基于STAMP-PageRank 的鐵路危險品運輸事故分析方法

尹德志，帥 斌，黃文成

（1. 西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都 611756；2. 綜合交通運輸智能化國家地方聯(lián)合工程實驗室，成都 611756；3. 綜合交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程實驗室，成都 611756）

0 引 言

近年來，隨著我國鐵路危險品運量持續(xù)增長，鐵路危險品運輸事故也時有發(fā)生[1-3]。從已發(fā)生事故中分析問題，依據(jù)分析結(jié)果提出具有針對性的事故預(yù)防措施，有助于減少鐵路危險品運輸事故發(fā)生，提高鐵路危險品運輸系統(tǒng)的安全性、可靠性與穩(wěn)定性[1-3]。

事故樹[4]、瑞士奶酪模型[5]等傳統(tǒng)事故分析模型只能簡單、線性的描述事故發(fā)生的內(nèi)在原因，對于由若干錯綜復(fù)雜因素共同引起的事故，以及事故發(fā)生所處系統(tǒng)的動態(tài)性、不確定性不能很好地描述，將其應(yīng)用于現(xiàn)今許多復(fù)雜系統(tǒng)事故時效果不佳。系統(tǒng)理論事故模型與過程[6]（Systems Theoretic Accident Model and Processes，STAMP）是一種系統(tǒng)性事故分析模型，其分析事故時重點關(guān)注系統(tǒng)各組件之間的交互耦合作用，強調(diào)事故發(fā)生所處的自然環(huán)境以及社會環(huán)境，能夠挖掘?qū)е聫?fù)雜系統(tǒng)事故的深層次因素，更準確地解釋事故產(chǎn)生原因[7]。STAMP 模型應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如Leveson[8,9]將其用于分析飛機爆炸事故；Kim[10]將其用于分析渡輪事故；Min[11]將其用于分析鐵路事故；Düzgün[12]和祝楷[13]將其用于分析煤礦事故等。總結(jié)發(fā)現(xiàn)，上述應(yīng)用STAMP 模型分析事故時，只定性分析事故產(chǎn)生原因，并根據(jù)各控制器的控制缺陷提出事故預(yù)防措施，但是在面對鐵路危險品運輸系統(tǒng)這樣的復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)時，很難指明系統(tǒng)防治重點從而快速提高系統(tǒng)的安全性、可靠性與穩(wěn)定性。因此，考慮采用PageRank算法定量評價各控制器對于事故產(chǎn)生的貢獻程度，從而可更清晰地解釋鐵路危險品運輸系統(tǒng)中的薄弱控制環(huán)節(jié)，指明系統(tǒng)防治重點。

文中首先對鐵路危險品運輸過程進行描述，分析鐵路危險品運輸安全的影響因素；然后給出STAMP-PageRank 事故分析方法的具體實施步驟；最后基于本文提出方法分析1994 年發(fā)生的一起鐵路危險品運輸事故，提出相關(guān)管理措施，旨在為我國鐵路危險品運輸?shù)陌踩鹿暑A(yù)防控制和安全生產(chǎn)提供一定的理論支撐和實踐指導(dǎo)。

1 鐵路危險品運輸過程及系統(tǒng)風險類別劃分

1.1 鐵路危險品運輸過程

鐵路危險品運輸與普通貨物運輸核心環(huán)節(jié)基本一致，都分為始發(fā)作業(yè)、途中作業(yè)和終到作業(yè)，具體如圖1 所示。其中，為保障鐵路危險品運輸系統(tǒng)安全需重點注意的環(huán)節(jié)包括以下5 個：

（1）受理。受理重點內(nèi)容包括：① 審核托運人、經(jīng)辦人資質(zhì)；② 檢查到站的營業(yè)辦理和能力是否有限制；③ 檢查貨物運單上記載的貨物品名、編號、種類等內(nèi)容是否與《危險貨物品名表》一致；④ 檢查危險品包裝種類是否符合《危規(guī)》的規(guī)定。

