駝峰調車作業擠岔事故樹的定性分析

陳邦

（蘭州鐵路局武威南車務段，碩士，助理工程師，甘肅 武威 733000）

武威南車站自動化駝峰自2006年投入使用以來就發生過數起調車擠岔事故。擠岔事故不僅給駝峰的安全作業帶來極大威脅，也嚴重影響駝峰調車作業的效率。因此，對自動化駝峰調車擠岔事故發生的原因進行分析，提出預防與控制措施，對保證鐵路運輸安全暢通具有十分重要的意義。

事故樹分析（Fault Tree Analysis，縮寫FTA），是一種表示導致事故各種因素之間的因果及邏輯關系圖［1］。即在設計過程中或在現有生產系統和作業中，通過對可能造成系統事故的各種因素（包括硬件、軟件、人、環境等）進行分析，根據工藝流程、先后順序和因果關系繪出邏輯圖，從而確定系統故障原因的各種可能組合方式，并據此采取相應的措施，以提高系統的安全性和穩定性。它是安全系統分析的主要方法之一，將所有導致事故的基本原因通過邏輯推理的方法用邏輯門連接起來，從而能表示出哪些原因事件組合發展成為頂上事件的動態過程。

1 編制駝峰調車作業擠岔事故樹

通過對武威南車站自動化駝峰調車擠岔典型事故的分析，根據《鐵路技術管理規程》、《鐵路調車作業標準》等有關規定，并組織經驗豐富的駝峰調車作業人員及技術人員座談討論，以“自動化駝峰調車作業擠岔”為頂上事件，編制了事故樹，如圖1所示。

2 駝峰調車作業擠岔事故樹分析

由圖1可見，駝峰調車擠岔（T）這一頂上事件發生的原因是由M1（道岔位置不正確強行通過），M2（分路不良溜放），M3（自動溜放長軸距車輛）等中間事件，以及省略事件X1（駝峰控制系統故障）構成的。該事故樹中“或門”事件所占的比重很大，約占邏輯門總數的79%，說明該系統處于極敏感狀態，極易發生事故或事故苗頭。

2.1 擠岔事故原因事件邏輯關系分析事故樹中反映出導致駝峰調車作業擠岔的原因事件很多，但從事故樹中并不能直觀地看出各原因事件與頂事件之間的邏輯關系。通過事故樹編號，列出邏輯方程，并通過布爾代數化簡等步驟，就可以清晰的看出各原因事件與頂事件的關系。

根據圖1中各事件的邏輯關系可列出頂事件T的布爾表達式并計算如下：

經過布爾運算，中間事件被各個原因事件代替。運算結果中用“+”連接的事件組合表明，只要該事件組合發生，則必然導致頂事件（事故）的發生。用“·”連接的事件組合表明，只有該事件組合中的全部事件都發生才會導致頂事件（事故）發生。通過對事故樹的邏輯運算，我們可以清楚的看到導致事故發生的原因事件的不同組合形式，為更進一步分析和預防事故提供了方便。

2.2 基本原因事件組合分析并不是每個原因事件的發生都會導致最終事故的發生。那么哪些組合事件的發生會導致事故發生呢？通過求解事故樹的最小割集可以得到明確的答案。

事故樹分析中，引起頂事件發生的基本事件集合，稱為最小割集。用結構法求得該事故樹最小割集如下：

最小割集k42，k43，k44中3個集合只包含1個基本事件，其他割集都包含2個以上的基本事件。最小割集說明，大部分情況下，駝峰調車作業中人員操作、設備等某一個環節出現了失誤或問題，并不一定導致事故的發生，但當作業過程的多個環節連續出現問題，事故發生的概率則大大增加。

2.3 基本原因事件的危險性分析造成事故的原因多種多樣，每個原因對事故的影響程度并不一樣，也就是說基本原因事件的危險性有大有小。在采取防范措施時，應該按輕重緩急，優先解決對事故影響較大的問題，消除最重要的初始原因。

結構重要度用來權衡各基本事件發生對頂事件發生影響的程度。當最小割集中基本事件數目相等時，在最小割集中重復出現的次數越多，其結構重要度越大。當最小割集中基本事件數目不等時，基本事件少的割集中的事件比基本事件多的割集中的基本事件重要度大。以I表示結構重要度，整體中各基本事件結構重要度如下：

