城市軌道交通運營安全評價的現(xiàn)狀與展望

1、都市快軌交通 · 第 2 7 卷 第 4 期 2 0 1 4 年 8 月r- *? ?快軌論壇 ． ． Id o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 ‘ 6 0 7 3 ． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 0 0 5城 市 軌 道 交 通 運營 安全評價 的現(xiàn)狀 與展望 孟亞東 賈崇強(qiáng) 韓寶明2付燕榮 ( 1 ．天津 職業(yè)技 術(shù)師范大學(xué)汽車與交通學(xué)院 天津 3 0 0 2 2

2、2 ； 2 ． 北 京交通 大學(xué)交通運輸學(xué) 院 北京 1 0 0 0 4 4 )摘 要 安 全評 價在城 市軌 道 交通 運 營安 全 工作 中 占據(jù)重要 地位 ， 圍繞 這 項 工 作 的 3個 關(guān)鍵 點 ( 指 標(biāo) 體 系、評價 理論 與方 法 、 評 價 結(jié) 論 ) ， 回顧 我 國城 市軌 道 交通 運 營安 全評 價研 究 的歷程 ， 分析 指標(biāo) 體 系的發(fā)展 ， 研 究 各種 評價 理論 方 法 的優(yōu) 缺 點 ， 指 出現(xiàn)

3、有研 究在 評 價 結(jié) 論 方面 的不足 。對我 國城 市軌 道 交通 運 營安 全 評價 工 作提 出建議 ， 并 對今后 安全評 價研 究 的發(fā)展進(jìn) 行展 望 。關(guān)鍵 詞 城 市軌 道 交 通 ； 安 全 評 價 ； 指 標(biāo) 體 系； 評 價 理 論 與 方 法 中圖分 類號 U 2 9 8 ； F 5 3 0 ． 6 9文 獻(xiàn)標(biāo)志 碼 A文章 編 號 1 6 7 2 — 6 0 7 3 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0

4、1 7 — 0 4城市軌道交通涉及多種技 術(shù)領(lǐng)域 ， 是 由土 木工程 、軌道車輛 、 機(jī) 電設(shè)備 、 計算 機(jī) 系統(tǒng) 、 通 信信 號 系統(tǒng) 等組 成 的復(fù)雜交通 系統(tǒng) 。我 國城 市軌道交通呈 現(xiàn)高 速發(fā)展 的態(tài)勢 ， 截 至 2 0 1 3年 1 2月 ， 全 國運營 里程 已達(dá) 25 0 0余 k m。城市軌道 交通 大都 建 于地 下 ， 具 有 封 閉性強(qiáng) 、運行速 度高 、 起停 頻繁 、 客流 量大 且來 源復(fù) 雜 、

5、設(shè) 施設(shè) 備科技 含量 高 、 乘 客 自助乘 車 、 應(yīng) 急疏 散 難 度 大 等 特 點 ， 一 旦發(fā)生危 險 ， 不僅 造成 設(shè)備 設(shè)施 的損 壞 ， 而且 會 直接或間接地造成乘客 的傷亡 ， 產(chǎn) 生不 良的社會影 響 。因此 ， 保證安全是城市軌道交通運營企業(yè) 的首要任務(wù) 。安全評價在城市軌道交通運 營工作 中 占據(jù)重要 的 地位 。目前 ， 香港地鐵每年都對 運 營 系統(tǒng) 進(jìn) 行 綜合現(xiàn) 狀評 價 ， 從中找 出薄弱 環(huán)節(jié)

6、加 以改進(jìn) 和控 制 ； 北京 、 上 海 、 廣州 、 天津等城市 的地鐵公 司每年或隔年開展一次 收稿 日期 作者簡介 基金項 目2 0 1 3 。 0 9 。 2 6修回 日期 ： 2 0 1 3— 1 2— 2 4孟亞東 ， 男 ， 博 士 ， 高級 工程 師 ， 從事光機(jī) 電一體化 及城市 軌 道交通運營安全 的研 究， 7 1 5 7 7 5 0 6 8 @q q ． c o m天津市高等學(xué)校 科技發(fā)展 基金計 劃項 目(

