铁路运输安全风险评估方法研究

彭宇拓，刘德新

（1.铁道部党校 科研处，北京 100088；2.沈阳铁路局 苏家屯车辆段，辽宁 沈阳 110101）

铁路运输安全涉及车、机、工、电、辆等各相关铁路单位，同时与社会公众及自然环境等领域相关，有许多难以控制的因素，其生产的特殊性和复杂性使铁路运输企业面临着一系列安全生产风险，也导致铁路运输安全风险呈现动态性、模糊性、随机性等特性。目前，用于铁路运输安全风险评估的方法可以分为定性和定量两大类。由于量化风险值所需的风险频率和危害严重程度等统计数据的搜集与分析工作尚不完善，同时影响铁路运输安全风险评估的指标相当多，站段等基层生产单位的风险评估量化工作较为困难，因此主要采用定性的评估方法。由于定性的评估方法受到人为的经验和主观偏好等因素影响，其评估的结果准确率比较低，不利于风险的分级管理和控制措施的实施。

1 铁路运输安全风险的量化评估

1.1 风险评估的基本公式

所谓安全风险管理，是指为了降低风险可能导致的事故，减少事故造成的损失所进行的风险识别、危险源分析、隐患判别、风险评价，制定并实施相应风险对策与措施的全过程[1]。风险 R 具有概率和后果的二重性，可以用损失程度 c 和发生概率 p的函数来表示：

1.2 风险与风险点及其识别

风险是指系统中客观存在且具有潜在能量和物质释放危险，在一定的触发因素作用下可以转化为隐患、事故的根源或状态。风险点是指能够引发风险转化为事故的人、设备、环境等因子，与具体岗位、工种、设备、业务流程相关，是可以识别、消除或隔离，以避免、防护和控制的具体风险单元。落实和推行安全风险管理，在基层生产站段或车间以风险点作为风险管理单元。例如，车辆段的车辆脱轨风险与风险点包括货车转8A 型转向架检修、检查质量不高；轮对组装质量不达标，导致车轮与车轴发生相对位移；辐板孔轮对裂纹漏探导致崩轮；轮径差超限的轮对装车使用；列检对车辆走行部关键部位检查不到位等。

风险评判前先进行风险识别确定评估对象，包括对系统特性分析、脆弱点分析、威胁分析等，以及对系统已采取的或计划采取的控制措施进行分析，确定其有效性[2]。

1.3 风险评判指标体系

目前，世界上有关铁路运输系统安全管理的规范大多以欧盟的标准为主，如 EN50126，其风险评估采用安全风险矩阵管理方法，其中有2项主要因素：危险的可能性或发生的频率和危害造成后果的严重程度。在此，结合铁路现场情况，用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)和模糊数学评价方法量化概率 p 和损失后果 c，进行风险评估。

依据科学性、系统性和可操作性原则，利用事故树分析法和人—机—环境分析法解析影响铁路运输风险发生概率的因子，包括人员素质、生产设备、生产环境和安全管理等。预估风险导致的事故后果涵盖人员伤害、设备财产损失、职业相关病症、环境影响和导致铁路交通事故等级等方面[3]。风险和风险点的评估指标体系如图1所示。

1.3.1 人员素质

人员素质影响风险管理的因素有以下方面。

（1）学历。学历水平及评估分值：高中以下(2分)，高中、中专、职高、技校等(4分)，大专(6分)，大学本科及同等学历(8分)，硕士、博士(10分)。

（2）工龄。工龄年限及评估分值：0～0.5年(2分)，0.6～2年(4分)，3～5年(6分)，6～10年(8分)，11年以上(10分)。

（3）职业技能级别。职业技能级别及评估分值：初级技工(2分)，中级技工(4分)，高级技工(6分)，技师(8分)，高级技师(10分)。

（4）培训时间。平均培训课时及评估分值：0～3课时(2分)，4～10课时(4分)，11～20(6分)，21～40课时(8分)，41课时以上(10分)。

（5）身心状态。身心状态由职工本人和班组长共同填写，评估分值：极差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

