城市軌道交通運營安全風險預測研究與應用

朱美樺

[摘 要]近年來我國多數城市已開通軌道交通運輸，加之城市軌道交通屬于乘客密集型公共場所，大都在地下密閉空間運行，如若發生安全事件，將產生極大的社會影響。安全風險預測是城市軌道交通安全管控工作的核心之一。城市軌道交通運營安全的歷史事件及數據、運營管理公司的安全工作經驗、領域內的專家知識都是城市軌道交通運營安全風險預測的重要組成部分。本文針對城市軌道交通運營安全風險預測研究與應用等內容展開分析，希望能推動城市交通軌道的發展。

[關鍵詞]城市軌道交通；安全管理；貝葉斯網絡；風險預測

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）42-0390-01

引言

城市軌道交通運營安全事故的慘痛教訓，讓世人明白城市軌道交通體系安全的重要性。城市軌道交通是一個動態的復雜系統，它涵蓋土木、設施設備、通信信號系統、供電系統、車輛等眾多子系統。城市軌道交通運營安全水平風險預測主要是通過對影響運營安全的各相應因素進行辨識、分析，尋求科學合理的安全風險預測理論，最終建立城市軌道交通運營安全水平預測體系模型，進而為企業高層提供具有較高可信度的決策依據，規避安全管理工作中的風險。

1 城市軌道交通運營安全管理

1.1 地鐵運營安全現狀及問題分析

城市軌道交通管理，主要結合現階段行業內安全管理現狀，綜合分析城市軌道交通運營行業存在的問題。企業安全管理方法已由過去的“事后處理”逐漸演變為“事前防范”，受整體行業的運營歷史經驗影響，大多數企業但仍采用相對落后的經驗管理模式，工作模式及缺點如下：1）采取打印安全信息臺賬的方式，利用各站點分布的辦公電腦填寫并保存安全管理信息類報表，安全目標制定的依據不足，目標實現缺乏可行的保證措施；2）傳統型安全管理模式需要大量有經驗的工作人員頻繁赴現場查看情況，各部室之間書面材料傳遞，不僅效率低，而且易產生內容理解歧義或環節脫節；3）鐵運營企業設備用計算機、辦公用計算機和內部局域網的普及迫切需要建立科學化、規范化、高效化的安全管理信息系統，從而實現地鐵運營生產安全可控。因此，將地鐵運營安全管理工作模式化、程序化、網絡化、集成化，預防事故發生，提高事故應急處理能力，把運營中的安全事故給社會造成的危害降低到最小程度，已成為地鐵運營管理工作的重中之重。

1.2 國內外安全管理信息系統研究現狀

安全生產是是衡量現代化企業管理水平的重要參考指標，是企業直接經濟利益的基本驅動力。地鐵運營企業能合理對事關企業安全的各種信息進行科學化管理及應對、運用相關安全理論準確預測安全事件或事故的頻發時段，并采取預防措施，能為企業健康發展帶來重要影響。企業只有對安全信息進行有效管理和合理決策分析，才能科學采取有效措施預防安全事故的發生和減少經濟損失。截至目前，管理信息系統軟件己大量應用于企業生產、個人生活、文化教育、運輸、郵電、通信、交通、商業、體育等眾多方面。自我國實行改革開放國策以來，中國經濟發展取得了長足的突破與發展，為中國開發安全管理信息系統提供了經濟及物質基礎。各行各業尤其是新興行業，迫切需要管理信息化、網絡化。建立企業安全管理信息系統，不僅是為了適應市場經濟體制的要求，更是健全企業安全管理模式，提高安全管理水平的有效手段。地鐵運營安全管理信息網絡化，將極大提高員工工作效率，實現低碳環保、節約紙張及能源等可持續發展目標。

2 基于貝葉斯網絡的風險預測模型

2.1 貝葉斯網絡簡介

貝葉斯網又稱信念網絡，是概率論與圖論結合的產物，既能利用圖論的語言直觀地表示問題的結構，又可以按照概率論的原則降低推理的計算復雜度。它可以將人腦中的因果知識用有向圖直觀地表示出來，將統計數據以條件概率的形式與模型相融合。貝葉斯網絡具有能同時處理定性和定量信息、網絡節點概率信息能進行不斷的學習及更新、是世界當前不確定知識表達和推理領域內最強大的理論模型。