7、2 0 12 0 4 2 6 )安全評價工作。筆者主要研究已經(jīng)交付使用的城市軌道交通 的運 營安全 問題 ， 即安全 現(xiàn)狀 綜合 評價 和專項 安全評 價 ， 按 照指標(biāo) 體系 、 評價理論 與方法 、 評價結(jié)論 3個關(guān)鍵 點進(jìn)行 研究 。這 3個方 面的質(zhì)量決 定著安全 評 價的質(zhì)量 ， 直接影響安全評 價的效果 。1指標(biāo)體系 安全評價 指標(biāo) 體 系 的 建立 是 安全 評 價 的首 要 工 作 ， 是安全評價 實施 的基 礎(chǔ)。 以下

8、 從運 營安全 的影 響 因素 、 指標(biāo)體 系的研 究歷程 以及 國家標(biāo)準(zhǔn)《 地鐵運 營安 全評價標(biāo)準(zhǔn)》 3個方面進(jìn)行論述 。1 ． 1運營安全 的影響 因素 一 般來講 ， 影 響城 市軌道 交通 運營安 全 的 因素構(gòu) 成 了安全評價 的指標(biāo) 體 系 ， 包括 復(fù)雜機(jī) 電 自動化設(shè) 備 系統(tǒng) 、 通信信號 系統(tǒng) 、 計算 機(jī)系統(tǒng) 、 運 營管理 人員 的協(xié) 調(diào)組織 、 大流量客流 ， 另外還涉及社 會的安全 現(xiàn)狀與各 種大型活動 的

9、舉 辦等 。因而 ， 針 對城 市軌 道交通 運 營 安全 的問題 ， 如 果 只單 獨研 究城 市軌 道交 通系統(tǒng) 的某 部門或 者某個 子系統(tǒng) ， 就不能 完整 、 真實地反 映城市 軌 道交通 系統(tǒng)運 營安全 的狀態(tài) 。同濟(jì)大學(xué)的學(xué)者較早地將 城市軌道交通 運營安 全 作為一個系統(tǒng)問題進(jìn)行研究 ， 趙惠祥 、 劉 天順 等首次 提 出城市軌道交通 系統(tǒng)是 一個 牽涉 到多種 技術(shù) 領(lǐng)域 ， 由多種設(shè)備 、 多種 硬軟件 、 多種

10、設(shè)施 組成 的復(fù) 雜系統(tǒng) ， 從 系統(tǒng)工程角 度探 索 了城市 軌 道交 通 的安全 問題 _ J。通常 ， 將 可能影響城市軌道交通 的安全 因素綜合 考慮 ，采用系統(tǒng) 的觀點 、 普遍聯(lián)系的觀點進(jìn)行 分析研究 ， 進(jìn) 而 建立城市軌道交通運營安全評價指標(biāo)體系。1 ． 2 指標(biāo)體 系的研究歷程 關(guān) 于 安 全 評 價 指標(biāo) 體 系 的研 究 ， 最 普 遍 的是 從 “ 人一 機(jī)一 環(huán)一 管 ” 4個方 面 出發(fā) 來建 立安全 評 價

11、指標(biāo) 體 U R B A NR A P I DR A I LT R A N S I T1 7城 市軌道 交通運 營安全評價 的現(xiàn) 狀與展望 進(jìn)方法 【 1 4 j 。F M E A是一 種 事前 預(yù) 防 的可靠 性分 析 和 安全評估技術(shù) ， 用 簡單計 算 綜合 評價 總值來 確 定風(fēng) 險 等級 ， 其運營安全評價指標(biāo)體系仍然 以“ 人一 機(jī)一 環(huán)一 管”4個方 面為基礎(chǔ)建立 ， 但采用模糊綜合評判 和序關(guān) 系分 析法替代簡單計算綜合

