鐵路沿線外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估

張 輝

（中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司，湖北 十堰 442000）

從內(nèi)部和外部協(xié)同發(fā)展層面分析，加強(qiáng)內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)控制，是鐵路行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。2016年起，國(guó)鐵集團(tuán)將“外部安全”及“環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控”列為重點(diǎn)工作項(xiàng)目，要求所有鐵路單位提高“外部安全”的意識(shí)、能力，加強(qiáng)對(duì)“外部安全”的管控[1]。自2019年以來(lái)，國(guó)家重點(diǎn)對(duì)高鐵、旅客列車沿線周邊環(huán)境安全進(jìn)行治理，全年共排查隱患13000 余條，向地方政府、企業(yè)發(fā)出函件500 余件，下發(fā)問(wèn)題整改通知600余件，為保障鐵路交通安全做出重要貢獻(xiàn)。識(shí)別和評(píng)價(jià)鐵路外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)，既符合安委會(huì)辦的政策導(dǎo)向，也是鐵路運(yùn)輸企業(yè)保持自身良好、健康、可持續(xù)發(fā)展的必然要求[2]。由于目前缺乏一套行之有效的方法來(lái)識(shí)別和評(píng)估鐵路外部環(huán)境的危險(xiǎn)，因此鐵路外部環(huán)境的安全管理還存在難題。

因此，根據(jù)有關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)理論，充分利用與外部環(huán)境和安全管理有關(guān)的數(shù)據(jù)，了解風(fēng)險(xiǎn)事件的演變趨勢(shì)，分析治理環(huán)節(jié)中的疏漏，有助于鐵路部門(mén)更好地把握治理工作的重點(diǎn)，并有針對(duì)性地進(jìn)行治理[3]。為落實(shí)這項(xiàng)工作，各企業(yè)應(yīng)結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，建立一套科學(xué)的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別流程和方法，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)并控制隱患風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防重大事故發(fā)生。采用這種方式，提高環(huán)境整治的效率，保障鐵路運(yùn)輸安全。

1 鐵路沿線外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

對(duì)鐵路沿線風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和評(píng)估是鐵路運(yùn)營(yíng)管理單位實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理的先決條件，也是鐵路“雙防范”的基本要求。國(guó)家安委會(huì)辦公室在開(kāi)展多次會(huì)議后，提出雙重預(yù)防機(jī)制，要求企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)自身風(fēng)險(xiǎn)自主辨識(shí)和管控、對(duì)隱患自主排查和治理，將安全關(guān)口前移，提前防范事故發(fā)生。為了識(shí)別沿線風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)鐵路沿線安全風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段識(shí)別方法，如圖1所示。

圖1 鐵路沿線安全風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段識(shí)別方法

從圖1 可以看出，安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的第一個(gè)步驟為風(fēng)險(xiǎn)值折算，采用當(dāng)量法精準(zhǔn)地識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段與對(duì)應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)區(qū)段中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化，明確由于安全風(fēng)險(xiǎn)造成的事故可能導(dǎo)致后果的嚴(yán)重程度，在考慮事故發(fā)生頻率、數(shù)量、人員傷亡總數(shù)、事故發(fā)生后人員死亡數(shù)量的基礎(chǔ)上，參照折算權(quán)重的計(jì)算方式，進(jìn)行外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)值折算，如公式（1）所示。

式中：transAccidents為安全風(fēng)險(xiǎn)值的折算值；K1為Death的權(quán)重值；Death為安全風(fēng)險(xiǎn)所造成事故的死亡人數(shù)；K2為Ingured的權(quán)重值；Ingured為風(fēng)險(xiǎn)所造成事故的傷亡人數(shù)；Accidents為安全風(fēng)險(xiǎn)所造成事故的數(shù)量。在排除外界因素影響的條件下，K1取值在1.5～2.0，K2取值在1.2～1.5，安全風(fēng)險(xiǎn)所造成的事故越嚴(yán)重，對(duì)應(yīng)的權(quán)重取值越高[4]。