2.2 貝葉斯網建模工具軟件簡介

貝葉斯網絡建模軟件分析的軟件主要有：BayesiaLab、HuginExpert、MSBNX、GeNIe等。其中的GeNIe2.0具有費用高低、功能完整性、操作方便性等特點，并且該軟件已應用在相關學術研究中，相比較其他商業軟件，該軟件具有安裝容易、使用方便、費用免費、操作可視化、兼容不同的計算機操作平臺等優點。

3 貝葉斯網絡在城市軌道交通運營安全風險綜合預測中的應用

3.1 構建人員和管理網絡節點下的二級網絡節點

在城市軌道交通體系中，直接參與者主要是乘客、列車駕駛員以及管理員。乘客的屬性主要有：參與人數眾多、年齡及行為差異性大，他們可能成為事故的引發者，也可能是事故的受害者；列車駕駛員的特征主要是能否按照行車規定進行安全駕駛，遇到突發狀況能否進行有效地處置，確保乘客的安全；管理人員能否及時監控列車運行過程中出現的異常狀況，能否及時上報并處置。在此環節，需要分別對安全管理機構、安全責任制、安全管理目標以及突發事件應對體系等進行考評。

3.2 設施設備網絡節點下的二級網絡節點

通常車輛設備系統異常會導致的故障主要有：電氣系統故障、通信信號系統故障、供電異常、車門故障、制動異常等。另外，車輛檢修制度的完善與否，檢修檢驗技術的先進與否也是影響車輛設備系統安全的影響因素。該環節要注重對制動系統、機電設備、環境監控系統等的考評。

3.3 貝葉斯網絡結構拓撲圖

根據構建的城市軌道交通運營安全風險，綜合預測指標體系相關關系，建立貝葉斯網絡拓撲圖。并且通過構建的拓撲圖可以發現，設施設備的狀態、人員管理與組織管理之間有著相應的概率依賴關系。

3.4 預測體系的推理

依照建立的基于貝葉斯網絡的城市軌道交通運營安全風險綜合預測體系，可以進行預測體系的正向及反向推理分析研究。1）正向推理：基于非目標網絡節點的有效概率信息條件，通過對所建模型的正向推理，得到城市軌道交通運營安全風險綜合預測體系的總體安全水平。2）反向推理：進行反向推理是為了得到非目標網絡節點的后驗概率，在基于系統發生不安全事件概率水平的條件下，求出相關影響因素的后驗概率與先驗概率的變化程度，科學合理的進行措施補救。

4 貝葉斯網絡在地鐵列車脫軌事件預測分析中的應用

美國芝加哥一輛北行的“藍線”220次列車在芝加哥市區克拉克湖站和大密爾沃基站之間因設備原因發生脫軌事故，列車駕駛員立即停車。發生事故的列車為8輛編組，當時車上約有1000名乘客。造成本次事故的原因是：安全人員相關專業知識背景欠缺，安全檢查臺賬空缺等。依照原因分析，將各代碼信息更新至貝葉斯網中，推理出此次脫軌事故發生的概率高達0.92。在此次事故后，芝加哥交通管理局采取了一系列措施進行安全完善，消除安全隱患，主要通過對軌道進行了詳細的檢查，將修護完善信息輸入至貝葉斯網中，發現事故發生率降至0.03。

結語

交通運輸方式安全水平的提高，對人類社會及經濟發展有著較強的推動作用。城市軌道交通在我國的大力發展，必將對社會經濟的發展產生深刻的影響，人們在享受軌道交通方式出行方便、快捷、舒適等特性的同時，也將持續關注其運營安全的態勢。相關工作人員要針對國內部分城市軌道交通運營企業安全管理現狀，加強對城市軌道交通運營安全風險的預測，進一步提高預測水平的穩定性、科學性，不斷推動企業運營安全管理工作的創新。

參考文獻

[1] 賈崇強.城市軌道交通運營安全風險預測研究與應用[D].天津職業技術師范大學，2014.

[2] 李楓，華棟赟.基于運營調度日志數據的城市軌道交通運營安全風險識別[J].綜合運輸，2016，07：56-61.