（2）驗貨。驗貨重點內(nèi)容包括：① 檢查實際貨物及其件數(shù)是否與運單記載的內(nèi)容一致；②對托運人確認重量的貨物進行認真核對，必要時進行抽查；③對貨物的包裝進行嚴格的檢查；④貼有包裝儲運圖示標志的貨物，應(yīng)檢查標志是否符合貨物性質(zhì)和作業(yè)需要。

圖1 鐵路危險品運輸流程

（3）裝車。裝車重點內(nèi)容包括：①合理裝載危險品，不超載、偏載；②確保危險品在運輸過程中不發(fā)生移動、倒塌、傾覆等；③危險品裝載后的寬度及高度不得超過鐵路規(guī)定限界；④危險品總重量不得超過貨車最大載重量。

（4）換裝整理。經(jīng)過檢查后若發(fā)現(xiàn)貨物撒出或滲漏，貨車偏載、超載時應(yīng)由當前車站及時進行換裝整理。

（5）卸貨。貨物到達后要及時進行卸貨并通知收貨人取貨，在貨物未被取走前，承運人應(yīng)按照危險品的特性和要求分別存放在指定地點，以免發(fā)生意外，當收貨人取走貨物后應(yīng)及時清理貨位。需要注意的是，當專用線公司自裝貨物時，驗貨及裝車流程由公司內(nèi)部負責。掌握上述環(huán)節(jié)有助于運用STAMP 分析事故過程。

1.2 鐵路危險品運輸系統(tǒng)風險類別劃分

影響鐵路危險品運輸系統(tǒng)安全的風險因素主要有五個方面，即人、設(shè)備、貨物、環(huán)境、管理因素。這些風險因素之間存在復(fù)雜的交互耦合關(guān)系，且動態(tài)、非線性地影響系統(tǒng)安全[1,2]，這使得鐵路危險品運輸事故本身具有較高的復(fù)雜性。因此，為提高鐵路危險品運輸系統(tǒng)安全，需厘清各類風險因素，以便進一步認識現(xiàn)有鐵路危險品運輸過程中管理與控制的不足，為后續(xù) STAMPPageRank 事故分析方法的建立及結(jié)果分析奠定基礎(chǔ)。下面將對5 類風險因素進行逐一介紹：

（1）人。鐵路危險品運輸系統(tǒng)主要包括托運人、押運人、承運人、收貨人等。其中，托運人對危險品的生產(chǎn)、儲存及包裝，押運人及承運人的身體狀況、心理狀況、工作能力、工作態(tài)度，收貨人的取貨時間及方式都會影響鐵路危險品運輸安全。

（2）設(shè)備。鐵路危險品運輸設(shè)備可分為運輸安全技術(shù)設(shè)備和運輸基礎(chǔ)設(shè)備。運輸安全技術(shù)設(shè)備主要指對線路、車輛、貨場等的監(jiān)控及救援設(shè)備；運輸基礎(chǔ)設(shè)備主要指線路、車輛、車站及信聯(lián)閉設(shè)備。除上述設(shè)備外，還需特別注意危險品包裝，在鐵路危險品運輸過程中不符合國家有關(guān)規(guī)定的危險品包裝易引起危險品的揮發(fā)、滲漏，從而釀成重大事故。

（3）貨物。危險品可分為爆炸品、氣體、易燃液體、易燃固體、氧化性和有機過氧化物、毒性和感染性物質(zhì)、放射性物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)、雜項危險物質(zhì)9 大類。危險品與普通貨物相比具有特殊的性質(zhì)，如：爆炸性、輻射性、易燃性等，使得鐵路危險品運輸?shù)奈ｋU性遠高于普通貨物運輸。

