鐵路運輸安全風(fēng)險評估方法研究

彭宇拓，劉德新

（1.鐵道部黨校 科研處，北京 100088；2.沈陽鐵路局 蘇家屯車輛段，遼寧 沈陽 110101）

鐵路運輸安全涉及車、機、工、電、輛等各相關(guān)鐵路單位，同時與社會公眾及自然環(huán)境等領(lǐng)域相關(guān)，有許多難以控制的因素，其生產(chǎn)的特殊性和復(fù)雜性使鐵路運輸企業(yè)面臨著一系列安全生產(chǎn)風(fēng)險，也導(dǎo)致鐵路運輸安全風(fēng)險呈現(xiàn)動態(tài)性、模糊性、隨機性等特性。目前，用于鐵路運輸安全風(fēng)險評估的方法可以分為定性和定量兩大類。由于量化風(fēng)險值所需的風(fēng)險頻率和危害嚴重程度等統(tǒng)計數(shù)據(jù)的搜集與分析工作尚不完善，同時影響鐵路運輸安全風(fēng)險評估的指標(biāo)相當(dāng)多，站段等基層生產(chǎn)單位的風(fēng)險評估量化工作較為困難，因此主要采用定性的評估方法。由于定性的評估方法受到人為的經(jīng)驗和主觀偏好等因素影響，其評估的結(jié)果準確率比較低，不利于風(fēng)險的分級管理和控制措施的實施。

1 鐵路運輸安全風(fēng)險的量化評估

1.1 風(fēng)險評估的基本公式

所謂安全風(fēng)險管理，是指為了降低風(fēng)險可能導(dǎo)致的事故，減少事故造成的損失所進行的風(fēng)險識別、危險源分析、隱患判別、風(fēng)險評價，制定并實施相應(yīng)風(fēng)險對策與措施的全過程[1]。風(fēng)險 R 具有概率和后果的二重性，可以用損失程度 c 和發(fā)生概率 p的函數(shù)來表示：

1.2 風(fēng)險與風(fēng)險點及其識別

風(fēng)險是指系統(tǒng)中客觀存在且具有潛在能量和物質(zhì)釋放危險，在一定的觸發(fā)因素作用下可以轉(zhuǎn)化為隱患、事故的根源或狀態(tài)。風(fēng)險點是指能夠引發(fā)風(fēng)險轉(zhuǎn)化為事故的人、設(shè)備、環(huán)境等因子，與具體崗位、工種、設(shè)備、業(yè)務(wù)流程相關(guān)，是可以識別、消除或隔離，以避免、防護和控制的具體風(fēng)險單元。落實和推行安全風(fēng)險管理，在基層生產(chǎn)站段或車間以風(fēng)險點作為風(fēng)險管理單元。例如，車輛段的車輛脫軌風(fēng)險與風(fēng)險點包括貨車轉(zhuǎn)8A 型轉(zhuǎn)向架檢修、檢查質(zhì)量不高；輪對組裝質(zhì)量不達標(biāo)，導(dǎo)致車輪與車軸發(fā)生相對位移；輻板孔輪對裂紋漏探導(dǎo)致崩輪；輪徑差超限的輪對裝車使用；列檢對車輛走行部關(guān)鍵部位檢查不到位等。

風(fēng)險評判前先進行風(fēng)險識別確定評估對象，包括對系統(tǒng)特性分析、脆弱點分析、威脅分析等，以及對系統(tǒng)已采取的或計劃采取的控制措施進行分析，確定其有效性[2]。

1.3 風(fēng)險評判指標(biāo)體系

目前，世界上有關(guān)鐵路運輸系統(tǒng)安全管理的規(guī)范大多以歐盟的標(biāo)準為主，如 EN50126，其風(fēng)險評估采用安全風(fēng)險矩陣管理方法，其中有2項主要因素：危險的可能性或發(fā)生的頻率和危害造成后果的嚴重程度。在此，結(jié)合鐵路現(xiàn)場情況，用層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)和模糊數(shù)學(xué)評價方法量化概率 p 和損失后果 c，進行風(fēng)險評估。

依據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作性原則，利用事故樹分析法和人—機—環(huán)境分析法解析影響鐵路運輸風(fēng)險發(fā)生概率的因子，包括人員素質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境和安全管理等。預(yù)估風(fēng)險導(dǎo)致的事故后果涵蓋人員傷害、設(shè)備財產(chǎn)損失、職業(yè)相關(guān)病癥、環(huán)境影響和導(dǎo)致鐵路交通事故等級等方面[3]。風(fēng)險和風(fēng)險點的評估指標(biāo)體系如圖1所示。