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，應(yīng)確定樣本的基本取樣長(zhǎng)度。對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段劃分及其安全風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別前，需要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)鐵路線路進(jìn)行切分，以便于在標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度范圍內(nèi)，收集風(fēng)險(xiǎn)折算值的數(shù)值，即明確單位采樣長(zhǎng)度[5]。同時(shí)，選取樣點(diǎn)時(shí)要根據(jù)鐵路形式道路的性質(zhì)、安全風(fēng)險(xiǎn)因素的影響范圍以及風(fēng)險(xiǎn)所引起事故對(duì)應(yīng)的發(fā)生位置等，劃分鐵路高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段。

在該基礎(chǔ)上，進(jìn)入安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的第三個(gè)步驟，采用固定、動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)推進(jìn)方法，進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)段風(fēng)險(xiǎn)分析，其中固定、動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)推進(jìn)方法如圖2、圖3所示。

圖2 固定步長(zhǎng)推進(jìn)方法

圖3 動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)推進(jìn)方法

后者是以前者為基礎(chǔ)，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生點(diǎn)所處里程進(jìn)行匯總，并按照由小到大的順序進(jìn)行排列，將所選擇的單位采樣長(zhǎng)度作為區(qū)段窗口長(zhǎng)度，根據(jù)一系列事故點(diǎn)的樁號(hào)差值，繼續(xù)對(duì)窗口進(jìn)行推進(jìn)，直到窗口達(dá)到終點(diǎn)。與前者相比，動(dòng)態(tài)推進(jìn)方法可以更好地體現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生點(diǎn)所在位置的隨機(jī)性[6]。該過(guò)程可以用公式（2）計(jì)算。

式中：Si+1為動(dòng)態(tài)推進(jìn)后的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別區(qū)段；si為初始化風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別區(qū)段；λi為后推進(jìn)的步長(zhǎng)變化值。

公式（2）中λi的計(jì)算如公式（3）所示。

式中：Zi為安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樁號(hào)。Zi-1為Zi相鄰樁號(hào)。

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，采集區(qū)段歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，將整條線路劃分為若干個(gè)區(qū)段，明確不同區(qū)段發(fā)生安全事故的次數(shù)或由于安全風(fēng)險(xiǎn)誘發(fā)事故從而產(chǎn)生的損失，統(tǒng)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的累計(jì)頻次，在進(jìn)行鐵路沿線全線安全風(fēng)險(xiǎn)累計(jì)頻次統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，參照累計(jì)頻次曲線法，對(duì)劃分后對(duì)應(yīng)區(qū)段可能出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行提取，同時(shí)，根據(jù)區(qū)段等分結(jié)果，計(jì)算區(qū)段的風(fēng)險(xiǎn)值。將風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后的累計(jì)頻率作為橫坐標(biāo)，將安全風(fēng)險(xiǎn)誘發(fā)的事故發(fā)生概率作為縱坐標(biāo)，即可生成安全事故累計(jì)頻率曲線。得到曲線后，可以采用對(duì)曲線進(jìn)行擬合的方式，得到一個(gè)高次、多項(xiàng)式，根據(jù)對(duì)應(yīng)的置信水平，確定安全風(fēng)險(xiǎn)因素、安全事故發(fā)生的辨識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，也可以采用累計(jì)求導(dǎo)的方式，得到曲線的突變點(diǎn)，將突變點(diǎn)作為安全風(fēng)險(xiǎn)事故多發(fā)地段或?qū)⒋它c(diǎn)對(duì)應(yīng)的事故發(fā)生概率作為事故發(fā)生臨界值。統(tǒng)計(jì)方式如圖4所示。

圖4 鐵路沿線全線安全風(fēng)險(xiǎn)累計(jì)頻次統(tǒng)計(jì)

在此基礎(chǔ)上，將識(shí)別的存在安全風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)段沿線線路的兩端，進(jìn)行雙向延伸，直到安全風(fēng)險(xiǎn)密度達(dá)到一個(gè)極小值，通過(guò)此種方式，即可識(shí)別安全風(fēng)險(xiǎn)高密度區(qū)間。統(tǒng)計(jì)該區(qū)間內(nèi)已發(fā)生或潛在的可能誘發(fā)安全事故的因素，將其作為安全風(fēng)險(xiǎn)因素[7]。至此，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境中安全風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別。

