城市軌道交通運(yùn)營風(fēng)險辨識方法與應(yīng)用

袁春強(qiáng)， 張炳森， 張 寧， 欒文波， 徐 文

(1. 南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司， 南京 210012； 2. 東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所， 南京 210096； 3. 北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司， 北京 100037)

城市軌道交通運(yùn)營風(fēng)險辨識方法與應(yīng)用

袁春強(qiáng)1， 張炳森2， 張 寧2， 欒文波1， 徐 文3

(1. 南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司， 南京 210012； 2. 東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所， 南京 210096； 3. 北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司， 北京 100037)

風(fēng)險辨識是風(fēng)險評價和風(fēng)險管控的基礎(chǔ)，為更加科學(xué)準(zhǔn)確地做好軌道交通運(yùn)營風(fēng)險辨識，結(jié)合南京地鐵風(fēng)險辨識過程、全體員工參與辨識的現(xiàn)狀，綜合國內(nèi)外辨識方法，整理出3種易于理解和操作的方法：事故倒推法、事件樹分析法、工作流程分析法。詳細(xì)介紹各方法原理和操作步驟，并用層次分析法對辨識方法進(jìn)行選擇，然后各職能部門按照選擇的最優(yōu)辨識方法進(jìn)行風(fēng)險辨識。最后以站務(wù)為例，分析得出事故倒推法具有最大的權(quán)重，運(yùn)用該方法進(jìn)行風(fēng)險辨識取得了較滿意的結(jié)果。

城市軌道交通； 風(fēng)險辨識； 層次分析法； 事故倒退法

截至2015年末，中國內(nèi)地共26座城市開通運(yùn)營軌道交通，共116條線路，運(yùn)營線路總長度達(dá)3 618 km，20座城市擁有兩條以上線路，逐步形成網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營格局[1]。盡管軌道交通給居民帶來了便利，但由于地鐵具有地下空間封閉、容納空間狹長、設(shè)施種類多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各種風(fēng)險因素并存等特點(diǎn)，難免會存在一些薄弱環(huán)節(jié)和安全隱患，成為事故的誘因，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[2]。風(fēng)險辨識是在風(fēng)險事故發(fā)生之前，運(yùn)用各種方法系統(tǒng)、全面地認(rèn)識所面臨的各種風(fēng)險并分析風(fēng)險事故發(fā)生的潛在原因[3]。全面的風(fēng)險辨識是進(jìn)行風(fēng)險評估和風(fēng)險控制的首要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)，是減少事故發(fā)生、降低損失的重要保障。

南京地鐵運(yùn)營模式主要是按系統(tǒng)功能進(jìn)行分工，成立職能部門分別對列車運(yùn)行、客運(yùn)服務(wù)以及設(shè)備維護(hù)等進(jìn)行管理[4]。運(yùn)營的風(fēng)險辨識以生產(chǎn)部門為單位，各部門的基層員工依據(jù)個人經(jīng)驗(yàn)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險辨識，具體操作按事故類別從人、機(jī)、環(huán)、管4個方面查找出風(fēng)險源，匯總上報給上級部門，由上級部門判定風(fēng)險的輕重級別[5]。

由于基層員工是生產(chǎn)現(xiàn)場風(fēng)險的直接面對者，是風(fēng)險辨識方法的使用者，所以辨識方法的易操作性、簡便性以及適用性，對辨識結(jié)果的準(zhǔn)確性、全面性具有重要影響；同時由于不同部門職責(zé)各具特點(diǎn)，而不同的辨識方法具有特定適用范圍和局限性，所以辨識方法的正確選取是每個部門風(fēng)險辨識取得良好效果的基礎(chǔ)。基于上述狀況和需求，首先從方法使用者的角度提出3種簡單易操作的風(fēng)險辨識方法，細(xì)致規(guī)范了辨識方法的操作步驟，然后提出運(yùn)用層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)為每個部門實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)選。該風(fēng)險辨識思路不僅科學(xué)地為部門選取了辨識方法，也為基層員工進(jìn)行風(fēng)險辨識提供了指導(dǎo)依據(jù)，使得地鐵運(yùn)營各部門的風(fēng)險辨識結(jié)果更加準(zhǔn)確、全面，為進(jìn)一步的風(fēng)險評估和風(fēng)險控制打下了良好的基礎(chǔ)，對地鐵的安全運(yùn)營起到了重要的作用。