12、評價總值 2 ． 4B P神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)方法 張正貴建立基 于 B P神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò) 的地鐵 運營 安全 網(wǎng) 絡(luò)模型 l 1。B P神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)根據(jù)輸 入特征指標(biāo) 參數(shù) 自動 建立動態(tài)模型 ， 對于評價系統(tǒng)具 有很好 的跟蹤能 力 ， 可 以有效克服傳統(tǒng)分析方法在指標(biāo) 權(quán)重確定 過程 中所 受 到的個體知識結(jié)構(gòu) 、 評 判水 平和個 人 偏好 等眾 多 因素 的影響 ， 使可靠性評價模式更為合理 。但 B P神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò) 不但需要大量 的樣 本 ，

13、 在訓(xùn) 練時 也需 要考 慮輸 入 的各 個樣本的安全度 ， 所 以該方法需要進(jìn)一步應(yīng)用研究 。2 ． 5 模糊 貝葉斯 網(wǎng)絡(luò) 為 了量化地鐵運營安全風(fēng) 險并 識別相關(guān) 風(fēng)險 的關(guān) 鍵事件 ， 陸瑩等從 組 織 、 人 因錯誤 的角度 出發(fā) ， 利用 貝葉斯 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 了事 故 的致 因關(guān) 系。同時 ， 基于 模糊 集 理論 ， 利用模糊語義及積分值法 ， 量化基本事 件 的條 件 概率 。由于組織 、 人 因錯誤概率 的模 糊性 和不

14、確定 性 ，使傳統(tǒng)的 貝葉斯 網(wǎng)絡(luò)方法無法獲 得先驗概 率及條件 概 率 ， 所 以引入模糊集理論 ， 從宏觀 的角度分別 給 出模 糊 概率值 的語言描述 ， 并用語言變 量表示 ， 使專 家 的評 判 更直觀 _ J。該研究改進(jìn) 了貝葉斯 網(wǎng)絡(luò)方法 ， 又結(jié) 合了 模糊集理論 ， 但 同樣帶來應(yīng)用難度加大 的問題 。2 ． 6 多級可拓 法 潘科等建立以可拓法為核心 的地鐵運 營安全的多級 可拓評價模型 j 。該模型以體系中的一級指

15、標(biāo)和二級指 標(biāo)作為評價的出發(fā)點 ， 對地鐵運營安全 的各個子系統(tǒng)進(jìn)行 系統(tǒng)的分析， 計算這些子系統(tǒng)與各風(fēng)險等級 的關(guān)聯(lián)度 ， 確 定地鐵運營系統(tǒng) 的總體風(fēng) 險水平 。該方法應(yīng)用簡便 ， 但 在解決評價具有 的模糊性問題上還有待進(jìn)一步提高 。2 ． 7 事 故理論 法 代寶乾等考慮到城 市軌道交通各個系統(tǒng)的可靠性 、運營過程 的安全性 以及處理事故和故 障的復(fù)雜性 ， 從事 故的角度著手 ， 根據(jù)歷 史事故 案例 ， 在分 析我 國其 他

16、行 業(yè)事故分 類 的基礎(chǔ) 上 ， 確定 城 市軌 道交 通事 故分 類標(biāo) 準(zhǔn) ， 即重大事故 、 大事故 、 險眭事故和一般事故 ； 將不 同事 故分類情況及專家判斷評分 ， 按事故 的大小換算成可 以 計算的尺度 ； 根據(jù)事故種類不 同， 計 算 出事故折算 因子 ；根據(jù)風(fēng)險理論 的評價方法 ， 建立了地鐵風(fēng)險評價模 型； 對 地鐵的危險J 生 進(jìn)行量化定級 ， 并通過具體實例進(jìn)行綜合分 析評價l J。該方法簡單便捷， 但是整個評價過

