鐵路沿線外部環境安全風險識別與評估

張 輝

（中鐵十一局集團第三工程有限公司，湖北 十堰 442000）

從內部和外部協同發展層面分析，加強內外風險控制，是鐵路行業發展的關鍵。2016年起，國鐵集團將“外部安全”及“環境風險防控”列為重點工作項目，要求所有鐵路單位提高“外部安全”的意識、能力，加強對“外部安全”的管控[1]。自2019年以來，國家重點對高鐵、旅客列車沿線周邊環境安全進行治理，全年共排查隱患13000 余條，向地方政府、企業發出函件500 余件，下發問題整改通知600余件，為保障鐵路交通安全做出重要貢獻。識別和評價鐵路外部環境安全風險，既符合安委會辦的政策導向，也是鐵路運輸企業保持自身良好、健康、可持續發展的必然要求[2]。由于目前缺乏一套行之有效的方法來識別和評估鐵路外部環境的危險，因此鐵路外部環境的安全管理還存在難題。

因此，根據有關的安全風險理論，充分利用與外部環境和安全管理有關的數據，了解風險事件的演變趨勢，分析治理環節中的疏漏，有助于鐵路部門更好地把握治理工作的重點，并有針對性地進行治理[3]。為落實這項工作，各企業應結合行業特點，建立一套科學的安全風險識別流程和方法，動態評價并控制隱患風險，預防重大事故發生。采用這種方式，提高環境整治的效率，保障鐵路運輸安全。

1 鐵路沿線外部環境安全風險識別

對鐵路沿線風險的識別和評估是鐵路運營管理單位實施風險管理的先決條件，也是鐵路“雙防范”的基本要求。國家安委會辦公室在開展多次會議后，提出雙重預防機制，要求企業實現對自身風險自主辨識和管控、對隱患自主排查和治理，將安全關口前移，提前防范事故發生。為了識別沿線風險，設計鐵路沿線安全風險區段識別方法，如圖1所示。

圖1 鐵路沿線安全風險區段識別方法

從圖1 可以看出，安全風險識別的第一個步驟為風險值折算，采用當量法精準地識別高風險區段與對應的安全風險因素，對區段中的安全風險因素進行量化，明確由于安全風險造成的事故可能導致后果的嚴重程度，在考慮事故發生頻率、數量、人員傷亡總數、事故發生后人員死亡數量的基礎上，參照折算權重的計算方式，進行外部環境安全風險值折算，如公式（1）所示。

式中：transAccidents為安全風險值的折算值；K1為Death的權重值；Death為安全風險所造成事故的死亡人數；K2為Ingured的權重值；Ingured為風險所造成事故的傷亡人數；Accidents為安全風險所造成事故的數量。在排除外界因素影響的條件下，K1取值在1.5～2.0，K2取值在1.2～1.5，安全風險所造成的事故越嚴重，對應的權重取值越高[4]。

在上述內容的基礎上，應確定樣本的基本取樣長度。對安全風險區段劃分及其安全風險因素的識別前，需要按照一定的標準對整個鐵路線路進行切分，以便于在標準長度范圍內，收集風險折算值的數值，即明確單位采樣長度[5]。同時，選取樣點時要根據鐵路形式道路的性質、安全風險因素的影響范圍以及風險所引起事故對應的發生位置等，劃分鐵路高風險區段。

在該基礎上，進入安全風險識別的第三個步驟，采用固定、動態步長推進方法，進行對應區段風險分析，其中固定、動態步長推進方法如圖2、圖3所示。

圖2 固定步長推進方法

圖3 動態步長推進方法

后者是以前者為基礎，對安全風險的發生點所處里程進行匯總，并按照由小到大的順序進行排列，將所選擇的單位采樣長度作為區段窗口長度，根據一系列事故點的樁號差值，繼續對窗口進行推進，直到窗口達到終點。與前者相比，動態推進方法可以更好地體現安全風險發生點所在位置的隨機性[6]。該過程可以用公式（2）計算。

式中：Si+1為動態推進后的風險識別區段；si為初始化風險識別區段；λi為后推進的步長變化值。

公式（2）中λi的計算如公式（3）所示。

式中：Zi為安全風險發生點對應的樁號。Zi-1為Zi相鄰樁號。

在上述內容的基礎上，采集區段歷史運營數據，將整條線路劃分為若干個區段，明確不同區段發生安全事故的次數或由于安全風險誘發事故從而產生的損失，統計安全風險發生的累計頻次，在進行鐵路沿線全線安全風險累計頻次統計過程中，參照累計頻次曲線法，對劃分后對應區段可能出現高風險因素進行提取，同時，根據區段等分結果，計算區段的風險值。將風險發生后的累計頻率作為橫坐標，將安全風險誘發的事故發生概率作為縱坐標，即可生成安全事故累計頻率曲線。得到曲線后，可以采用對曲線進行擬合的方式，得到一個高次、多項式，根據對應的置信水平，確定安全風險因素、安全事故發生的辨識標準。此外，也可以采用累計求導的方式，得到曲線的突變點，將突變點作為安全風險事故多發地段或將此點對應的事故發生概率作為事故發生臨界值。統計方式如圖4所示。

圖4 鐵路沿線全線安全風險累計頻次統計

在此基礎上，將識別的存在安全風險的區段沿線線路的兩端，進行雙向延伸，直到安全風險密度達到一個極小值，通過此種方式，即可識別安全風險高密度區間。統計該區間內已發生或潛在的可能誘發安全事故的因素，將其作為安全風險因素[7]。至此，實現對外部環境中安全風險的精準識別。