1 軌道交通風(fēng)險的辨識方法

綜合國內(nèi)外安全風(fēng)險辨識方法的研究，根據(jù)實(shí)施特點(diǎn)的不同可以將辨識方法分為3類：專家經(jīng)驗(yàn)法、符合性分析法和系統(tǒng)安全分析法[6-7]。專家經(jīng)驗(yàn)法借助專家經(jīng)驗(yàn)、集體智慧來辨識系統(tǒng)中潛在的風(fēng)險，以頭腦風(fēng)暴法(brain storming)為代表；符合性分析法以安全檢查表法(safety checklist analysis，SCA)為代表，將對象系統(tǒng)分成若干單元或?qū)哟危谐鏊形ｋU因素，確定檢查項(xiàng)目后編制成表，按此表進(jìn)行檢查；系統(tǒng)安全分析法以故障模式及影響分析法(failure modes and effects analysis，F(xiàn)MEA)為代表，將系統(tǒng)按照硬件結(jié)構(gòu)或功能層次自下而上逐級劃分，并約定低層系統(tǒng)的失效模式是上一層系統(tǒng)的故障原因，在此基礎(chǔ)上自下而上逐級識別。

在理解各安全風(fēng)險辨識方法原理以及步驟的基礎(chǔ)上，結(jié)合地鐵行業(yè)風(fēng)險特性以及對各職能部門的調(diào)研，針對基層員工對辨識方法易于理解和操作的需求，歸納整理出以下3種辨識方法。

1.1事故(故障)倒推法

事故(故障)倒推法[8]是將已有或可能發(fā)生的事故或故障狀態(tài)作為分析的目標(biāo)，層層分析導(dǎo)致其發(fā)生的原因，直到不能再分解，找出所有造成此結(jié)果的因素，從而確定風(fēng)險源。具體的操作步驟如下：

1) 確定分析對象系統(tǒng)可能發(fā)生的風(fēng)險類型；

2) 確定每種風(fēng)險類型可能包含的事故或故障；

3) 分別從人、物、環(huán)境和管理4個方面來考慮可能導(dǎo)致事故或故障的風(fēng)險因素；

4) 確定導(dǎo)致事故或故障的風(fēng)險源。結(jié)合生產(chǎn)的過程、區(qū)域等，最終找出風(fēng)險源；

5) 風(fēng)險源梳理，對已辨識出的風(fēng)險源按照風(fēng)險類型、可能導(dǎo)致的事故或故障、風(fēng)險因素等進(jìn)行歸類匯總。

該方法能詳細(xì)準(zhǔn)確地查明系統(tǒng)中固有和潛在的風(fēng)險因素，具有易于理解和實(shí)施的特點(diǎn)，適用于各種生產(chǎn)實(shí)踐、復(fù)雜系統(tǒng)和廣泛范圍的各種系統(tǒng)，比如站務(wù)，但要求分析人員必須非常熟悉對象系統(tǒng)，具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能得到準(zhǔn)確、完整的結(jié)果。

1.2事件樹分析法

事件樹分析[9]是按事故發(fā)展的時間順序由原因推論結(jié)果，從而進(jìn)行風(fēng)險辨識的方法。它在給定一個初因事件的前提下分析可能導(dǎo)致安全或危險的結(jié)果，把事故與原因之間邏輯關(guān)系分析的過程用樹形圖表示，如圖1所示。

圖1 事件樹分析Fig.1 Event tree analysis chart

事件樹分析方法的步驟如下：

1) 確定初因事件。確定和分析可能導(dǎo)致系統(tǒng)安全性后果的最初原始事件；

2) 繪制事件樹。確定初因事件發(fā)生后可能的后續(xù)事件，并根據(jù)事件發(fā)生的先后順序，按后續(xù)事件安全或危險分析各種可能的結(jié)果，找出后果事件；

3) 分析找出事故原因。從最終導(dǎo)致事故的途徑中分析導(dǎo)致事故發(fā)生的原因。

該方法能對導(dǎo)致事故的各種因素及邏輯關(guān)系做出全面、簡潔和形象的描述，使有關(guān)人員全面了解和掌握防災(zāi)要點(diǎn)，適用于設(shè)備風(fēng)險、具有明顯操作或啟動順序的冗余系統(tǒng)，比如設(shè)備維修部門，但使用時易忽視某些從屬因素，導(dǎo)致風(fēng)險辨識過于樂觀。

1.3工作流程分析法

工作流程分析法[10]是一種細(xì)致分析工作過程中存在危害的方法，通過對系統(tǒng)中各崗位職責(zé)內(nèi)容的分析，把每項(xiàng)工作活動分解成幾個步驟，識別每一步驟中的危害和可能發(fā)生的事故。具體步驟如下：