（4）環(huán)境。環(huán)境因素主要可分為危險品的儲存環(huán)境以及工作人員的工作環(huán)境。例如：危險品所處環(huán)境溫度過高將導(dǎo)致危險品揮發(fā)、燃燒甚至爆炸；危險品所處環(huán)境溫度過低或潮濕將導(dǎo)致危險品變質(zhì)，失去原有特性；工作人員所處工作環(huán)境照明條件不好或周圍嘈雜將導(dǎo)致操作失誤等。

（5）管理。影響鐵路危險品運輸安全的管理因素主要分為6 個方面：組織管理，如鐵路危險品運輸系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)建立、責任劃分等；法制管理，如鐵路危險品運輸相關(guān)法律法規(guī)、作業(yè)標準等；信息管理，如運輸指令傳遞、相關(guān)信息反饋等；技術(shù)管理，如技術(shù)裝備的研發(fā)與改進等；教育管理，如工作人員的崗位培訓、考核、路外宣傳等；資金管理，如運輸收益管理、投資管理、員工工資發(fā)放等。

2 STAMP-PageRank 事故分析方法

2.1 STAMP 模型

在STAMP 模型中，安全性被視為控制問題，由社會技術(shù)系統(tǒng)中的控制結(jié)構(gòu)（見圖2）來管理?？刂平Y(jié)構(gòu)層級之間存在通信信道，向下的通信信道提供對下級施加約束所需的信息，向上的通信信道提供如何有效實施約束的反饋。

圖2 社會技術(shù)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

在此框架中，了解事故發(fā)生的原因需要確定控制結(jié)構(gòu)為何無效，由于控制回路中的每個組件都可能導(dǎo)致控制不足，因此需檢查控制回路中每個組件并對控制缺陷進行分類。控制缺陷具體分類如下：

（1）控制器可能發(fā)出不充分或不恰當?shù)陌踩s束，包括：① 存在的風險未被識別；② 存在的風險已被識別，但未能實施正確的安全約束，如有缺陷的控制算法（系統(tǒng)設(shè)計時控制算法存在缺陷、系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)更新但控制算法未做出相應(yīng)更改、控制算法做出了不正確修改等）、控制算法與受控對象運行模型的不一致或不正確的過程模型（系統(tǒng)設(shè)計時過程模型存在缺陷、系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)更新但過程模型未做出相應(yīng)更改、存在時間上的延遲和不準確的測量等）；③ 多個控制器之間的協(xié)調(diào)不足等（當存在多個控制器時，控制動作可能不充分協(xié)調(diào)，包括決策或動作的意外副作用或沖突的控制動作）。

（2）系統(tǒng)安全約束未得到充分執(zhí)行，包括：① 控制過程中存在故障或不足；②控制器未能將安全約束充分傳達給受控對象，③控制指令傳達延遲。

（3）反饋可能缺失或不足，包括：①在系統(tǒng)設(shè)計時未包含反饋；②反饋通道存在缺陷；③反饋不及時；④反饋的信息缺失或不正確。

STAMP 模型通過對控制結(jié)構(gòu)的檢查識別控制結(jié)構(gòu)中各組件的控制不足，從而確定事故發(fā)生的原因，并從系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)計及操作的角度提出改進措施，預(yù)防事故的發(fā)生。使用STAMP 模型進行事故分析的步驟可概括如下：識別系統(tǒng)風險，包括與單個組件相關(guān)的事故、組件相互作用以及外部因素的干擾；識別系統(tǒng)安全約束（系統(tǒng)安全依賴于為控制系統(tǒng)危險而施加的約束，安全約束一般在系統(tǒng)設(shè)計和操作中被施加）；確定控制結(jié)構(gòu)并識別各控制器的安全約束、不充分或不安全的控制行為及其產(chǎn)生原因；對系統(tǒng)提出相應(yīng)的改進措施。

2.2 PageRank 算法

PageRank 是Google 公司對網(wǎng)頁重要程度進行排序的一種算法。該算法通過網(wǎng)頁之間的鏈接關(guān)系來確定網(wǎng)頁的PageRank 值（重要程度值），并不斷地迭代來更新每個網(wǎng)頁的PageRank 值，直到其穩(wěn)定為止[14]。網(wǎng)頁PageRank 值的具體表達式為：