17、程依賴于 風(fēng)險評價模型中事故等級和事故折算因子 的確定 ， 而這些 又需要全面完善的安全事件歷史數(shù)據(jù)庫作為支撐。2 ． 8 其他方法 除以上 評價方 法外 ， 目前還 有學(xué) 者運用 其他 方法 對城 市軌道 交通 運 營安全評 價 進(jìn)行研 究 。例 如 ， 潘科 等引入變權(quán) 理論和 相對差 異 函數(shù) ， 建 立 了地鐵 運營火 災(zāi)風(fēng)險評價 指標(biāo)體 系及 其指標(biāo) 分值 ， 用變權(quán) 方 法對 常 權(quán)重進(jìn)行調(diào)節(jié) l J， 使得 評價 結(jié)果更

18、為客 觀 ， 但該 方法 缺少針對整 個 城市 軌道 交 通運 營 安全 評價 的應(yīng) 用研 究。朱昌峰利用信 息熵分析 和優(yōu) 化城市軌道 交通運 營 安全評價指 標(biāo)體系 ， 建立 了基于數(shù) 據(jù)包絡(luò) 分析 ( D E A)的城市 軌道 交通 運營安 全評 價 的 C 2 R模型 l 。 0： 南于 運營過程中的不確 定 因素較 多 ， 會影 響運 營安 全及運 營的可靠性 ， 故 各決 策單元 的相 對安 全效 率指 數(shù)也在 不斷發(fā)生變化

19、 ， 參 數(shù)選擇 困難 ， 這 使得該方法 的應(yīng)用難 度加大。 肖雪梅等 基于 復(fù)雜 網(wǎng)絡(luò) 和熵理論 ， 構(gòu) 建 了一 個能夠描述 安全要 素耦合作 用關(guān)系 的城市軌 道交通線 網(wǎng)運營安全層次化 網(wǎng)絡(luò)模 型l， 認(rèn) 為運 營安全是 由安 全要素 自底 向上相 互作用 涌 現(xiàn) 出來 的一 種行 為 ， 該研 究 尚處 于 理 論 階段 。3 評價結(jié)論 評價結(jié) 論是整 個安全 評 價工作 的結(jié) 果 ， 又是 安全 工作 的階段 性標(biāo) 志 和

20、指標(biāo) 。當(dāng)前 ， 針 對評 價結(jié)論 的研 究十分匱乏 。公認(rèn) 的打分方法 的最終結(jié)果是 一個分?jǐn)?shù) 值 ， 很難反映系統(tǒng)安全水 平的現(xiàn)狀 ， 現(xiàn)有 的評 價結(jié)論全 是將分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為定性指標(biāo) ， 得 出一個定性 的描述 ?！?地 鐵運營安全評 價標(biāo) 準(zhǔn)》 的評價結(jié)果 具有代表性 ， 下 面簡 要介紹其評 價過程 ?！?地鐵運營安全 評價標(biāo) 準(zhǔn)》 的評價 體系包 括“ 基礎(chǔ) 安全評價” 和“ 事 故風(fēng) 險評 價” 兩部分 【?；?礎(chǔ)安 全 評價

21、是各項 目按 固定權(quán) 重計 算 出加 權(quán)求 和值 ， 并將分 數(shù)與設(shè)定的可接受 、 不可接受 、 可忽 略 3個 分?jǐn)?shù) 區(qū)段進(jìn) 行 比較 ， 得出基礎(chǔ)安全風(fēng)險水平的定性評 價結(jié)果 ； 事 故 風(fēng)險評價主要依據(jù) 年度 事故 發(fā)生 率 ， 按 給定 的折算 兇 子 ， 計算出年度百萬車公 里等效事故率 ， 再 與設(shè)定 的可 接受 、 不 可接受 、 可忽 略 3個分 數(shù) 區(qū)段 進(jìn)行 比較 ， 得 出 事故風(fēng)險水平的定性評價結(jié)果 。 由此可見