基于魚刺圖和事故樹法剖析鄭州地鐵5號線“7.20事件”

張婧姝,胡 琳,趙麗鮮,楊曉玲

（北京聯(lián)合大學(xué),北京 100101）

0 引言

近年來，隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，城市軌道交通成為城市公共交通體系中的重要組成部分，越來越多的居民選擇城市軌道交通作為其主要出行方式。同時，伴隨著全球氣候變化，越來越多的內(nèi)陸地區(qū)受到洪澇災(zāi)害的影響。尤其是在極端惡劣天氣下，暴雨對城市軌道交通的運營帶來了很大影響。鄭州地鐵暴雨事故的發(fā)生帶來了巨大的生命和財產(chǎn)的損失，為人們敲響了警鐘。分析鄭州地鐵暴雨事故產(chǎn)生的主要原因?qū)τ谖磥沓鞘熊壍澜煌ㄔ跇O端天氣下保障地鐵安全運行和人員安全具有重大的現(xiàn)實意義。

該文采用魚刺圖與事故樹相結(jié)合的方法尋找鄭州地鐵5號線“7.20事件”的發(fā)生原因，能夠直觀明了地描述出事故的因果關(guān)系，具有邏輯性強和思維清晰等顯著優(yōu)勢。采用該種方法不僅可以找出導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因，還可以了解基本事件對事故的影響程度[1-2]。

1 鄭州地鐵5號線“7.20事件”魚刺圖分析

導(dǎo)致鄭州地鐵5號線雨水倒灌致使事故發(fā)生的因素較為復(fù)雜，因此先采用魚刺圖對潛在事故發(fā)生的原因進行分析，使復(fù)雜的事故變得系統(tǒng)化、條理化，從而找出導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，制定相對應(yīng)的事故預(yù)防對策。運用系統(tǒng)安全工程理論從人、機、管理、環(huán)境四個方面對鄭州地鐵5號線“7.20事件”進行分析，并編制魚刺圖，如圖1。

圖1 7.20事件魚刺圖分析

從圖1中可以看出發(fā)生鄭州地鐵5號線“7.20事件”的主要原因主要有4點：

（1）極端惡劣天氣特大暴雨對鄭州地鐵造成的影響。

（2）工作人員及乘客缺乏對極端天氣的危險意識且應(yīng)急意識薄弱。

（3）鄭州地鐵的設(shè)備防洪防汛能力差。

（4）應(yīng)急運營調(diào)度能力不足[3]。

歸結(jié)為以下四個方面：

環(huán)境因素：極端暴雨，內(nèi)澇嚴重，河道問題，城市硬化面積增加。

物的因素：擋水墻被沖垮，防洪設(shè)施能力差，排水體系能力不足[4]。

人的因素：判斷失誤，安全意識薄弱，對潛在危險意識不足，人們對災(zāi)害的應(yīng)對能力差。

管理的因素：調(diào)度運營不到位，人員應(yīng)急培訓(xùn)不到位，提前預(yù)防不到位。

2 鄭州地鐵5號線“7.20事件”事故樹分析

鄭州地鐵5號線停運是因為鄭州地鐵5號線五龍口停車場及其周邊區(qū)域發(fā)生嚴重的積水，積水沖垮出入場線墻進入正線區(qū)間，造成鄭州地鐵5號線列車在海灘寺街站和沙口路站隧道列車停運。

鄭州地鐵5號線“7.20事件”造成了極大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。鄭州地鐵“7.20事件”的出現(xiàn)，是由于多層安全網(wǎng)被打破，多方面誘發(fā)因素所引起的。

其中主要因素包括：氣象預(yù)報、防汛決策、地鐵應(yīng)急處置等。

事故發(fā)生的原因與魚刺圖分析的結(jié)論相結(jié)合，編制相應(yīng)的事故樹，如圖2所示。表1中是各基本事件的含

表1 各基本事件的含義

圖2 “7.20事件”事故樹

義[5-6]。

等效事故樹如圖3所示：

圖3 “7.20事件”等效事故樹

2.1 計算事故樹的最小割集

最小割集是指能夠引起頂事件發(fā)生的最少數(shù)量的基本事件[7]。利用布達爾代數(shù)表示式（1），求出鄭州地鐵5號線“7.20事件”發(fā)生的可能途徑。

根據(jù)式（1）計算得出：

得到10個最小割集，分別為：

得出的10個最小割集中的每一個最小割集代表一種可能導(dǎo)致鄭州地鐵5號線“7.20事件”發(fā)生的基本事件組，共有10途徑條可能導(dǎo)致鄭州地鐵5號線“7.20事件”發(fā)生。

2.2 計算事故樹的最小徑集

鄭州地鐵5號線“7.20事件”事故成功樹見圖4所示。

圖4 “7.20事件”成功樹

同理，運用布爾代數(shù)法得到成功樹的4個最小割集，根據(jù)相互對偶關(guān)系，事故樹的4個最小徑集分別為：

根據(jù)上述結(jié)果得出，共有4個最不可能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件集合，只要每一個最小徑集中的基本事件都不發(fā)生，頂事件就不會發(fā)生。