2 鐵路沿線外部環境安全風險評估

2.1 建立隱患風險評價指標體系

基于上文對鐵路沿線外部環境安全風險的認識，結合鐵路沿線外部環境安全管理體系中的隱患檔案，利用存儲的字段，設置通用隱患風險評價指標體系，見表1。

表1 隱患風險評價指標體系

結合表中的內容，對體系中的各項指標進行量化處理。距離指標U11是指隱患位置與線路中心之間的距離，該指標為逆向指標。通常情況下，距離越遠，則風險越小；距離越近，風險越大。對U12指標來說，主要是指安全隱患靠近線路區段的地段情況，地段可劃分為路堤、路塹和橋梁等。其中，橋梁地段較為特殊，附近存在安全隱患的風險更大，一旦發生事故，造成的后果更嚴重。道口、涵洞的周圍容易受到人員、車輛等影響，秩序容易受到干擾，風險程度次之。綜上所述，結合不同地段特點，得到不同地段的評價標準，見表2。

表2 不同地段評價標準表

在隱患自身信息指標中，隱患特征屬性U21是指隱患自身存在的特征屬性，通常可以按照隱患所屬類別確定相應指標。隱患等級指標U22可根據相關規定，將其劃分為4 個等級，不同等級下的評價標準見表3。

表3 隱患等級指標U22 評價標準表

違法違規、責任追究中，違法情況U31的評價標準見表4。

表4 違法情況評價標準表

責任所屬情況U32是指隱患責任所屬的單位。由于列車運行中的人為因素或由于列車運行中的人為因素而引起的外部環境問題，鐵路部門應對此負責，及時進行整改，不會造成太大的危害。如果是由鐵路以外的單位、組織或個人造成的隱患，那么就需要路外單位對其負責，并配合其進行整改，以相關單位和個人的配合整改力度為依據，來確定評價標準。

責任追究情況U33是指隱患信息是否有明確的責任人姓名及相應聯系方式。由于多種原因，線路巡檢人員可能無法找到聯系人及聯系方式，也有可能是對方不愿意透露姓名及聯系方式等，導致難以通知責任人進行整改，填寫相關人員姓名、聯系方式、地址等信息，對其進行評估。

銷號情況U41是指隱患是否銷號，若銷號則評分記為0，若未銷號則評分記為1。超時情況U42按照安全隱患處理時限，判定安全隱患是否逾期不銷號。超過1 個月時間的隱患，對隱患進行治理的難度比較大，其中所牽扯到的利益很難協調，存在地方人民政府或者產權人對其進行多次協調無果、拒不整改的情況，或整改資金沒有到位，造成了長時間無法銷號，這時風險比較大。逾期不到一個月的隱患，可能是因為管理效率不高，氣候條件不適合，風險其次。

2.2 評估線路區段風險

建立隱患風險評價指標體系并明確各指標評分標準后，對線路區段的風險進行評估。將外部環境安全隱患歸納為線路受到環境隱患危害。鐵路外部環境中的風險事件網絡呈現的小世界特征，使鐵路部門必須在最短時間內對風險事件進行控制，以最大限度地減少對其造成的沖擊。該項目在線路區段風險評估指標中引入增加線路恢復難度指標，該指標在某種程度上反映了風險的控制難度，并對線路封鎖、列車延誤和人員傷亡等事件產生的影響進行研究。對鐵路沿線區段的風險評價包括環境危害度和線路脆弱度2 個方面。結合當量事故法，對鐵路沿線外部環境安全當量化風險進行計算，如公式（4）所示。

式中：QR為鐵路沿線外部環境安全當量化風險；K1～K4為指標權重；V1為環境隱患危害度；V2為環境氣候危害度；V3為線路抗干擾能力；V4為線路恢復難度。

利用該方法進行風險評估，一方面可以考慮環境氣候的動態變化，另一方面能夠體現線路區段的差異性，得到的評估結果更客觀。可結合計算機技術對上述線路區段風險進行智能化評估。引入動態步長法，將評估窗口的長度設置為1km，以第一個隱患或危險事件所處的整數里程為起點，每個窗口向后移動的距離就是相鄰隱患或危險事件之間的距離。每個視窗移動一次，就會計算視窗中的危險等效數值，當視窗移動到目的地時，就會計算不同危險等效數值下的視窗個數，并進行累積。在此基礎上，利用累積頻譜曲線方法，以累積頻譜曲線拐點處的危險性作為高風險區的判別依據。篩選與判別條件相等的斷面，并對有交叉點的斷面進行合并。最后，根據所篩查的高危區域，利用二元滑動型區間方法，將其擴展到2 個區域，并最終將交叉點合并。

3 結語

“風箏線掛靠接觸網”、“燒荒”逼停火車等外在環境風險事件仍屢見不鮮，“沿線雜物堆積”、“橋下停車”等危險行為時有發生，治理效果難以得到保證。可以看出，我國的鐵路運營環境安全管理仍然存在一些問題，部分管理環節仍然存在漏洞，影響環境安全管理。此外，放風箏、翻越護欄和施工作業等不安全行為，具有短時性、不易被發現的特性，再加上鐵路部門的日常巡視工作以徒步為主，在人力、時間方面都受到限制，巡視效率低。如果可以提前對這類外部環境風險所在的區域進行識別并評估，對危險源進行定位，加大對高風險區域危險源的巡檢密度，將會極大地提升巡檢效率，降低監管難度。該文進行研究，希望可以在真正意義上為鐵路行業的安全運營管理提供技術層面的指導。