　借鉴国标ＧＢ／６４４１—８６《企业职工伤亡事故分类》及　分析运营过程可能产生的行车事故／事件、列车延误　及财产损失等事故类别，设计《运营事故类型基准　表》，以确定事故类别　］。然后参考国标ＧＢ／Ｔ１３８６１　—９２《生产过程危险和有害因素分类与代码》逐项查　找风险中可能存在的危险源，并在物理性危险、化学　性危险、生物性危险、心理或生理性危险、行为性危　险、其他危险六个方面确定危险源类别。设计作业　过程风险分析的评价基准表，依照基准表内容对分　析出来的运营风险划分风险等级。　（３）总结　该方法全面分析运营生产全过程各系统独自存　在的风险，评价了运营各部门存在风险的总体状况。　由于该方法的局限性，其辨识出来的危险源未能按　层次用“与”门、“或”门的逻辑关系排列。这必然体　现不了运营风险及其危险源特有的逻辑关系，使最　终评价的结果与实际情况存在一定偏差。为尽量缩　小评价偏差，可使用事故树和事件树分析方法对在　第一阶段评价出来的运营重要风险进一步分析。　４．２．２第二阶段运用事故树和事件树分析运营重　要风险　（１）思路　与运营过程密切相关的各类设备故障或突发事　件都是运营重点控制的风险。这些风险及其危险源　之间有紧密的逻辑关系，因此，可用事故树理论对设　备故障、行车事故（事件）、突发事件及对运营有重大　影响的其它事故（事件）的发生原因进行分析，同时　次运用逻辑门的关系进行合并与归纳，同时还应考　虑是否需要补充新的危险源，并确定各层次危险源　的与门、或门的关系，从设备系统可靠性、人员可靠　性和环境因素三方面分析事故的发生概率，确定其　危险程度　Ｊ。　按事故（事件）发展过程最终导致结果确定事件　树的初始事件。为充分归纳初始事件的发展过程及　结果，除考虑在第一阶段分析出来的风险外，还应从　全线、线网和紧急疏散的影响程度等方面进行考虑。　（３）顶上事件与初始事件的关系　运营风险尤其是行车及导致行车事故（事件）的　风险通常具有时序及因果关系。因此，一般可把事　故树的顶上事件作为事件树的初始事件进一步分析　其发展后果，然后以导致的后果事故作为顶上事件　继续分析，如此循环，直至效果满意为止。　（４）总结　该阶段总结了运营系统各类风险的逻辑关系，　补充并完善了第一阶段的风险评价，达到缩小评价　偏差的目的。　利用事件树分析方法能归纳出从点（如车站）一　局部（如某条线路）一系统（如线网）的运营风险及其　发展趋势和结果。　利用事故树分析方法能深入了解运营系统的结　构及各系统的相互联系，为掌握运营风险的波动规　律提供科学的手段。　４．３风险分析举例　下面通过分析城市轨道交通运营“列车冒进信　号”风险来举例说明。　４．３．１运用事故树理论　运用事故树理论分析危险源，把作业过程风险　分析中与列车冒进信号风险有关的系统风险及其危　险源进行合并与归纳，并考虑了需要补充新的危险　源，其分布情况如下：　（１）信号系统：ＡＴＰ保护系统安全停车点距离　计算错误、信号假表示；　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　中国安全生产科学技术　・９５・　（２）车辆系统：制动系统失灵；　（３）行车组织系统：切除ＡＴＰ系统保护功能、司　机未确认信号动车、司机超速驾驶、调度员错误指挥　司机行车、车站人员错误给出假信号、行车人员色　盲；　（４）环境原因：钢轨轨面有油污等润滑物料造　成车辆轮对产生空转滑行。　４．３．２分析事故发生概率　用事故树图表示方式对顶上事件“列车冒进信　号”的事故原因逐层分析并确定其逻辑关系，进而分　析事故的发生概率。　４．３．３用事件树进行分析　把“列车冒进信号”作为事件树的初始事件进一　步分析其发展后果。发现对以下因素处理不当，则　可能产生“列车冲突”、“列车挤岔”甚至“列车脱轨”　的严重后果：（１）通知司机停车；（２）阻止其它列车　进入占用线路；（３）控制相关道岔的正确位置；（４）　引导列车进入安全线；（５）断开该区域用于列车动　力的电源。　４．３．４必要时，可用事故树理论分析下列情况　（１）“列车冒进信号”风险中各系统风险因素的　危险源；　（２）“列车冒进信号”风险发生后可能导致发展　后果的各条件因素的危险源；　（３）“列车冲突”、“列车挤岔”、“列车脱轨”的事　故原因。　４．３．５事件树理论分析后果　必要时，可用事件树理论分析“列车冲突”及　“列车脱轨”事故发生后可能导致的发展后果。　４．４综合性分析方法在广州地铁运营的应用简介　从２００４至２００７年期间，广州地铁选用该分析　方法先后对１、２、３、４号线运营各个作业环节及活动　进行全面及系统的风险分析，辨识出各类危险源　７６２０个，风险１３２１项，运营重大风险７６项（风险和　危险源项有同类）。划分了风险级别，理顺了复杂的　运营系统中各类风险及其危险源的逻辑关系，并按　轻重缓急制定风险控制措施。　以事故（事件）为主线把运营风险所涉及的危险　源从各系统中层层分解，逐步量化。这样，更能全面　的找出这些已量化的危险源的相关的控制措施，把　运营风险的控制要求实实在在的落实到员工职责范　围内。最后，完善了风险管理机制，使广州地铁运营　的安全管理更系统化、规范化，进入风险分析经常化　的轨迹。　５结论　城市轨道交通运营系统的复杂性，使得运营风　险在每一天的运营服务与设备维护等活动中在静止　与发生之间的范围内波动，我们惟有深入分析其波　动特性，寻找适合的方法分析产生波动的各种因素、　触发条件等逻辑关系，不断辨识隐藏的、变化的危险　源，掌握其波动的规律，才能为研究风险控制对策提　供科学的依据。　本文提出的综合性分析方法及其应用，希望能　给城市轨道交通运营系统乃至铁道运输的风险分析　提供借鉴作用。　参考文献　［１］刘铁民，张兴凯，刘功智．安全评价方法应用指南［Ｍ］　北京：化学工业出版社，２００５　汪元辉．安全系统工程［Ｍ］．天津：天津大学出版社，　１９９９　吴宗之．危险评级方法及其应用［Ｍ］．北京：冶金工业　出版社，２００１　ＧＢ／Ｔ１３８６１—９２／（生产过程危险和有害因素分类与代　码》．［Ｓ］．国家技术监督局１９９２—１１—１２发布１９９３—０７　—０ｌ实施．　ＧＢ／６４４１—８６／（企业职工伤亡事故分类》．［Ｓ］．国家标准　局１９８６—０５—３１发布１９８７—０２—０１实施．　陈宝智，王金波．安全管理［Ｍ］．天津：天津大学出版　社，１９９９　郑有业．广州地铁运营风险管理实践与探讨［Ｊ］．都市　快轨交通，２ＯＯ７，２０（１）　刘铁民，钟茂华，王金安，等．地下工程安全评价［Ｍ］．　北京：科学出版社，２００５