2.3 結(jié)構(gòu)重要度分析

結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹的結(jié)構(gòu)上來分析各個基本事件的重要程度，不考慮各個基本事件的發(fā)生概率（或者假定各個基本事件發(fā)生的概率相同），分析各個基本事件的發(fā)生對頂事件的發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度。基本事件的結(jié)構(gòu)重要程度越大，則對頂事件的影響程度就越大。

結(jié)構(gòu)重要度公式如下：

式中，Iφ(i)——第i個基本事件的結(jié)構(gòu)重要度；k——最小割集的總集；nj——第i個基本事件所在的第j個最小割集中的基本事件總數(shù)，j=1,2,3,...,k。

根據(jù)式（2）計算各個基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。

根據(jù)上述計算，結(jié)構(gòu)重要度從大到小的排序為：

通過以上分析可以看出：各部門溝通協(xié)調(diào)能力差為最重要的因素；其次是極端天氣頻發(fā)、城市硬化面積增加、防汛設(shè)備不足、防汛設(shè)備使用不正確、防汛設(shè)備性能差、防汛設(shè)備故障；再者是河行洪斷面縮小、部分河段堵塞、風(fēng)險預(yù)判能力差、安全意識薄弱、人員應(yīng)急培訓(xùn)不到位。

3 鄭州地鐵5號線“7.20事件”預(yù)防措施

根據(jù)事故樹分析結(jié)果可知，該事故共有10個割集、4個徑集，即導(dǎo)致頂事件發(fā)生的有10種可能性，因此可以從以下幾個方面采取措施進行事故的預(yù)防：

（1）提高城市整體的防災(zāi)減災(zāi)的能力。提高地鐵、車站等公共設(shè)施的防洪能力。將城市軌道交通中的站點與周邊區(qū)域、建筑物、停車場等相結(jié)合建立“海綿地鐵”。嚴格管控非法侵占河道的行為，保障河道排水能力，強化城市安全工程建設(shè)。

（2）增強有關(guān)災(zāi)難預(yù)防措施的宣傳和教育，加強人們對風(fēng)險的預(yù)判能力，加強對潛在危險的重視度，增強全社會風(fēng)險意識和自救能力。

（3）開展應(yīng)急管理體制改革，開展應(yīng)急預(yù)案評估，完善健全責(zé)任制度和聯(lián)動機制，出臺更加詳細的應(yīng)急預(yù)案、協(xié)調(diào)處理方案和調(diào)度方案。有關(guān)部門要提高領(lǐng)導(dǎo)人員的風(fēng)險意識和應(yīng)急處理能力。

（4）完善和加強城市軌道交通防洪防汛設(shè)備配備。在應(yīng)對突發(fā)洪澇災(zāi)害的情況下，能夠及時預(yù)防，提升城市軌道交通防災(zāi)減災(zāi)的能力。

（5）增強對地鐵工作人員等有關(guān)交通部門有關(guān)突發(fā)事件、應(yīng)急處理方面的培訓(xùn)。在面對突發(fā)情況下，能夠有效地進行溝通協(xié)調(diào)。在災(zāi)害發(fā)生前開展綜合研討和社會動員等，在災(zāi)害發(fā)生時合理進行指揮調(diào)度。

鄭州地鐵“7.20事件”是一次重大人員傷亡責(zé)任事件。事件中暴露出了應(yīng)對措施不到位、應(yīng)急響應(yīng)滯后、應(yīng)急處置不到位等諸多問題。在面對突發(fā)災(zāi)情的情況下，如果能夠從該事件中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，完善應(yīng)急措施預(yù)案等措施就能夠有效地預(yù)測和防止重大事故的再次發(fā)生。例如各個部門之間聯(lián)絡(luò)溝通及時，相互協(xié)調(diào)，做好相關(guān)的預(yù)案，工作人員做好應(yīng)對緊急事件的技能培訓(xùn)，提高硬件設(shè)施的條件等可以在預(yù)測出可能發(fā)生的危險后能夠有效地采取措施，就可以達到控制事故發(fā)生情況、減小事故發(fā)生的概率、最大限度減小事故帶來的人員及財產(chǎn)的損失。

4 結(jié)語

特大暴雨等極端天氣的發(fā)生關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟安全、社會安全以及人民的生命財產(chǎn)安全等諸多方面。因此，各部門應(yīng)為有效應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害完善應(yīng)急機制的建設(shè)和應(yīng)急預(yù)案的制定，保障人民的生命安全與財產(chǎn)安全，將災(zāi)害帶來的嚴重后果降低到最小，保障人民出行安全，降低風(fēng)險。

導(dǎo)致鄭州地鐵5號線“7.20事件”發(fā)生的原因涉及多個方面。該文運用事故樹和魚刺圖分析法，分別從人、機、環(huán)境、管理四個方面對導(dǎo)致事故的影響因素進行分析。分析得出該事故樹有10個最小割集，4個最小徑集，同時對12個基本事件的結(jié)構(gòu)重要度進行了計算以及排序，最后根據(jù)基本事件結(jié)構(gòu)重要度的排序情況總結(jié)得到導(dǎo)致發(fā)生鄭州地鐵5號線“7.20事件”的最重要的因素。最后，根據(jù)以上事故樹和魚刺圖的分析結(jié)果，制定出相應(yīng)的解決措施，這些方法可以為日后地鐵應(yīng)對緊急自然災(zāi)害提供參考。