2 鐵路沿線外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 建立隱患風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于上文對(duì)鐵路沿線外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，結(jié)合鐵路沿線外部環(huán)境安全管理體系中的隱患檔案，利用存儲(chǔ)的字段，設(shè)置通用隱患風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

表1 隱患風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

結(jié)合表中的內(nèi)容，對(duì)體系中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化處理。距離指標(biāo)U11是指隱患位置與線路中心之間的距離，該指標(biāo)為逆向指標(biāo)。通常情況下，距離越遠(yuǎn)，則風(fēng)險(xiǎn)越??；距離越近，風(fēng)險(xiǎn)越大。對(duì)U12指標(biāo)來(lái)說(shuō)，主要是指安全隱患靠近線路區(qū)段的地段情況，地段可劃分為路堤、路塹和橋梁等。其中，橋梁地段較為特殊，附近存在安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)更大，一旦發(fā)生事故，造成的后果更嚴(yán)重。道口、涵洞的周圍容易受到人員、車輛等影響，秩序容易受到干擾，風(fēng)險(xiǎn)程度次之。綜上所述，結(jié)合不同地段特點(diǎn)，得到不同地段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表2。

表2 不同地段評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

在隱患自身信息指標(biāo)中，隱患特征屬性U21是指隱患自身存在的特征屬性，通常可以按照隱患所屬類別確定相應(yīng)指標(biāo)。隱患等級(jí)指標(biāo)U22可根據(jù)相關(guān)規(guī)定，將其劃分為4 個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)下的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 隱患等級(jí)指標(biāo)U22 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

違法違規(guī)、責(zé)任追究中，違法情況U31的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 違法情況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

責(zé)任所屬情況U32是指隱患責(zé)任所屬的單位。由于列車運(yùn)行中的人為因素或由于列車運(yùn)行中的人為因素而引起的外部環(huán)境問(wèn)題，鐵路部門(mén)應(yīng)對(duì)此負(fù)責(zé)，及時(shí)進(jìn)行整改，不會(huì)造成太大的危害。如果是由鐵路以外的單位、組織或個(gè)人造成的隱患，那么就需要路外單位對(duì)其負(fù)責(zé)，并配合其進(jìn)行整改，以相關(guān)單位和個(gè)人的配合整改力度為依據(jù)，來(lái)確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

責(zé)任追究情況U33是指隱患信息是否有明確的責(zé)任人姓名及相應(yīng)聯(lián)系方式。由于多種原因，線路巡檢人員可能無(wú)法找到聯(lián)系人及聯(lián)系方式，也有可能是對(duì)方不愿意透露姓名及聯(lián)系方式等，導(dǎo)致難以通知責(zé)任人進(jìn)行整改，填寫(xiě)相關(guān)人員姓名、聯(lián)系方式、地址等信息，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

銷號(hào)情況U41是指隱患是否銷號(hào)，若銷號(hào)則評(píng)分記為0，若未銷號(hào)則評(píng)分記為1。超時(shí)情況U42按照安全隱患處理時(shí)限，判定安全隱患是否逾期不銷號(hào)。超過(guò)1 個(gè)月時(shí)間的隱患，對(duì)隱患進(jìn)行治理的難度比較大，其中所牽扯到的利益很難協(xié)調(diào)，存在地方人民政府或者產(chǎn)權(quán)人對(duì)其進(jìn)行多次協(xié)調(diào)無(wú)果、拒不整改的情況，或整改資金沒(méi)有到位，造成了長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法銷號(hào)，這時(shí)風(fēng)險(xiǎn)比較大。逾期不到一個(gè)月的隱患，可能是因?yàn)楣芾硇什桓?，氣候條件不適合，風(fēng)險(xiǎn)其次。

2.2 評(píng)估線路區(qū)段風(fēng)險(xiǎn)

