基于FDA事故致因模型的鐵路行車安全管理研究*

郭 勇，陽富強

(福州大學 環境與安全工程學院，福建 福州 350116)

0 引言

隨著國家綜合實力的提高，我國鐵路運輸業得到了迅猛發展，鐵路運營里程增加，運營速度加快，路網密度不斷增大。然而，2016—2019年間，全國發生多 起鐵路行車較大事故，累計死亡人數為3 475人[1]。由此可見，鐵路運輸在為人們的生活提供便利之余，也不能忽略其運營過程中存在的安全問題。事故致因模型主要用于分析事故發生的過程及后果，有助于指導人們認識事故產生原因及發展規律。常用事故致因模型有：海因里希事故因果連鎖理論[2]、博德現代事故因果連鎖理論[3]、軌跡交叉理論[3]、瑞士奶酪模型[4]、STAMP (Systems Theoretic Accident Model and Processes)模型[5]、2-4模型[6]等。目前，我國關于鐵路行車事故成因的研究主要分為2個方面。一方面，圍繞鐵路行業發生的重大事故開展研究，從中吸取教訓，如“4·28膠濟鐵路特大交通事故”[7]、“7·23”甬溫線特別重大鐵路交通事故[8]。另一方面，從人、設備、環境、管理4方面開展縱向研究，王卓等[9]采用灰色系統理論從人員、設備、天氣等方面分析事故致因，確定了不同事故類型中各影響因素的主次關系；張玥等[10]將影響鐵路危險品運輸系統的風險因素劃分為人、貨物、環境、管理、設備5類，并利用STAMP-ISM模型探究事故致因因素之間的相互關系。

同時，國外也十分重視鐵路行車安全管理工作。一方面，統計分析研究人的失誤對行車事故的影響，如Baysari等[11]運用HFACS(人為因素分析和分類系統)對澳大利亞40份鐵路安全調查報告開展研究，得出近1/2的事故由工作人員對設備的檢修和維護工作不到位造成；Kyriakidis等[12]對1945—2012年間涉及人為錯誤的鐵路事故進行統計分析，以確定影響人的績效并導致人為錯誤的因素數量和類型是否發生了變化。此外，某些國家開發出一系列行車系統，使鐵路行車工作更加智能化、自動化，如日本新干線高速鐵路行車系統(COSMOS)、德國防災報警系統(MAS90)、法國TVM430行車系統。

隨著人工智能、大數據等信息技術的發展，信息在安全生產管理中占有重要地位。鐵路行車系統是一個復雜系統，涉及到大量信息，確保安全信息的正常流動是保證鐵路安全運營的關鍵。傳統事故致因模型存在缺乏對組織外部因素的研究、事故致因因素之間邏輯關系不明確等缺陷。而FDA事故致因模型考慮到組織內外的事故致因因素和它們之間的相互關系，突出安全信息的循環和流動，更具有科學性、有效性、邏輯性及完整性。此外，鮮有學者從安全信息的角度對鐵路行車事故的發生原因進行深入分析研究。鑒于此，本文基于安全信息視角，結合鐵路運營實際建立FDA事故致因模型，進一步探究鐵路交通事故致因模式，并以“4·28膠濟鐵路特別重大交通事故”為例，論證該模型具有實用性。

1 事故模型構建

1.1 理論基礎

FDA事故致因模型基于安全信息視角和管理科學、行為科學知識，按照系統安全行為識別、處理安全信息的方法，構建“安全預測→安全決策→安全執行”的系統安全行為鏈；并通過安全信息流動將個體、自組織、他組織3個不同層面事故致因子模型連接起來，構成完整的事故致因模型[13]。

1.2 模型構建

根據鐵路行車事故致因原理，以“安全預測→安全決策→安全執行”為主線，從行車人員、鐵路運輸企業和國家鐵路局3個層面，構建鐵路行車FDA事故致因模型，如圖1所示。模型構成要素及各指標含義如下：

圖1 鐵路行車事故致因模型Fig.1 Accident causation model of railway operation accidents

1)個體、自組織和他組織。個體是事故直接涉事者，屬于組織內部，指鐵路行車人員；自組織是事故發生主體組織，屬于組織內部，指鐵路運輸企業；他組織是間接涉事組織，屬于組織外部，指國家鐵路局。

