基于事故樹的列車調(diào)車脫軌事故及預(yù)防措施

于春天 顧天鴻 代宏 張昊

摘 要：為了提高鐵路調(diào)車作業(yè)的安全性，基于事故樹分析法繪制出調(diào)車脫軌事故的事故樹模型，對模型結(jié)果進行分析，找出造成脫軌事故的主要因素和潛在因素，對每個影響因素進行重要度排列。在作業(yè)人員、設(shè)備檢修與維護以及作業(yè)環(huán)境等方面提出了防止調(diào)車作業(yè)脫軌事故發(fā)生的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：調(diào)車事故，事故樹分析法，影響因素，預(yù)防措施

0引言

近年來，隨著科技的發(fā)展人們的生產(chǎn)水平不斷提高，對物質(zhì)的需求不斷增多以及出行活動的增多，造成對鐵路客運和貨運的需求量不斷增大，所以提高鐵路的運營質(zhì)量勢在必行。在鐵路運營過程中會發(fā)生各種事故，其中調(diào)車脫軌事故是比較常見的列車事故，調(diào)車脫軌事故會造成設(shè)備損壞，財產(chǎn)損失，干擾鐵路的正常作業(yè)，甚至會危及人身安全并破壞環(huán)境。

為了降低調(diào)車脫軌事故的發(fā)生，必須對調(diào)車脫軌事故影響因素進行分析，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，從而有效的降低調(diào)車事故的發(fā)生率。Dindar S和Kaewunruen S[1]等人利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對鐵路系統(tǒng)進行安全評估。他們研究了極端天氣導(dǎo)致的脫軌事故，其研究結(jié)果可以使鐵路在極端條件下能順利運營。門金勇[2]運用事故樹分析法對人為失誤造成的調(diào)車事故進行分析，得出研究結(jié)果并提出合理的措施。張琢[3]對沈陽鐵路局2005-2008年發(fā)生的調(diào)車事故進行統(tǒng)計分析，提出控制調(diào)車事故的相關(guān)措施。石小玉[4]用事故樹分析原理對列車脫軌事故的原因進行定性、定量分析，提出針對性的防范措施。高守安[5]對濟南鐵路局某編組站的調(diào)車作業(yè)事故特征和原因進行分析，提出避免調(diào)車事故可采取的相應(yīng)措施;李慶云[6]對駝峰中對稱道岔引發(fā)的脫軌事故進行研究，對駝峰作業(yè)提出了安全措施。

以上研究對鐵路可能發(fā)生的各種作業(yè)事故起到了很好的預(yù)防作用，同時也說明脫軌事故是鐵路事故中比較常見的，其發(fā)生的概率遠高于擠道岔、車輛溜逸等作業(yè)事故，因此對脫軌事故進行重點分析和預(yù)防是十分重要的。

本文通過用事故樹分析法，對已經(jīng)發(fā)生的列車調(diào)車脫軌事故進行總結(jié)分析，找出影響列車調(diào)車脫軌事故的主要因素，提前對可能發(fā)生的事故采取適當?shù)念A(yù)防措施，有效避免鐵路脫軌事故的發(fā)生。

1 列車調(diào)車脫軌事故分析

1.1 脫軌及其分類

脫軌亦稱出軌，脫軌會造成鐵路損壞、人員傷亡、列車掉道甚至顛覆。脫軌情況比較復(fù)雜，主要是車輪橫向力過大或垂向力減小引起的，另外，損壞或歪斜的鐵軌、列車超速、列車或鋼輪異狀或是軌道上的障礙物，都會造成脫軌，兩個以上列車相撞時也極易發(fā)生脫軌[7]。

按照脫軌過程，脫軌可分為爬上脫軌、滑上脫軌、跳上脫軌、掉軌四種類型。當車速低速通過曲線，且車輪與鋼軌沖角為正值時，由于一側(cè)輪重減小，側(cè)向力增大，車輪的輪緣在滾動中逐漸爬上鋼軌而引起的脫軌，稱為爬上脫軌。當車輛低速通過曲線，且車輪與鋼軌的沖角為負值時，車輪在足夠大的側(cè)向力作用下，輪緣旋轉(zhuǎn)邊滑上鋼軌而造成的脫軌，稱為滑上脫軌。車輛高速運行時，由于激烈的橫向振動，或者由于車輪受到大的側(cè)向沖擊力，使車輪跳上鋼軌后脫軌，稱作跳上脫軌。車輛在不良線路上高速運行以及長大貨車通過曲線時，由于輪軌之間過大的側(cè)向力使得鋼軌橫向移動，引起軌距擴大，因而使車輪掉入軌道內(nèi)側(cè)，稱為掉軌。