建立隱患風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并明確各指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)線路區(qū)段的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。將外部環(huán)境安全隱患?xì)w納為線路受到環(huán)境隱患危害。鐵路外部環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)事件網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的小世界特征，使鐵路部門(mén)必須在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行控制，以最大限度地減少對(duì)其造成的沖擊。該項(xiàng)目在線路區(qū)段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)中引入增加線路恢復(fù)難度指標(biāo)，該指標(biāo)在某種程度上反映了風(fēng)險(xiǎn)的控制難度，并對(duì)線路封鎖、列車延誤和人員傷亡等事件產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究。對(duì)鐵路沿線區(qū)段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)包括環(huán)境危害度和線路脆弱度2 個(gè)方面。結(jié)合當(dāng)量事故法，對(duì)鐵路沿線外部環(huán)境安全當(dāng)量化風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算，如公式（4）所示。

式中：QR為鐵路沿線外部環(huán)境安全當(dāng)量化風(fēng)險(xiǎn)；K1～K4為指標(biāo)權(quán)重；V1為環(huán)境隱患危害度；V2為環(huán)境氣候危害度；V3為線路抗干擾能力；V4為線路恢復(fù)難度。

利用該方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，一方面可以考慮環(huán)境氣候的動(dòng)態(tài)變化，另一方面能夠體現(xiàn)線路區(qū)段的差異性，得到的評(píng)估結(jié)果更客觀?？山Y(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)上述線路區(qū)段風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行智能化評(píng)估。引入動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)法，將評(píng)估窗口的長(zhǎng)度設(shè)置為1km，以第一個(gè)隱患或危險(xiǎn)事件所處的整數(shù)里程為起點(diǎn)，每個(gè)窗口向后移動(dòng)的距離就是相鄰隱患或危險(xiǎn)事件之間的距離。每個(gè)視窗移動(dòng)一次，就會(huì)計(jì)算視窗中的危險(xiǎn)等效數(shù)值，當(dāng)視窗移動(dòng)到目的地時(shí)，就會(huì)計(jì)算不同危險(xiǎn)等效數(shù)值下的視窗個(gè)數(shù)，并進(jìn)行累積。在此基礎(chǔ)上，利用累積頻譜曲線方法，以累積頻譜曲線拐點(diǎn)處的危險(xiǎn)性作為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的判別依據(jù)。篩選與判別條件相等的斷面，并對(duì)有交叉點(diǎn)的斷面進(jìn)行合并。最后，根據(jù)所篩查的高危區(qū)域，利用二元滑動(dòng)型區(qū)間方法，將其擴(kuò)展到2 個(gè)區(qū)域，并最終將交叉點(diǎn)合并。

3 結(jié)語(yǔ)

“風(fēng)箏線掛靠接觸網(wǎng)”、“燒荒”逼?；疖嚨韧庠诃h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事件仍屢見(jiàn)不鮮，“沿線雜物堆積”、“橋下停車”等危險(xiǎn)行為時(shí)有發(fā)生，治理效果難以得到保證?？梢钥闯觯覈?guó)的鐵路運(yùn)營(yíng)環(huán)境安全管理仍然存在一些問(wèn)題，部分管理環(huán)節(jié)仍然存在漏洞，影響環(huán)境安全管理。此外，放風(fēng)箏、翻越護(hù)欄和施工作業(yè)等不安全行為，具有短時(shí)性、不易被發(fā)現(xiàn)的特性，再加上鐵路部門(mén)的日常巡視工作以徒步為主，在人力、時(shí)間方面都受到限制，巡視效率低。如果可以提前對(duì)這類外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)所在的區(qū)域進(jìn)行識(shí)別并評(píng)估，對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行定位，加大對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域危險(xiǎn)源的巡檢密度，將會(huì)極大地提升巡檢效率，降低監(jiān)管難度。該文進(jìn)行研究，希望可以在真正意義上為鐵路行業(yè)的安全運(yùn)營(yíng)管理提供技術(shù)層面的指導(dǎo)。