2)安全預測(F1，F2，F3)、安全決策(D1，D2，D3)、安全執行(A1，A2，A3)。安全預測是根據系統安全信息揣度未來狀態，如行車人員預測列車不安全狀態；鐵路運輸企業查找安全問題；國家鐵路局分析鐵路安全監管工作存在的問題。安全決策指根據安全預測信息，行車人員擬定相應對策、下達調度命令；鐵路運輸企業建立安全管理制度；國家鐵路局制定鐵路發展規劃，加強體制改革等。安全執行指根據決策方案，行車人員執行指令；鐵路運輸企業落實制度；國家鐵路局實施新的法規、規劃等。

3)行為正確與行為失誤。N1，N2，N3分別表示行車人員、鐵路運輸企業、國家鐵路局行為失誤模式，Ni1(i=1，2，3)，Ni2(i=1，2，3)，Ni3(i=1，2，3)分別表示安全預測、決策、執行失誤。Y1，Y2，Y3分別表示行車人員、鐵路運輸企業、國家鐵路局行為正確模式，Yi1(i=1，2，3)，Yi2(i=1，2，3)，Yi3(i=1，2，3)分別表示安全預測、決策及執行行為正確。

4)必要安全信息充分、缺失。Mi(i=1，2，3)分別表示行車人員運行列車、鐵路運輸企業制定安全管理方案、國家鐵路局制定發展規劃時所需的必要安全信息缺失，Mi(i=1，2，3)表示必要安全信息充分。

5)安全欺騙(C)。C1主要指行車人員的違章、違規、違法行為；C2主要指鐵路運輸企業安全文化存在問題及違反上級命令、法律法規等；C3指政府安全文化薄弱等。

6)安全(S)。S1指列車安全運行；S2指鐵路運輸企業的有效管理，包括安全管理制度的落實、良好安全文化氛圍的建立等；S3指國家鐵路局的有效監管，包括法律法規的適用、規章的落實等。

7)其他。W表示不安全物態，指列車自動控制系統，包括列車自動防護、駕駛、監督子系統等；G1表示行車事故發生或擴大；G2表示鐵路運輸企業安全管理存在缺陷；G3表示國家鐵路局安全監管存在漏洞。

2 基于FDA的鐵路行車事故致因模型分析

2.1 個體事故致因模型分析

鐵路行車工作包括列車駛離車站、抵達車站、區間行駛、調車作業等，涉及的行車人員包括司機、調車長、連接員、值班員、信號員、列檢員等[14]。嚴格意義上來說，只有從事和參與鐵路行車的全體人員對鐵路行車未來的安全狀態進行正確的安全預測、決策和執行，才能避免事故發生。個體層面事故域如式(1)：

(1)

1)行車人員行動失誤(N1)和不安全物態(W)是事故直接原因，且只有二者同時存在，事故才會發生。行車人員安全預測、決策和執行環節中任何一個出現錯誤(N11，N12，N13)，都會導致行動失誤。

圖2 行車人員必要安全信息Fig.2 Necessary safety information of operation personnel

3)若行車人員安全預測、決策、決策執行行為均正確(Y11，Y12，Y13)，則列車處于安全狀態(S1)。

2.2 自組織事故致因模型分析

鐵路運輸企業工作職責包括：依照相關法律法規，擬定安全管理制度；增強對從業人員安全培訓和教育；加強鐵路運輸過程中安全防護；完善設施設備檢修防護制度；制定應急措施等。鐵路運輸企業履行職責可有效減少行車事故發生。根據鐵路運輸企業工作職責及自組織事故致因模型，得出自組織層面事故域如式(2)：

(2)

1)鐵路運輸企業層面的原因是事故間接原因。鐵路運輸企業管理層行為錯誤(N2)會直接導致企業安全管理存在缺陷(G2)，進而導致車組人員行為錯誤，間接引發事故。鐵路運輸企業管理層安全預測、決策、執行行為中任何一個出現錯誤(N21，N22，N23)，都會引起行為錯誤模式。