1.2 調(diào)車脫軌事故案例分析

以下調(diào)車脫軌事故案例由于其保密性，故引去具體的站名、車次及事故發(fā)生的具體日期。

案例一：某站二班一調(diào)第一批作業(yè)計劃是將第7勾801線1道摘掉10輛車（第一輛是隔離車），當機車推行到走行線3號道岔時，連接員發(fā)現(xiàn)該加鎖的道岔異常并立即停車。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)推進車輛的第一輛車左側(cè)第1輪，第2輪，第3輪，右側(cè)第3輪和第2輛車的左側(cè)第一輪均脫軌。事故原因：①設(shè)備因素造成列車脫軌，某局在該廠院內(nèi)施工，將走行線3號道岔的枕木損壞，導(dǎo)致道岔連接桿彎曲，岔尖與基本軌位置偏移。②人為因素造成列車脫軌，站內(nèi)的維修與檢查工作不夠仔細。

案例二：某站機務(wù)段DF51687機車擔當某場調(diào)車作業(yè)任務(wù)，司機在調(diào)車作業(yè)單機返岔時，未確認調(diào)車信號、未與車站進行調(diào)車聯(lián)控，不執(zhí)行呼喚應(yīng)答制度，盲目動車，越過關(guān)閉的D119號信號機，壓上正在轉(zhuǎn)動的129號道岔，引起機車前臺車進四股脫軌。事故原因：司機未執(zhí)行調(diào)車聯(lián)控及傳呼應(yīng)答制度，未確認調(diào)車信號開放，盲目動車。

案例三：某機務(wù)段某機車擔當該站乙調(diào)作業(yè)任務(wù)，由Ⅱ場6道掛兩輛工務(wù)軌道平車向南牽出運行時，因南頭第一輛軌道平車專用鐵鞋漏撤，調(diào)車列壓鞋運行至260號道岔轍叉心后引軌接頭處，鐵鞋卡滯，引發(fā)機后第一輛軌道平車脫軌。事故原因：違反基本調(diào)車制度，漏撤防溜鐵鞋。

1.3 調(diào)車脫軌事故因素分析

參照以上調(diào)車脫軌案例，并結(jié)合近年來國內(nèi)外的研究總結(jié)，發(fā)現(xiàn)造成脫軌的三大主要影響因素如下：

（1）調(diào)車作業(yè)系統(tǒng)是一個龐大的工作系統(tǒng)，其涉及的部門較多，所以需要各個部門共同協(xié)作完成每一個調(diào)車作業(yè)，該系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能引發(fā)調(diào)車事故。在調(diào)車工作中人占主導(dǎo)地位，雖然現(xiàn)在是信息化時代都是計算機在控制設(shè)備的運作，但是大多數(shù)環(huán)節(jié)還是得依靠人來完成的。如果調(diào)車人員能夠掌握足夠的技能、有良好的心里素質(zhì)以及認真的態(tài)度是可以高效的完成調(diào)車工作的基礎(chǔ)[8]。

（2）設(shè)備因素

在調(diào)車系統(tǒng)中設(shè)備的好壞會影響調(diào)車的安全，即使鐵路對所應(yīng)用的設(shè)備的標準有嚴格的要求，但是在實際情況下難免會有不當。所以各種設(shè)備在設(shè)計過程要嚴格把控，在保證設(shè)計安全性的同時也要保證使用的安全性，在應(yīng)用的過程中要注意對設(shè)備的維修保養(yǎng)。駝峰、調(diào)出線、調(diào)車線、調(diào)機、調(diào)車信號機以及各種調(diào)速設(shè)備均是調(diào)車作業(yè)特定的設(shè)備。

（3）環(huán)境因素

影響調(diào)車的環(huán)境因素包括內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，內(nèi)部小環(huán)境指調(diào)車作業(yè)時的作業(yè)環(huán)境，也包括系統(tǒng)內(nèi)的社會環(huán)境，即政治、經(jīng)濟、文化等。外部大環(huán)境主要指自然環(huán)境，比如有些站段所處地區(qū)比較寒冷、地勢不平坦等現(xiàn)象會給調(diào)車工作帶來一定的影響。

2 調(diào)車脫軌事故樹建立與計算

2.1 建立調(diào)車脫軌影響因素的事故樹

基于某鐵路局調(diào)車脫軌事故統(tǒng)計整理，加上查找資料的過程中收集的事故類型對基本事件進行篩選，保證各基本事件相對獨立。列車調(diào)車脫軌事故的頂上事件（T）、中間事件（M）和基本事件（X），并通過事故樹的基本術(shù)語及符號將各事件間的邏輯關(guān)系通過樹的形式表示出來，各事件的情況詳見表1，脫軌事故樹模型如圖1。

脫軌事故樹如圖1所示：

2.2 事故樹模型的計算及結(jié)果

根據(jù)圖1的事故樹中頂上事件T，中間事件M，原因事件X之間的邏輯關(guān)系，建立調(diào)車脫軌事故樹函數(shù)，利用布爾代數(shù)法將函數(shù)化簡：