結構重要度的排序，即原因事件危險系數的排序。結構重要度越大，其危險性也越大，越容易導致事故的發生。

3 擠岔事故的預防與控制

結構重要度反映了原因事件的危險性，但消除危險性最大的事件，或努力使某個危險性最大的事件不發生并不能絕對避免事故的發生。通過求解事故樹最小徑集可以很好的找出預防與控制事故發生的方法。

3.1 求解駝峰調車事故最小徑集某些基本事件的集合不發生，則頂事件也不發生，這種事件的集合稱為徑集。使頂事件不發生所必須的最低限度的徑集稱為最小徑集。將圖1中的“與門”改為“或門”，“或門”改為“與門”，事故樹即變為成功樹。求出成功樹的最小割集即為駝峰調車作業擠岔事故樹的最小徑集。駝峰調車作業擠岔事故樹全部徑集如下：

3.2 擠岔事故預防與控制思路駝峰調車作業事故樹的最小徑集共有21個基本事件的集合，意義為當每個集合中的所有事件都不發生時則不可能發生擠岔事故。如：集合s1表示，假如車輪、道岔區段沒有出現分路不良，駝峰自動控制系統沒有發生故障，作業前、變更計劃后計劃都徹底傳達了，作業人員沒有錯排進路、盲目取消變更進路，并且沒有自動溜放換長超過1.6的車輛，就不會發生擠岔事故；集合s2表示，司機確認好信號再動車，調車長確認好信號后再指揮動車，壓信號動車前確認好道岔開通位置，推進前試拉，并按規定連結風管、選閘，不超速連掛，并且車輪、道岔區段沒有出現分路不良，沒有自動溜放換長超過1.6的車輛，駝峰自動控制系統沒有發生故障，就不會發生擠岔事故。其他最小割集意義類似，不再一一描述。

事故樹最小徑集為我們提供了自動化駝峰調車擠岔事故預防與控制的一個方向，那就是盡可能地消除最小徑集中的原因事件。比如，對X1，X2，X3，X4，X19，X20等事件，可以采取加強設備整治、貫徹執行各項規章制度等方式，力爭消除某些不安全因素，減少以致杜絕擠岔事故的發生［2］。對X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12等事件，可以通過建立互控、聯控制度，開展行車班組間、班組成員間的互控、聯控活動，預防調車擠岔事故的發生。從最小徑集的分析中還可看出，作業人員的技能水平對作業的安全起到至關重要的作用。因此，實行崗位責任制，加強對作業有關人員的技術培訓，提高其業務水平和技術素質，嚴格標準化作業，對預防和控制調車擠岔事故的發生具有重要意義［4］。

4 結束語

駝峰調車作業事故中由于人為因素多，無法對事故進行準確定量分析。通過事故樹簡明形象的定性分析，不僅能分析出事故的直接原因，而且能揭示事故的潛在危險，能夠滿足事故分析的需要。事故樹最小割集預示出系統發生事故的途徑，而最小徑集則提供了消滅頂上事件最經濟、最省事的方案。因此，應用事故樹對駝峰調車作業擠岔等事故進行定性分析，從而提出預防與控制措施，對加強駝峰調車作業安全控制，保證鐵路運輸安全暢通具有十分重要的意義［5］。實踐中，駝峰調車作業事故分析就事論事的多，應用系統安全分析方法進行有理論高度的深入分析卻并不多見。為了給駝峰調車作業安全性的改善提供正確、全面、有效的決策依據，有必要在基層站段推廣事故樹分析法這種使用范圍廣、簡單易用、分析效果好的方法。

［1］隋鵬程，陳寶智，隋旭.安全原理［M］.北京：化學工業出版社，2005

［2］周江明，吳忠明.編組站自動化駝峰調車安全探討［J］.鐵道運輸與經濟.2003，25（12）

［3］孫志強.確保駝峰調車作業安全的思考［J］.鐵道技術監督，2009，37（6）

［4］虞桂海.確保自動化駝峰作業安全的思考［J］.鐵道運輸與經濟，2004，26（9）

［5］施其洲.運輸安全系統工程［M］.成都：西南交通大學出版社，1995.