式中：Pi表示待評價頁面；n 表示網(wǎng)頁總數(shù)；s 表示跳轉(zhuǎn)概率，一般取s=0.15； E ( Pi)表示鏈入頁面 Pi的鏈接集合； G ( Pj)表示從頁面 Pj鏈接到其他頁面的鏈接集合。由上式可知，PageRank 算法基本原理可概括為兩點：（1）指向網(wǎng)頁的鏈接越多，網(wǎng)頁越重要；（2）網(wǎng)頁的PageRank 值越高，則其通過鏈接對其他網(wǎng)頁的重要程度影響越大。

2.3 STAMP-PageRank 事故分析方法具體步驟

在STAMP 控制結(jié)構(gòu)中各控制器通過通信信道對其他控制器進行控制，同時，又受到其他控制器的反饋。控制器受其他控制器的影響（控制缺陷）越多，控制器的受破壞程度越大，隨時間推移，受破壞程度大的控制器會通過通信信道對其他控制器傳遞更多的影響，即對事故產(chǎn)生的貢獻程度越大。故考慮采用PageRank 算法定量評價STAMP 控制結(jié)構(gòu)中各控制器對于事故產(chǎn)生的貢獻程度，即將上述PageRank 算法表達式中的 Pi表示為控制結(jié)構(gòu)中控制器；n 表示控制結(jié)構(gòu)中控制器總數(shù)； E ( Pi)表示影響 Pi的控制器集合；G ( Pj)表示 Pj影響的其他控制器集合。將STAMP模型、PageRank 算法結(jié)合可以得到隨時間推移控制器對其他控制器的穩(wěn)定影響程度，即對事故的貢獻程度，PageRank 值越高，控制器對事故產(chǎn)生的貢獻程度越大。需要注意的是，確定各控制器對事故產(chǎn)生的貢獻程度并不是為了追責，而是為了更具針對性的對相關(guān)控制器提出預(yù)防措施，防止事故再次發(fā)生。使用STAMP-PageRank 事故分析方法的具體步驟如圖3 所示。

圖3 STAMP-Page Rank 事故分析方法具體步驟

3 案例分析

3.1 事故經(jīng)過

以1994 年我國發(fā)生的一起某托運公司因謊報危險品濃度并使用不合格包裝導(dǎo)致的火災(zāi)事故為背景進行案例研究[15]。事故經(jīng)過如下：（1）某省新苑集團委托某托運公司（專用線公司）辦理托運。（2）托運公司向承運車站提交貨物運單，但其未向承運車站提供實際產(chǎn)品的技術(shù)說明資料，貨物運單填寫的雙氧水濃度為40%以下，而其實際濃度大于40%，為鐵危編號51001A 的超濃度“強雙氧水”。其次，雙氧水包裝須試驗合格，并經(jīng)鐵路局批準，運輸時須經(jīng)鐵路總公司批準，但托運公司并未得到上級批準。另外，使用塑料桶作為雙氧水包裝時，每桶凈重應(yīng)小于等于50kg，容器上要有減壓閥或通氣口，容器內(nèi)至少留有10%余量。事后經(jīng)抽查，容器上通氣口多被堵塞，不起通氣作用，與托運公司在運單上填寫的“出口包裝”的要求全然不符。（3）承運車站未對雙氧水的包裝進行認真確認并按規(guī)定逐級報批，擅自承運后向?qū)Ｓ镁€撥配貨車（事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該棚車未進行認真打掃，殘留木屑、紙屑等不明可燃物）。（4）該批貨物在專用線自裝，車輛中部貨物堆碼5 個高，未呈階梯形堆碼，也未采取穩(wěn)固措施。（5）7 月21 日該車編掛于1201次貨物列車并于當日15 時40 分到達中途某編組站。該站貨運檢查員發(fā)現(xiàn)該車底板處有液體滲漏并有白色煙霧，立即編制普通記錄并通知運轉(zhuǎn)部門摘車整理。（6）當日23 時48 分將該車送該站存放線，22 日送18 道換裝整理線，但未予整理。（7）23 日10 時又將該車牽出換裝整理線，存放于19 道存車線。（8）23 日18 時15 分，車站工作人員發(fā)現(xiàn)該車冒煙并夾帶火光，立即報警。15分鐘后市消防隊出動5 輛消防車滅火，火災(zāi)造成貨物損失達20 萬元，車輛受損嚴重。