對事故樹函數(shù)T，運用布爾代數(shù)化簡法求出事故樹的最小割集：

根據(jù)事故樹函數(shù)T列出成功樹函數(shù)T'

同理運用布爾代數(shù)化簡法求出成功樹函數(shù)的兩個最小徑集為：

根據(jù)得到的最小割集對事故樹結(jié)構(gòu)重要度排序，從上訴30個最小割集中可以發(fā)現(xiàn)每個割集都有兩個基本事件，X1和X2的結(jié)構(gòu)重要度最大，其次是X3，X4…X17，則有：

2.3 概率重要度分析

根據(jù)上面得到的各基本概率重要度系數(shù)計算臨界重要度系數(shù)：

通過對事故樹的重要度分析中可以看出，基本事件結(jié)構(gòu)重要度中司機未注意險情臆測行車和司機超速或調(diào)速不當?shù)慕Y(jié)構(gòu)度所占比重最大，所以這兩個基本因素對列車調(diào)車脫軌的影響程度較大。概率重要度分析主要依靠X1、X2等這些基本事件的概率重要度系數(shù)大小對脫軌事故的發(fā)生進行定量分析，結(jié)果顯示除X1和X2這兩個基本事件的概率重要度最大且相等外其他事件都相等。在臨界重要度結(jié)果分析中可以發(fā)現(xiàn)，人員因素導(dǎo)致的脫軌概率最大，其次是設(shè)備因素，環(huán)境因素最小。

3防范脫軌事故的措施

3.1 提高職工的安全意識以及培養(yǎng)職工素質(zhì)

為了培養(yǎng)職工的素質(zhì)就需要有適應(yīng)調(diào)車工作的教育培訓(xùn)體系，車站可定期聘請專家舉辦安全講座，加強職工的安全責任意識。定期組織職工間交流典型事故案例，讓其認識到事故造成的嚴重后果，增強其責任感和使命感。同時，實施動態(tài)監(jiān)控，確保安全檢查和監(jiān)管到位。

3.2 加強作業(yè)技能培訓(xùn)

借助車站現(xiàn)有的設(shè)備，定期組織工作人員進行實地操作演練，在條件允許的情況下可以定期進行安全崗位考試、定期總結(jié)學習安全事故教訓(xùn)，加強一線職工的安全教育。其次要嚴格執(zhí)行操作技能培訓(xùn)及標準化操作規(guī)程，減少職工違規(guī)違章等不安全行為，減少事故的發(fā)生。

3.3 加強設(shè)備檢修與維護

車站的各種設(shè)備在日常應(yīng)用時會出現(xiàn)老化、損壞、不靈敏等問題。因此，要加強日常檢查力度，保證設(shè)備養(yǎng)護正常，發(fā)現(xiàn)問題及時維修，并做好檢修記錄，定期對記錄內(nèi)容進行專項排查整治。車站還可以加大資金投入力度，確保設(shè)備先進可靠。

3.4 改善作業(yè)環(huán)境

在所調(diào)查的事故中可以發(fā)現(xiàn)因環(huán)境因素造成的調(diào)車脫軌概率相對較小，但是這并不意味著可以將此問題忽略。在日常工作的過程中要為職工一個安全的工作環(huán)境，確保職工人身安全，減輕職工心理負擔，使其可以高度集中注意力地做好有關(guān)工作，降低人為失誤造成事故的概率。

4 結(jié)語

調(diào)車脫軌事故不僅對基礎(chǔ)設(shè)施、車輛和貨物造成損害，擾亂服務(wù)，甚至造成人員傷亡并危害環(huán)境，也會對經(jīng)濟造成一定的損失。所以對于造成調(diào)車脫軌事故的影響因素的分析應(yīng)該引起有關(guān)人員的高度重視。

通過建立事故樹查清事故因素，研究各種因素的內(nèi)在聯(lián)系并進行深入分析，有針對性地作出防范措施，從而高效率的防止鐵路脫軌事故的發(fā)生。

參考文獻

[1]Dindar S.Kaewunruen S.An M.et al.Bayesian Network-based probability analysis of train derailments caused by various extreme weather patterns on railway turnouts[J].Safety Science.2017.12（28）：20-30.

[2]門金勇.鐵路調(diào)車人因事故的控制與管理研究[D].北京：清華大學.2008.

[3]張琢.鐵路調(diào)車作業(yè)事故分析及對策研究[J].中國鐵路.2009.2（3）：26-30.

[4]石小玉.列車脫軌事故樹分析[J].浙江焦化煤氣集團有限公司.2011.4（39）：52-54.

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[7]周新力.基于灰色系統(tǒng)與事故樹的列車調(diào)車脫軌事故預(yù)測與評價研究[D].南昌：華東交通大學.2018.

[8]門金勇.鐵路調(diào)車人因事故的控制與管理研究[D].北京：清華大學.2008.