1.3.1 人員素質(zhì)

人員素質(zhì)影響風(fēng)險管理的因素有以下方面。

（1）學(xué)歷。學(xué)歷水平及評估分值：高中以下(2分)，高中、中專、職高、技校等(4分)，大專(6分)，大學(xué)本科及同等學(xué)歷(8分)，碩士、博士(10分)。

（2）工齡。工齡年限及評估分值：0～0.5年(2分)，0.6～2年(4分)，3～5年(6分)，6～10年(8分)，11年以上(10分)。

（3）職業(yè)技能級別。職業(yè)技能級別及評估分值：初級技工(2分)，中級技工(4分)，高級技工(6分)，技師(8分)，高級技師(10分)。

（4）培訓(xùn)時間。平均培訓(xùn)課時及評估分值：0～3課時(2分)，4～10課時(4分)，11～20(6分)，21～40課時(8分)，41課時以上(10分)。

（5）身心狀態(tài)。身心狀態(tài)由職工本人和班組長共同填寫，評估分值：極差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

1.3.2 生產(chǎn)設(shè)備

生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)采用完好狀態(tài)、綜合精度和養(yǎng)護維修狀態(tài)等指標(biāo)反映其可靠程度。其中，生產(chǎn)設(shè)備完好狀態(tài)的評估標(biāo)準分為設(shè)備運轉(zhuǎn)、設(shè)備能耗和安全防護3個方面[4]。

圖1 風(fēng)險 / 風(fēng)險點評估指標(biāo)體系

（1）生產(chǎn)設(shè)備完好狀態(tài)及評估分值：極差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

（2）設(shè)備綜合精度指數(shù) T 的計算公式為：

式中：Tp為設(shè)備精度的檢查實測值；Ts為規(guī)定的允許誤差值；n 為測定的項數(shù)。

精度指數(shù) T 及評估分值：T＞3為極差(2分)，3≥T＞2為不太好(4分)，2≥T＞1為一般(6分)，1≥T＞0.5為好(8分)，T≤0.5為非常好(10分)。

（3）生產(chǎn)設(shè)備的養(yǎng)護維修狀態(tài)及評估分值：完全失修(2分)，即將大修(4分)，即將中修(6分)，即將小修(8分)，剛檢修完畢(10分)。

1.3.3 生產(chǎn)環(huán)境

（1）工作環(huán)境。包括所在場區(qū)產(chǎn)生的塵埃、噪聲，以及易燃、易爆物和有毒、有害物質(zhì)的防控等方面，評估分值：極差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

（2）氣象環(huán)境。氣象環(huán)境依據(jù)天氣的發(fā)展態(tài)勢和危害程度，可以分為無影響、一般、較重、嚴重、特別嚴重等。氣象環(huán)境評估分值：特別嚴重為紅色(2分)，嚴重為橙色(4分)，較重為黃色(6分)，一般為藍色(8分)，無影響為白色(10分)。

（3）人員暴露的頻繁度。該指標(biāo)體現(xiàn)了危險工作環(huán)境對職工日常工作的影響程度。人員暴露的頻繁程度及分值：全工作時間暴露(2分)，半數(shù)工作時間暴露(4分)，1小時左右暴露(6分)，偶爾幾次暴露(8分)，基本不暴露(10分)。

1.3.4 安全管理

安全管理的風(fēng)險評估影響因子有風(fēng)險監(jiān)管體系、安全風(fēng)險教育培訓(xùn)、安全風(fēng)險投入和事故應(yīng)急處置。在站 / 段安全委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，由車間主任組織有關(guān)安全、技術(shù)專業(yè)人員和班組長對安全管理的4項指標(biāo)進行討論評分，評分結(jié)果上報站/段安全委員會審核通過，分數(shù)值越高則指標(biāo)值越優(yōu)。

1.3.5 事故后果預(yù)估

事故后果預(yù)估分為人員傷害、設(shè)備財產(chǎn)損失、職業(yè)相關(guān)病癥和環(huán)境影響等方面，結(jié)合國際通行的MES 法則和鐵路基層站段規(guī)章制度的要求，進行事故后果預(yù)估。根據(jù)事故后果預(yù)估值并結(jié)合系統(tǒng)特性分析和風(fēng)險分析結(jié)果，按嚴重程度取最大值定為事故后果等級。