1.3.2 生产设备

生产设备的技术状态采用完好状态、综合精度和养护维修状态等指标反映其可靠程度。其中，生产设备完好状态的评估标准分为设备运转、设备能耗和安全防护3个方面[4]。

图1 风险 / 风险点评估指标体系

（1）生产设备完好状态及评估分值：极差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

（2）设备综合精度指数 T 的计算公式为：

式中：Tp为设备精度的检查实测值；Ts为规定的允许误差值；n 为测定的项数。

精度指数 T 及评估分值：T＞3为极差(2分)，3≥T＞2为不太好(4分)，2≥T＞1为一般(6分)，1≥T＞0.5为好(8分)，T≤0.5为非常好(10分)。

（3）生产设备的养护维修状态及评估分值：完全失修(2分)，即将大修(4分)，即将中修(6分)，即将小修(8分)，刚检修完毕(10分)。

1.3.3 生产环境

（1）工作环境。包括所在场区产生的尘埃、噪声，以及易燃、易爆物和有毒、有害物质的防控等方面，评估分值：极差(2分)，不太好(4分)，一般(6分)，好(8分)，非常好(10分)。

（2）气象环境。气象环境依据天气的发展态势和危害程度，可以分为无影响、一般、较重、严重、特别严重等。气象环境评估分值：特别严重为红色(2分)，严重为橙色(4分)，较重为黄色(6分)，一般为蓝色(8分)，无影响为白色(10分)。

（3）人员暴露的频繁度。该指标体现了危险工作环境对职工日常工作的影响程度。人员暴露的频繁程度及分值：全工作时间暴露(2分)，半数工作时间暴露(4分)，1小时左右暴露(6分)，偶尔几次暴露(8分)，基本不暴露(10分)。

1.3.4 安全管理

安全管理的风险评估影响因子有风险监管体系、安全风险教育培训、安全风险投入和事故应急处置。在站 / 段安全委员会的领导下，由车间主任组织有关安全、技术专业人员和班组长对安全管理的4项指标进行讨论评分，评分结果上报站/段安全委员会审核通过，分数值越高则指标值越优。

1.3.5 事故后果预估

事故后果预估分为人员伤害、设备财产损失、职业相关病症和环境影响等方面，结合国际通行的MES 法则和铁路基层站段规章制度的要求，进行事故后果预估。根据事故后果预估值并结合系统特性分析和风险分析结果，按严重程度取最大值定为事故后果等级。

（1）事故一级后果。评估分值：10分，其中有多人死亡，财产损失超过500万元，无职业相关病症，有重大环境影响的不可控排放，导致发生铁路特别重大事故、重大事故或一般A类事故。

（2）事故二级后果。评估分值：8分，造成1人死亡，财产损失100万～500万元，多人患职业病，有中等环境影响的不可控排放，导致发生铁路一般 B 类事故。

（3）事故三级后果。评估分值：6分，造成人员永久失能，财产损失10万～100万元，1人患职业病，有较轻环境影响的不可控排放，导致发生铁路一般 C 类事故。

（4）事故四级后果。评估分值：4分，人员伤害仅需治疗，财产损失3万～10万元，有职业性多发病，有局部环境影响的可控排放，导致发生铁路一般 D 类事故。

（5）事故五级后果。评估分值：2分，人员轻微伤害，财产损失不足3万元，无环境影响。

在采取有效风险控制措施后，经过站/段安全科调研和讨论后，可以调整该预估等级，但一般不应超过一个级次，并上报站 / 段安全委员会。若调整超过一个级次时，必须经站 / 段安全委员会讨论。

2 案例分析

某车辆段初期研判，共确定4个等级、5项、30类风险点。运用层次分析法和模糊数学理论，选取该段车轮车间轮对组装班组车轴探伤岗位的冷切轴和人身伤害风险进行量化评估。利用计算机系统辅助安全风险管理工作，以减轻铁路现场风险管理的工作强度[5]。

2.1 评价指标权重的确定

采用层次分析法确定评价指标的权重。由于铁路安全风险评判指标体系中的许多指标之间没有关联性或关联性很小，因此可以采用专家打分法确定指标之间的相对权重，并且对每2个指标的相对权重分别进行确定以使权重更切合实际。

构造准则层的判断矩阵，如表1所示。

表1 准则层判断矩阵

准则层判断矩阵的一致性指标 CI =(λ - n)/(n -1)=0.0036，则 CR = CI / RI =0.004＜0.1，符合一致性检验。

铁路安全风险评判指标体系准则层的权重值分别为：人员素质(0.21)，生产设备(0.47)，生产环境(0.09)，安全管理(0.23)。依次采用 AHP 方法计算得到满足一致性检验的各级指标权重值如下。