3.2 STAMP 分析

由上述事故最終表現(xiàn)形式可知本次事故的系統(tǒng)危險是危險品起火。為防止系統(tǒng)危險的發(fā)生，系統(tǒng)應(yīng)具有的安全約束為：（1）保證危險品在運輸過程中不泄露；（2）保證危險品在運輸過程中不接觸火源；（3）有鐵路危險貨物運輸事故應(yīng)急處理預(yù)案，為救援人員配備必要救援設(shè)備和器材。鐵路危險品運輸系統(tǒng)整體分層控制結(jié)構(gòu)如圖4 所示，由于實際鐵路危險品運輸系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為簡化分析，由事故過程得到為實施上述安全約束的鐵路危險品運輸系統(tǒng)局部分層控制結(jié)構(gòu)，如圖5 所示。下面分別對圖中各層級進行STAMP 分析。

圖4 鐵路危險品運輸系統(tǒng)整體分層控制結(jié)構(gòu)

3.2.1 員工層級

（1）公司運輸員

①安全需求和約束：公司運輸員應(yīng)經(jīng)過鐵路專業(yè)培訓，持有《企業(yè)運輸員培訓合格證》，如工作涉及危險貨物時，還需持有《危險貨物運輸業(yè)務(wù)培訓合格證》；裝車前，應(yīng)對車廂的完整和清潔狀況進行檢查；需按照鐵路相關(guān)規(guī)定裝卸，儲存貨物，保證貨物穩(wěn)固，不發(fā)生倒塌等狀況。②環(huán)境和行為塑造因素：專用線公司管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：發(fā)現(xiàn)棚車木底板殘留木屑、紙屑等不明可燃雜物仍繼續(xù)裝車；裝車時，車輛中部貨物堆碼5 個高，但未將雙氧水呈梯形堆碼，也未采取穩(wěn)固措施。④心智模型缺陷：認為不嚴格堆碼貨物以及棚車木底板殘留的木屑、紙屑等不明可燃雜物不會產(chǎn)生危險。

圖5 本次事故涉及的系統(tǒng)局部分層控制結(jié)構(gòu)

（2）承運站調(diào)車人員

① 安全需求和約束：應(yīng)根據(jù)貨物性質(zhì)向?qū)Ｓ镁€撥配合適車輛；應(yīng)保證撥配車輛狀態(tài)良好、干凈整潔。② 環(huán)境和行為塑造因素：承運站管理松懈。③ 不充分或不安全的控制動作：向?qū)Ｓ镁€撥配的車輛未進行認真清掃，殘留木屑、紙屑等不明可燃雜物。④ 心智模型缺陷：認為棚車木底板殘留的木屑、紙屑等不明可燃雜物不會產(chǎn)生危險。