2)鐵路運輸企業系統安全行為均正確(Y21，Y22，Y23)可保證安全管理工作高效推進(S2)。若鐵路運輸企業制定安全管理方案所需的必要安全信息充分(M2)，但存在安全欺騙行為(C2)，或必要安全信息不充分(M2)，則可能會導致行為錯誤，使安全管理出現漏洞。鐵路運輸企業必要安全信息包括安全預測信息(氣象條件、從業人員業務技能、鐵路設備運行情況等)、安全決策信息(企業安全生產運行情況、鐵路行業安全法律法規等)、安全執行信息(企業整體運行情況及各部門職責、安全管理規章制度建設情況等)。

2.3 他組織事故致因模型分析

國家鐵路局的有效監管對于維護鐵路安全穩定的良好局面具有重要的作用。根據國家鐵路局工作職責可將安全監管分為監測分析鐵路運行情況、行業現狀評估、起草法律法規及規章草案、制定鐵路發展規劃、執行發展規劃等幾個階段。根據上述階段及他組織事故致因模型，可以得出他組織層面的事故域如式(3)：

(3)

1)國家鐵路局層面的原因是鐵路行車事故間接原因。國家鐵路局行為錯誤(N3)會直接導致安全監管存在漏洞(G3)，間接導致鐵路企業行為錯誤，從而使得車組人員行為錯誤，最終引發事故。

2)與個體、自組織事故致因模型一樣，為了避免安全監管漏洞，國家鐵路局應保證系統安全行為不存在失誤(即確保Y31→Y32→Y33子鏈形成，而不會出現N31，N32，N33)。同時，國家鐵路局也應保證行使安全監管職責所需的必要安全信息充足(M3)，避免安全欺騙行為(C3)。國家鐵路局必要安全信息如圖3所示。

圖3 國家鐵路局必要安全信息Fig.3 Necessary safety information of National Railway Administration

3 鐵路行車事故安全管理重要環節

結合模型和式(1)～(3)可得整體事故致因鏈如式(4)：

(4)

公式(4)包括2條事故致因主鏈和6條事故致因子鏈。子鏈中個體、自組織、他組織行為錯誤模式的形成源于安全預測、決策、執行環節出現錯誤(N11，N12，N13，N21，N22，N23，N31，N32，N33)，具體有2種情況：第1，各層面解決安全問題所需的必要安全信息缺失(M1，M2，M3)；第2，必要安全信息充足(M1，M2，M3)，但存在安全欺騙行為(C1，C2，C3)。行車事故發生或擴大(G1)的直接原因源于個體層面，個體行為失誤由自組織安全管理缺陷(G2)引起，自組織安全管理缺陷由他組織安全監管漏洞(G3)引起。

1)從破壞事故主鏈形成的角度來看，為了防止形成事故主鏈，國家鐵路局做好安全監管工作，鐵路運輸企業避免安全管理缺陷，行車人員防止出現行為失誤。

2)從破壞3條事故子鏈形成的角度來看，行車人員、鐵路運輸企業、國家鐵路局3個層面的行為失誤模式主要是由必要安全信息的缺失和安全欺騙行為引起的。

必要安全信息缺失是引起鐵路行車事故的根本原因。個體層面，鐵路行車人員應具備良好的專業素養和豐富的行車經驗；自組織層面，鐵路運輸企業應遵守法律法規，做好設備日常維修工作等；他組織層面，鐵路局應緊盯鐵路行業安全關鍵和薄弱環節，推動行業監管體制機制建設等。安全欺騙行為是引發鐵路行車事故的另一個根本原因。鐵路運輸企業應設置懲罰制度來治理違章行為，嚴格遵守規章制度和上級命令，注重企業安全文化建設。國家鐵路局應吸收企業安全文化建設的先進理論與經驗等建立政府安全文化體系[15]。

3)從防止不安全物態的角度，鐵路運輸企業應保證列車自動控制系統正常有效運行，定期對系統進行檢修維護，不斷完善系統，使得在列車運行參數出現問題時，系統能夠及時做出調整，保障列車安全運行。