（1）事故一級后果。評估分值：10分，其中有多人死亡，財產(chǎn)損失超過500萬元，無職業(yè)相關(guān)病癥，有重大環(huán)境影響的不可控排放，導(dǎo)致發(fā)生鐵路特別重大事故、重大事故或一般A類事故。

（2）事故二級后果。評估分值：8分，造成1人死亡，財產(chǎn)損失100萬～500萬元，多人患職業(yè)病，有中等環(huán)境影響的不可控排放，導(dǎo)致發(fā)生鐵路一般 B 類事故。

（3）事故三級后果。評估分值：6分，造成人員永久失能，財產(chǎn)損失10萬～100萬元，1人患職業(yè)病，有較輕環(huán)境影響的不可控排放，導(dǎo)致發(fā)生鐵路一般 C 類事故。

（4）事故四級后果。評估分值：4分，人員傷害僅需治療，財產(chǎn)損失3萬～10萬元，有職業(yè)性多發(fā)病，有局部環(huán)境影響的可控排放，導(dǎo)致發(fā)生鐵路一般 D 類事故。

（5）事故五級后果。評估分值：2分，人員輕微傷害，財產(chǎn)損失不足3萬元，無環(huán)境影響。

在采取有效風(fēng)險控制措施后，經(jīng)過站/段安全科調(diào)研和討論后，可以調(diào)整該預(yù)估等級，但一般不應(yīng)超過一個級次，并上報站 / 段安全委員會。若調(diào)整超過一個級次時，必須經(jīng)站 / 段安全委員會討論。

2 案例分析

某車輛段初期研判，共確定4個等級、5項、30類風(fēng)險點。運用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)理論，選取該段車輪車間輪對組裝班組車軸探傷崗位的冷切軸和人身傷害風(fēng)險進行量化評估。利用計算機系統(tǒng)輔助安全風(fēng)險管理工作，以減輕鐵路現(xiàn)場風(fēng)險管理的工作強度[5]。

2.1 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

采用層次分析法確定評價指標(biāo)的權(quán)重。由于鐵路安全風(fēng)險評判指標(biāo)體系中的許多指標(biāo)之間沒有關(guān)聯(lián)性或關(guān)聯(lián)性很小，因此可以采用專家打分法確定指標(biāo)之間的相對權(quán)重，并且對每2個指標(biāo)的相對權(quán)重分別進行確定以使權(quán)重更切合實際。

構(gòu)造準則層的判斷矩陣，如表1所示。

表1 準則層判斷矩陣

準則層判斷矩陣的一致性指標(biāo) CI =(λ - n)/(n -1)=0.0036，則 CR = CI / RI =0.004＜0.1，符合一致性檢驗。

鐵路安全風(fēng)險評判指標(biāo)體系準則層的權(quán)重值分別為：人員素質(zhì)(0.21)，生產(chǎn)設(shè)備(0.47)，生產(chǎn)環(huán)境(0.09)，安全管理(0.23)。依次采用 AHP 方法計算得到滿足一致性檢驗的各級指標(biāo)權(quán)重值如下。

（1）人員素質(zhì)指標(biāo)權(quán)重。文化水平(0.08)，工種工齡(0.13)，職業(yè)技能(0.25)，受訓(xùn)時間(0.21)，身心狀態(tài)(0.33)，CR 檢驗值(0.0015)。

（2）生產(chǎn)設(shè)備指標(biāo)權(quán)重。完好狀態(tài)(0.6)，綜合精度(0.1)，養(yǎng)護維修狀態(tài)(0.3)，CR 檢驗值(0.051)。

（3）生產(chǎn)環(huán)境指標(biāo)權(quán)重。工作環(huán)境(0.24)，氣象環(huán)境(0.20)，暴露度(0.56)，CR 檢驗值(0.001)。

（4）安全管理指標(biāo)權(quán)重。風(fēng)險監(jiān)管體系(0.14)，風(fēng)險教育培訓(xùn)(0.23)，安全風(fēng)險投入(0.39)，事故應(yīng)急處置(0.24)，CR 檢驗值(0.006)。

2.2 風(fēng)險評估計算

某車輛段車輪車間的相關(guān)風(fēng)險數(shù)據(jù)如表 2 所示。

由于車輛冷切軸風(fēng)險發(fā)生在車輛運行中，而人身傷害則與相關(guān)人員和所在生產(chǎn)環(huán)境有關(guān)，因此兩者的相關(guān)人員、設(shè)備和風(fēng)險影響都不盡相同。