（3）途中站貨運檢查員

①安全需求和約束：檢查貨車施封是否正常、門窗是否緊閉；發(fā)現(xiàn)貨物損壞、撒漏、泄漏、貨車裝載狀態(tài)有異樣時應(yīng)及時確認，必要時換裝或整理以保證行車安全；發(fā)現(xiàn)貨物損壞、撒漏、泄漏或存在裝載問題時應(yīng)查問貨物性質(zhì)和問題發(fā)生原因，記錄并向領(lǐng)導(dǎo)匯報；倒裝或整理后應(yīng)檢查貨物是否繼續(xù)撒漏或滲漏，車輛是否仍存在裝載不良問題。②環(huán)境和行為塑造因素：途中站管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：未查問貨物性質(zhì)和問題發(fā)生原因便通知運轉(zhuǎn)部門摘車整理；未檢查貨物是否經(jīng)過整理。④心智模型缺陷：認為貨物泄漏是意外情況，只需整理即可，無需查問貨物性質(zhì)和泄漏原因，也無需向領(lǐng)導(dǎo)匯報；認為貨物送到換裝整理線后會進行整理，無需再檢查貨物是否繼續(xù)撒漏或滲漏。⑤合作：認為專用線公司、承運站會嚴格檢查貨物，貨物泄漏是意外情況。

（4）途中站調(diào)車人員

①安全需求和約束：應(yīng)根據(jù)貨物性質(zhì)在編組、調(diào)車等作業(yè)時做出特殊要求，以防車輛沖撞、摩擦產(chǎn)生火花導(dǎo)致危險。②環(huán)境和行為塑造因素：途中站放寬編組、調(diào)車作業(yè)要求。③不充分或不安全的控制動作：頻繁調(diào)車使車輛在貨場內(nèi)滯留長達50 多個小時且未作特殊要求，車輛沖撞導(dǎo)致貨物加速泄漏。④心智模型缺陷：認為頻繁調(diào)車不會導(dǎo)致貨物泄漏。

3.2.2 公司及車站層級

（1）新苑集團

①安全需求和約束：國內(nèi)運輸危險貨物禁止委托托運公司代理。②環(huán)境和行為塑造因素：鐵路局對托運公司監(jiān)督、管理不到位。③不充分或不安全的控制動作：委托托運公司代理危險品運輸。④反饋：托運公司接受新苑集團委托。⑤心智模型缺陷：認為委托托運公司代理危險品運輸不會產(chǎn)生危險。

（2）托運公司

①安全需求和約束：具有鐵路危險品托運人資質(zhì)；禁止代理危險品運輸；向車站如實提交相關(guān)證明文件及貨物運單；按要求包裝危險品；對公司運輸員進行嚴格的監(jiān)督、管理。②環(huán)境和行為塑造因素：鐵路局對專用線公司監(jiān)督、管理不到位；長期未出現(xiàn)重大事故以致管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：接受新苑集團委托；未向承運車站提供實際產(chǎn)品的技術(shù)說明資料，貨物運單填寫的雙氧水濃度為40%以下，而其實際濃度大于40%；對雙氧水的包裝并未得到上級批準；使用塑料桶作為雙氧水包裝，但容器上通氣口多被堵塞，不起通氣作用，與托運公司在運單上填寫的“出口包裝”的要求全然不符；對公司運輸員管理松懈，致使違規(guī)裝車現(xiàn)象長期存在。④反饋：承運站擅自承運。⑤心智模型缺陷：認為代理危險品運輸不會產(chǎn)生危險；低估錯誤包裝產(chǎn)生的危險；認為公司運輸員會按照規(guī)定裝車。

（3）承運站

①安全需求和約束：具有鐵路危險品承運資質(zhì)；不得擅自承運運輸條件未經(jīng)上級許可的貨物；對車站人員進行嚴格的監(jiān)督、管理。②環(huán)境和行為塑造因素：鐵路局對承運站監(jiān)督、管理不到位；長期未出現(xiàn)重大事故以致管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：未對雙氧水的包裝進行認真確認并按規(guī)定逐級報批，擅自承運該貨物；對調(diào)車人員管理松懈，致使違規(guī)撥配車輛現(xiàn)象長期存在；將存有安全隱患的危險品運送出站。④心智模型缺陷：認為危險品運輸條件無需認真確認并按規(guī)定逐級報批，不會產(chǎn)生危險；認為調(diào)車人員會按照規(guī)定撥配車輛。