1) 崗位職責(zé)分析。確定崗位類別，列出崗位所有的作業(yè)內(nèi)容并界定各作業(yè)的執(zhí)行步驟。

2) 工作流程分析。將崗位職責(zé)的流程分成許多單元，針對每一流程單元分析可能帶來的偏差和危害。

3) 風(fēng)險源的辨識。從人、物、管理和環(huán)境4個方面分析導(dǎo)致危害產(chǎn)生的原因，找到引起風(fēng)險的源頭。

4) 風(fēng)險梳理。整合不同辨識人員對同一崗位辨識的結(jié)果。

該方法能細(xì)致地分析每個步驟中存在的危害，適用于檢維修作業(yè)、分析化驗(yàn)以及管理活動等工作流程比較清晰的工作，如架大修，使用時應(yīng)注意描述工作流程中的細(xì)節(jié)，避免風(fēng)險的遺漏。

綜上所述，3種辨識方法都具有各自的特點(diǎn)和適用范圍，由于軌道交通系統(tǒng)龐大復(fù)雜，生產(chǎn)職能部門眾多，各部門涉及的設(shè)備、環(huán)境、生產(chǎn)過程等的情況不同，所以各部門在風(fēng)險辨識方法的使用上應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來合理選取，層次分析法是解決此問題最合適的方法之一。

2 選取AHP模型

AHP模型的基本原理就是把復(fù)雜系統(tǒng)分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量的分析和決策[11]。

2.1模型的構(gòu)建

根據(jù)職能部門對辨識方法使用過程中的需求，可將適用性、易操作性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性作為準(zhǔn)則層，將3種辨識方法作為方案層，建立軌道交通職能部門辨識方案選擇的層次結(jié)構(gòu)模型如圖2。

圖2 風(fēng)險辨識方法確定的層次分析模型Fig.2 The analytic hierarchy process model for risk identification

部門辨識方法選擇模型為

(1)

式中：Ui是第i個辨識方法決策的結(jié)果；

kij是第i種辨識方法在j個指標(biāo)的評價值；

wj是第j個指標(biāo)在準(zhǔn)則層的權(quán)重值。

2.2指標(biāo)值的確定

對各指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比之后，通過專家意見，按照9分位比率排定各評價指標(biāo)的相對優(yōu)劣構(gòu)造出判斷矩陣，進(jìn)行層次單排序及層次總排序，確定評價因素和評價因子并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

在判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)的條件下，計(jì)算出對于上一層次某因素而言，本層次各因素重要性的排序。一致性檢驗(yàn)的步驟如下:

2) 計(jì)算一致性比例，CR=CI/RI，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，取值如表1所示

表1 RI取值

當(dāng)CR<0.1時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的。

2.3方案確定

在層次單排序結(jié)果的基礎(chǔ)上，計(jì)算出方案層所有指標(biāo)對于決策層的權(quán)值，根據(jù)結(jié)果判斷出重要性的大小，確定方法的選擇。

3 案例分析

以南京地鐵站務(wù)中心為例，運(yùn)用層次分析法進(jìn)行辨識方法的選擇然后進(jìn)行風(fēng)險辨識。

3.1辨識方法的選取

3.1.1構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)對風(fēng)險辨識方法選擇建立的層次模型，通過專家評價法將各層評價指標(biāo)間的重要程度進(jìn)行兩兩比較得到成對比較矩陣，如準(zhǔn)則層。

3.1.2層次單排序及一致性檢驗(yàn)

用和法計(jì)算準(zhǔn)則層的權(quán)向量得A=[0.5192，0.2596，0.1402，0.081]T。一致性比例為0.0393<0.1，滿足一致性檢驗(yàn)；同理對方案層進(jìn)行排序，得出權(quán)向量B1=[0.672，0.263，0.065]T，B2=[0.667，0.111，0.222]T，B3=[0.564，0.248，0.188]T，B4=[0.406，0.328，0.266]T并且都滿足一致性檢驗(yàn)。

3.1.3層次總排序

計(jì)算出方案層3種方法對于目標(biāo)層重要性的組合權(quán)重為(0.4698，0.3144，0.2157)，即事故倒推法評價最高，因此選其作為站務(wù)中心的風(fēng)險辨識方法。

3.2風(fēng)險辨識的流程

1) 工作人員根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及操作經(jīng)驗(yàn)確定站務(wù)中心存在的風(fēng)險類型，如表2所示。