采用模糊綜合評價方法，按照 R = PC 進行計算，冷切軸風(fēng)險評估值為26.6，人身傷害風(fēng)險評估值為21.4，均大于20。計算結(jié)果顯示，這2個風(fēng)險點都屬于高風(fēng)險，基本符合現(xiàn)場情況，說明該風(fēng)險評估方法具有可行性和實用性。

3 基于風(fēng)險評估的安全風(fēng)險管理

3.1 風(fēng)險分級管理

依據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果對風(fēng)險和風(fēng)險點實行分級管理，不同的風(fēng)險等級代表不同的管理者需投入的關(guān)注程度和采取的風(fēng)險控制措施。

（1）特高風(fēng)險。風(fēng)險評估值40分及以上為特高風(fēng)險，必須立即上報上級部門，段安全委員會馬上組織風(fēng)險分析研判，依據(jù)研判結(jié)果采取停產(chǎn)、停工、疏散、撤離等措施。

（2）高風(fēng)險。風(fēng)險評估值在20～39分為高風(fēng)險，由站 / 段長負責(zé)，需要立即采取控制措施，重點監(jiān)控和檢查，站 / 段安全委員會定期組織風(fēng)險分析研判。

（3）中等風(fēng)險。風(fēng)險評估值在10～19分為中等風(fēng)險，由主管副站 / 段長和安全副站 / 段長負責(zé)，需要采取措施進行糾正，加強監(jiān)控和檢查，站 / 段安全委員會根據(jù)實際組織風(fēng)險剖析。

表2 某車輛段車輪車間車軸探傷崗的冷切軸和人身傷害風(fēng)險點數(shù)據(jù)表

（4）低風(fēng)險。風(fēng)險評估值在5～9分為低風(fēng)險，由車間主任負責(zé)，需要進行關(guān)注，站 / 段安全、技術(shù)等專業(yè)科室加強檢查和指導(dǎo)。

（5）可接受風(fēng)險。風(fēng)險評估值在0～4分為可接受風(fēng)險，應(yīng)加強日常性車間檢查。

3.2 動態(tài)安全風(fēng)險報警

基于風(fēng)險評估指標(biāo)體系和計算方法，根據(jù)車間對每個班組提供風(fēng)險信息的統(tǒng)計，實時更新風(fēng)險研判指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，利用計算機監(jiān)控安全風(fēng)險最新發(fā)展?fàn)顩r，實現(xiàn)站 / 段統(tǒng)一管理的動態(tài)安全風(fēng)險報警顯示信息。所屬提高量區(qū)及報警顯示分別為：0或負區(qū)間(綠燈)，0～3(黃燈)，4～5(一紅燈一黃燈)，6～10(紅燈)，11～15(兩紅燈)，16以上(三紅燈)。

4 結(jié)束語

基于層次分析法和模糊數(shù)學(xué)理論，構(gòu)建鐵路運輸安全風(fēng)險評估指標(biāo)體系，選取某車輛段車軸探傷崗位的冷切軸和人身傷害風(fēng)險進行量化評估，計算結(jié)果符合現(xiàn)場情況，較好地解決了評估中不易量化和主觀性等問題，有效提高鐵路運輸安全風(fēng)險評估的科學(xué)性和準確性，減輕現(xiàn)場安全風(fēng)險管理的工作強度。使用該風(fēng)險量化評估方法，有利于實現(xiàn)鐵路安全風(fēng)險分級管理，提供動態(tài)實時安全風(fēng)險報警，實現(xiàn)鐵路站/段的數(shù)字化安全風(fēng)險監(jiān)控。

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[1]羅 云. 風(fēng)險分析與安全評價[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]何學(xué)秋. 安全工程學(xué)[M]. 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[3]吳文傳，寧遼逸，張伯明，等. 一種考慮二次設(shè)備模型的在線靜態(tài)運行風(fēng)險評估方法[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2008(7)：1-5.

[4]袁永強. 設(shè)備技術(shù)狀態(tài)綜合評價方法的探討[J]. 科技信息，2010(3)：360-364.

[5]聶曉偉，張玉清，楊鼎才. 一種基于 AHP 和模糊理論的風(fēng)險評估方法[J]. 北京電子科技學(xué)院學(xué)報，2005(6)：44-49.