（4）途中站

①安全需求和約束：建立健全的貨檢監(jiān)控體系；對車站人員進行嚴格的監(jiān)督、管理。②環(huán)境和行為塑造因素：鐵路局對途中站監(jiān)督、管理不到位；長期未出現(xiàn)重大事故以致管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：對貨運檢查員管理松懈，致使不嚴格檢查貨物現(xiàn)象長期存在；放寬在編組、調(diào)車作業(yè)過程中的要求。④反饋：貨運檢查員檢查貨物泄漏后未向途中站匯報。⑤心智模型缺陷：認為貨運檢查員會嚴格檢查貨物；認為放寬編組、調(diào)車作業(yè)要求不會產(chǎn)生危險。

3.2.3 鐵路局層級及中國鐵路總公司層級

（1）鐵路局集團有限公司

①安全需求和約束：監(jiān)督管理下轄車站和專用線公司；嚴格發(fā)放危險品托運人、承運人資質(zhì)證書；對各站和專用線公司的管理人員進行安全教育及相關(guān)知識培訓，要求其掌握各自崗位的相關(guān)知識并熟悉有關(guān)規(guī)定。②環(huán)境和行為塑造因素：鐵路局管理體系復(fù)雜；長期未出現(xiàn)重大事故以致管理松懈。③不充分或不安全的控制動作：缺乏對各車站和專用線公司的監(jiān)督管理；缺乏對各車站和專用線公司管理人員的安全教育及相關(guān)知識培訓；對已有資質(zhì)的托運人及承運人在運輸中的實際完成情況審查不足。④反饋：承運站未對貨物的運輸條件進行認真確認并按照規(guī)定逐級報批。

（2）中國鐵路總公司

①安全需求和約束：監(jiān)督管理各鐵路局，確保鐵路局安全完成生產(chǎn)任務(wù)；對鐵路局管理人員進行安全教育及相關(guān)知識培訓，要求其掌握各自崗位的相關(guān)知識并熟悉有關(guān)規(guī)定。②環(huán)境和行為塑造因素：長期未出現(xiàn)重大事故以致管理松懈；鐵路體系龐大且復(fù)雜。③不充分或不安全的控制動作：對下轄各鐵路局缺乏充分的監(jiān)督管理；缺乏對各鐵路局職工的安全教育及相關(guān)知識培訓。

3.2.4 事故的動態(tài)過程分析

鐵路運輸系統(tǒng)最初設(shè)計的監(jiān)管及檢查制度是可以保證系統(tǒng)提前發(fā)現(xiàn)問題并防止事故發(fā)生的，但隨著鐵路貨物運輸需求量增加，各部門都越來越關(guān)注運輸效益，工作人員的勞動強度不斷加大。因此，安全控制結(jié)構(gòu)、控制措施等需重新評估，但本次事故中安全控制結(jié)構(gòu)并未加強控制措施，控制結(jié)構(gòu)各層反而降低了控制能力。圖6為事故發(fā)生時的鐵路危險品運輸系統(tǒng)缺陷控制結(jié)構(gòu)，其中虛線箭頭表示已經(jīng)出現(xiàn)問題的控制或反饋渠道。

圖6 事故發(fā)生時的缺陷控制結(jié)構(gòu)

3.3 確定各控制器的事故貢獻程度

上述圖6 顯示了控制器間的影響關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，可根據(jù)PageRank 算法計算各控制器的事故貢獻程度。由圖6 可知，n=11，其中危險品及車輛控制器不能產(chǎn)生反饋，屬于終端節(jié)點，為防止其消耗掉系統(tǒng)的全部PageRank 值，將終端節(jié)點虛擬指向其他各節(jié)點。各控制器PageRank值及排序結(jié)果如表1 所示。