2) 確定各風(fēng)險類型可能存在的事故。以火災(zāi)類和行車類風(fēng)險為例，站務(wù)中心可能發(fā)生的事故如表3所示。

表2 風(fēng)險類型

3) 分析導(dǎo)致事故發(fā)生的風(fēng)險因素。以車站火災(zāi)事故和列車沖突/擠岔為例進(jìn)行分析，車站火災(zāi)：從人的因素考慮，風(fēng)險因素包括危險易燃品、縱火、吸煙以及違規(guī)用電；從物的因素考慮，風(fēng)險因素是車站電器設(shè)備短路和爆炸。列車沖突/擠岔：風(fēng)險因素是區(qū)間空閑未確認(rèn)、進(jìn)路辦理錯誤、人員誤操作、進(jìn)路未準(zhǔn)備好、行車憑證辦理錯誤、列車進(jìn)入封鎖區(qū)段或違規(guī)動車。

表3 可能發(fā)生的事故事件

4) 根據(jù)上述獲得的風(fēng)險因素來分析導(dǎo)致事故的風(fēng)險源。以車站火災(zāi)事故為例，結(jié)合風(fēng)險因素的活動、過程和區(qū)域，得出導(dǎo)致車站火災(zāi)的風(fēng)險源如表4所示。

表4 車站火災(zāi)事故事件風(fēng)險源統(tǒng)計(jì)

5) 結(jié)果梳理。對辨識出的風(fēng)險源按照風(fēng)險類型、可能發(fā)生的事故事件、風(fēng)險因素以及風(fēng)險源進(jìn)行歸類匯總，其中站務(wù)中心的火災(zāi)和行車類風(fēng)險辨識結(jié)果如表5所示。

表5 站務(wù)中心部分風(fēng)險源匯總

可以看出，事故倒推法在站務(wù)中心非常實(shí)用，步驟清晰，簡單明了，完整的辨識出了站務(wù)中心可能發(fā)生的風(fēng)險，與實(shí)際情況基本一致，同時從同一風(fēng)險類型出發(fā)進(jìn)行風(fēng)險辨識也有利于后續(xù)的風(fēng)險評價和風(fēng)險控制。

4 結(jié)語

軌道交通運(yùn)營作為一個高風(fēng)險服務(wù)行業(yè)，全面有效的風(fēng)險辨識已顯得越來越重要。在對國內(nèi)外風(fēng)險辨識方法吸收歸納的基礎(chǔ)上，整合出易于理解和操作的3種風(fēng)險辨識方法，并采用層次分析法科學(xué)地為各職能部門選出最佳的辨識方法，大大提高了軌道交通運(yùn)營風(fēng)險辨識的準(zhǔn)確性和全面性；風(fēng)險辨識不是一蹴而就的，也不可能是一勞永逸的，當(dāng)生產(chǎn)工藝、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化或設(shè)備設(shè)施有重大改變時，都要及時地進(jìn)行風(fēng)險辨識。由于運(yùn)營系統(tǒng)眾多且復(fù)雜，提出更多適用性較強(qiáng)的辨識方法，以及針對同部門不同崗位不同區(qū)域辨識方法的選擇是進(jìn)一步優(yōu)化的方向。

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Risk Identification Method and Its Application to Urban Rail Transit Operation

YUAN Chunqiang1, ZHANG Bingsen2, ZHANG Ning2, LUAN Wenbo1, XU Wen3

(1. Nanjing Metro Operation Co., Ltd., Nanjing 210012; 2. ITS Rail Transit Research Institute of Southeast University, Nanjing 210096; 3. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

Risk identification is the basis of risk assessment and risk control. In order to make the risk identification of the rail transit more scientific and accurate, we put forward three methods which are easier to be understood and operated based on the process of risk identification, and the present situation of all the staff involved in the identification of Nanjing Subway, and summarizing the identification methods at home and abroad. We also introduced the principles and operation steps in details, and used the AHP method to select the appropriate risk identification method. Then the departments carried out the risk identification with the optimal method they selected. Finally, the station center is cited as an example to conclude that the accident backward method has the greatest weight, which can achieve a satisfactory risk identification result.

urban rail transit; risk identification; analytic hierarchy process (AHP)； accident backward method

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.023

2017-03-10

2017-06-27

袁春強(qiáng)，男，本科，安全副總監(jiān)，政工師，從事城市軌道交通安全管理，njycq@126.com

交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目(2015318J33080)；江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(社會發(fā)展)項(xiàng)目(BE2016740)；南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司專項(xiàng)項(xiàng)目(8550140226)

U231; F530.7

A

1672-6073(2017)05-0123-05

(編輯：曹雪明)