（1）人员素质指标权重。文化水平(0.08)，工种工龄(0.13)，职业技能(0.25)，受训时间(0.21)，身心状态(0.33)，CR 检验值(0.0015)。

（2）生产设备指标权重。完好状态(0.6)，综合精度(0.1)，养护维修状态(0.3)，CR 检验值(0.051)。

（3）生产环境指标权重。工作环境(0.24)，气象环境(0.20)，暴露度(0.56)，CR 检验值(0.001)。

（4）安全管理指标权重。风险监管体系(0.14)，风险教育培训(0.23)，安全风险投入(0.39)，事故应急处置(0.24)，CR 检验值(0.006)。

2.2 风险评估计算

某车辆段车轮车间的相关风险数据如表 2 所示。

由于车辆冷切轴风险发生在车辆运行中，而人身伤害则与相关人员和所在生产环境有关，因此两者的相关人员、设备和风险影响都不尽相同。

采用模糊综合评价方法，按照 R = PC 进行计算，冷切轴风险评估值为26.6，人身伤害风险评估值为21.4，均大于20。计算结果显示，这2个风险点都属于高风险，基本符合现场情况，说明该风险评估方法具有可行性和实用性。

3 基于风险评估的安全风险管理

3.1 风险分级管理

依据风险评估结果对风险和风险点实行分级管理，不同的风险等级代表不同的管理者需投入的关注程度和采取的风险控制措施。

（1）特高风险。风险评估值40分及以上为特高风险，必须立即上报上级部门，段安全委员会马上组织风险分析研判，依据研判结果采取停产、停工、疏散、撤离等措施。

（2）高风险。风险评估值在20～39分为高风险，由站 / 段长负责，需要立即采取控制措施，重点监控和检查，站 / 段安全委员会定期组织风险分析研判。

（3）中等风险。风险评估值在10～19分为中等风险，由主管副站 / 段长和安全副站 / 段长负责，需要采取措施进行纠正，加强监控和检查，站 / 段安全委员会根据实际组织风险剖析。

表2 某车辆段车轮车间车轴探伤岗的冷切轴和人身伤害风险点数据表

（4）低风险。风险评估值在5～9分为低风险，由车间主任负责，需要进行关注，站 / 段安全、技术等专业科室加强检查和指导。

（5）可接受风险。风险评估值在0～4分为可接受风险，应加强日常性车间检查。

3.2 动态安全风险报警

基于风险评估指标体系和计算方法，根据车间对每个班组提供风险信息的统计，实时更新风险研判指标数据库，利用计算机监控安全风险最新发展状况，实现站 / 段统一管理的动态安全风险报警显示信息。所属提高量区及报警显示分别为：0或负区间(绿灯)，0～3(黄灯)，4～5(一红灯一黄灯)，6～10(红灯)，11～15(两红灯)，16以上(三红灯)。

4 结束语

基于层次分析法和模糊数学理论，构建铁路运输安全风险评估指标体系，选取某车辆段车轴探伤岗位的冷切轴和人身伤害风险进行量化评估，计算结果符合现场情况，较好地解决了评估中不易量化和主观性等问题，有效提高铁路运输安全风险评估的科学性和准确性，减轻现场安全风险管理的工作强度。使用该风险量化评估方法，有利于实现铁路安全风险分级管理，提供动态实时安全风险报警，实现铁路站/段的数字化安全风险监控。

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[1]罗 云. 风险分析与安全评价[M]. 北京：化学工业出版社，2009.

[2]何学秋. 安全工程学[M]. 北京：中国矿业大学出版社，2000.

[3]吴文传，宁辽逸，张伯明，等. 一种考虑二次设备模型的在线静态运行风险评估方法[J]. 电力系统自动化，2008(7)：1-5.

[4]袁永强. 设备技术状态综合评价方法的探讨[J]. 科技信息，2010(3)：360-364.

[5]聂晓伟，张玉清，杨鼎才. 一种基于 AHP 和模糊理论的风险评估方法[J]. 北京电子科技学院学报，2005(6)：44-49.