表1 控制器PageRank 值及其排序結(jié)果

從控制結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，事故發(fā)生的根本原因無疑是鐵路危險品運輸系統(tǒng)一線工作人員的直屬管理層控制不足引起的；其次，作為直接與危險品和車輛接觸的一線工作人員也應(yīng)因工作不力擔負相應(yīng)責任；最后，高級管理層缺乏對低級管理層的監(jiān)管，但其沒有直接管理一線工作人員，所以對事故產(chǎn)生的貢獻程度應(yīng)排在最后。在PageRank 值排序結(jié)果中，直屬管理層托運公司、承運站、途中站、鐵路局集團有限公司排在前四名；貨運檢查員、途中站調(diào)車人員、公司運輸員、承運站調(diào)車人員排在中間位置；鐵路總公司排在最后。可見，采用PageRank 算法計算控制器對于事故產(chǎn)生的貢獻程度較為合理。

3.4 事故預(yù)防措施提出

為預(yù)防事故發(fā)生，快速有效提高系統(tǒng)安全性、可靠性與穩(wěn)定性，基于STAMP 分析及PageRank算法的排序結(jié)果，提出如下針對性改進措施：

（1）加大對公司及車站層級、鐵路局層級的整頓力度。具體包括：①鐵路局應(yīng)對危險貨物包裝、車輛使用等加強監(jiān)管；②托運公司不得代理危險品運輸，托運貨物時應(yīng)如實提供產(chǎn)品的技術(shù)說明書；③承運站應(yīng)認真審核托運人資質(zhì)，確定產(chǎn)品的運輸條件并按照規(guī)定逐級報批，不得擅自承運；④途中站應(yīng)完善貨檢監(jiān)控體系，要求員工嚴格執(zhí)行編組、調(diào)車等作業(yè)過程的規(guī)定；⑤鐵路局、各車站及專用線公司應(yīng)加強人員培訓，強調(diào)鐵路安全文化。

（2）一線工作人員應(yīng)認真學習專業(yè)知識，培養(yǎng)專業(yè)技能，努力提高自身能力以勝任各自職責，并高度優(yōu)先遵守安全規(guī)章制度。

（3）鐵路總公司和各鐵路局集團有限公司要充分監(jiān)督安全管理，發(fā)生事故后應(yīng)采用適當方法分析原因，添加或完善控制結(jié)構(gòu)中各部門的安全約束、反饋及控制通道，避免事故再次發(fā)生。

4 結(jié)束語

本文采用了STAMP-PageRank 方法分析鐵路危險品運輸事故。該模型可分為四個步驟：收集和整理相關(guān)事故材料，以書面語言詳細記錄事故相關(guān)過程；找出事故的最終表現(xiàn)形式并將其作為系統(tǒng)危險，分析為控制系統(tǒng)危險而必須施加的系統(tǒng)安全約束，繪制系統(tǒng)整體及局部控制結(jié)構(gòu)圖，分析各層控制結(jié)構(gòu)為防范系統(tǒng)危險所需要遵循的相關(guān)安全約束、不充分或不安全的控制行為及不充分或不安全控制行為的產(chǎn)生原因；采用PageRank 算法計算控制器對事故產(chǎn)生的貢獻程度；根據(jù)事故分析結(jié)果，提出系統(tǒng)改進方案。

以1994 年我國發(fā)生的一起某托運公司因謊報危險品濃度并使用不合格包裝導(dǎo)致的火災(zāi)事故為背景進行案例研究，將事故中涉及的公司運輸員、承運站調(diào)車人員、途中站貨運檢查員、途中站調(diào)車人員、新苑集團、托運公司、承運站、途中站、鐵路局集團有限公司、中國鐵路總公司分為四個層級，分別進行 STAMP 分析并依據(jù)PageRank 算法計算各控制器對事故產(chǎn)生的貢獻程度，最后基于事故發(fā)生時鐵路危險品運輸系統(tǒng)中存在的控制缺陷問題，為相關(guān)部門提供了針對性的改進意見。PageRank 算法的加入能夠更清晰地解釋鐵路危險品運輸事故產(chǎn)生的原因，為事故分析人員提供了一種新的事故分析方法，有效提高了事故分析效率。