4 案例分析

2008年4月28日4時41分，北京至青島的T195次列車下行到膠濟線時，客車尾部第9～17節車廂脫軌，與上行的煙臺至徐州的5034次旅客列車相撞，致使機車和5節車廂脫軌，造成72人死亡，416人受傷。現以該起事故為例，論證FDA模型的實用性。該事故是一起典型的責任事故，能與FDA事故致因模型相契合。此外，國務院成立事故專項調查組，并出具事故調查報告，為利用該模型分析提供了可靠依據。

4.1 個體事故致因模型分析

事故調查報告顯示，事故直接原因是T195次列車嚴重超速。個體層面，導致列車嚴重超速的原因是行車人員行為失誤和不安全物態。行車人員行為失誤指行車人員沒有做到對列車未來狀態的安全預測、決策和執行，是由必要安全信息缺失或安全欺騙行為導致的。其中，安全欺騙行為指在調度命令行文不清晰的情況下，調度員盲目修改運監器數據；由于缺乏必要安全信息導致的行車人員行為失誤見表1。不安全物態指在運監器中的速度數據與現場限速標志不符的情況下，自動控制系統沒有做到及時調整。

表1 行車人員行為錯誤模式分析Table 1 Analysis on erroneous behavior patterns of operation personnel

4.2 自組織事故致因模型分析

在此次事故中，濟南鐵路局工作職責履行不到位導致的必要安全信息缺乏、企業安全文化薄弱引起的企業運營問題和員工安全意識缺乏等安全欺騙行為使管理層安全行為出現錯誤，間接導致事故發生。鐵路運輸企業行為錯誤模式分析見表2。

表2 鐵路運輸企業行為錯誤模式分析Table 2 Analysis on erroneous behavior patterns of railway transportation enterprises

4.3 他組織事故致因模式分析

此次事故是一起典型的人為責任事故，事故暴露出國家鐵路局在事發時期的安全監管存在問題。事發時，國家鐵路局為凸顯政績，片面抓提速，沒有做好行業現狀的評估、鐵路安全問題的整治、質量監督管理及安全文化建設等工作，導致必要安全信息缺乏和安全欺騙行為，間接引發事故。具體分析見表3。

表3 國家鐵路局行為錯誤模式分析Table 3 Analysis on erroneous behavior patterns of National Railway Administration

4.4 基于FDA事故致因模型的綜合分析

根據FDA事故致因模型，“4·28膠濟鐵路特別重大交通事故”直接原因是由行車人員失誤和不安全物態導致的T195次列車嚴重超速，間接原因是國家鐵路局安全監管漏洞和濟南鐵路局安全管理缺陷，根本原因是必要安全信息缺失與安全欺騙行為。整體事故致因鏈為“國家鐵路局行為失誤(N3)→國家鐵路局安全監管存在漏洞(G3)→濟南鐵路局行為失誤(N2)→濟南鐵路局安全管理存在缺陷(G2)→行車人員行為錯誤(N1)”；“行車人員行為錯誤(N1)∧不安全物態(W)→事故發生(G1)”。因此，安全信息對于安全管理至關重要。國家鐵路局應做好安全監管工作，加強政府安全文化建設；濟南鐵路局應完善安全管理規章制度，認真履行職責，加強企業安全文化建設；行車人員應做好本職工作，不斷提升個人專業素質和安全意識。

5 結論

1)通過構建FDA事故致因模型，得出鐵路行車事故直接原因是行車人員行動失誤和列車不安全物態，間接原因是鐵路運輸企業安全管理缺陷、國家鐵路局安全監管漏洞，根本原因是行車人員、鐵路運輸企業、國家鐵路局必要安全信息的缺失和安全欺騙行為。

2)鐵路行車安全管理應主要從3個方面開展：加強各組織間安全信息交流與合作，破壞“國家鐵路局→鐵路運輸企業→行車人員”事故致因主鏈；確保各組織層面必要安全信息充分和避免違規、違章指揮等安全欺騙行為來阻斷事故致因子鏈的形成；保證列車自控系統有效運行以防止不安全物態。

3)以“4·28膠濟鐵路特別重大交通事故”為例，運用該模型分析得出事故直接原因、間接原因、根本原因及事故致因鏈，明確必要安全信息不充分和安全欺騙行為對各組織行為模式的影響。