地铁既有线路运营风险量化分级方法研究

地铁既有线路运营风险量化分级方法研究

李明明

哈尔滨地铁集团有限公司运营分公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：为评估地铁安全运营水平，为地铁运营管理部门提供线路长期运营以来的安全风险变化趋势，基于地铁运营的安全性和可靠性角度出发，建立地铁既有线路的定量风险评估指标体系。根据风险理论，构建地铁既有线路运营风险量化分级模型。以某条地铁既有线路为例，对其运营风险进行量化评估分级。结果表明，应用该方法所得到的该线路的风险与线路实际安全现状相符。运营企业可据此制定相应的安全管理目标和策略，重点加强对乘客的宣传教育和车辆系统、通信系统等设备设施的检修维护工作。

关键词：地铁既有线路；定量风险评估；指标体系；量化分级

我国城市轨道交通快速发展，地铁已成为大城市居民出行的主要交通工具。地铁承载城市的大量出行客流，一旦发生运营事故，将对人们的出行和安全造成严重影响。因此，为保障地铁的安全运营，对地铁工程运营情况开展安全评价已经贯穿到地铁试运营前、验收乃至现状评估过程中。由于我国一些主要城市的地铁运营管理体系和国际上一些城市的地铁运营管理方法、管理理念相比，管理策略、侧重点、风险管理系统化、信息化程度等存在较大的差异，因此，不能完全套用国外的评价指标体系。国内尚无适应于地铁运营系统的综合的定量安全评价方法，很难评估出车站、既有线路、乃至整个运营网络的风险。基于此，建立一套科学的适应于我国地铁运营系统特点的评价指标体系和定量评价方法，对于客观反映地铁运营系统的安全现状具有极其重要的意义。

一、地铁既有线路定量风险评估

地铁既有线路定量风险评估以安全为最终目的，应用安全系统工程的原理和方法，对地铁既有线路运营过程中的固有的或潜在的风险进行定量评估，为制定进一步的防治措施和安全管理提供依据。在实践中，人们普遍接受的风险定义提出的风险的大小可以用风险发生的可能性乘以风险后果来表示，即R=PL，其中，R代表风险大小，P为风险发生的概率或可能性，L为风险后果严重度。按这种方法计算风险值有很大的局限性，正确的风险评估思路应该分别给出其发生可能性的大小和所产生后果的严重程度，而不能完全用风险发生的可能性乘以风险后果得出的风险水平。地铁既有线路的风险也可采用这种理论来衡量。即运用系统工程的方法，本着科学性、可靠性、全面性、可操作性、可比性的原则，从运营安全性和可靠性的角度出发建立指标体系分别评估风险后果的严重程度和发生的可能性。

1、运营安全性定量风险评估。地铁运营安全性指标体系包括人员伤亡、服务中断或延误和财产损失方面。通过对地铁运营系统状况进行分析与整理，结合《企业职工伤亡事故分类标准》和《地铁运营安全评价标准》，将指标根据不同的后果严重程度细分为若干等级。在评估过程中，把不同指标折算成一个单一的指标数是很有帮助的。根据《地铁运营安全评价标准》中的事故分类分级标准和等效一般事故折算方法，结合我国地铁事故后果严重度统计分析情况，将伤亡类指标、服务类指标和损失类指标全部换算为“等效死亡”数，并对折算因子进行了修正。考虑到一些事件发生并不总是导致最坏的结果，而可能会有一些不同的后果，有些并不造成死亡。因此，地铁既有线路的运营安全性风险程度最终用每年折算后的等效死亡数求和表示。风险后果严重度L计算公式见式：

式中：L为该线路风险后果严重度；Ni为地铁运营安全性指标体系中2级指标数值；μi为对应的折算因子；n为2级指标的个数（取n=20）。如果风险程度接近程度范围顶部，则折算因子要乘以因子3。

2、运营可靠性定量风险评估。地铁运营系统是一个综合性的庞大复杂系统，具有动态性、事故后果严重性、反复性、运营安全对管理的依赖性以及受环境影响的特殊性等特点，必须各部门、各系统协同运作，才能保证运营的安全。地铁设备与基础设施是地铁运输的重要基础，因设计、使用或者自然老化等多方面的原因，存在风险隐患，一旦出现故障，哪怕是局部的失灵，都可能导致事故的发生。因此，必须重视地铁设备故障管理。地铁既有线路的可靠性指标可以用该线路设备（设施）的可靠度来衡量。

通过对地铁运营系统各子系统功能的分析和研究，听取专家和管理人员的意见，最终确定了以和地铁安全运营息息相关的车辆系统、钢轨及接触轨、供电系统等16个子系统为1级指标的地铁既有线路运营可靠性定量风险评估指标体系，其下设36个2级指标用以评估车站、线路、车辆基地、线路控制中心（OCC，OperatingControlCenter）内设备的可靠度。

由于地铁运营系统包括多个子系统，且每个子系统所含的评价指标有很多，在进行综合评价时，各个子系统对地铁安全运营的作用并不是同等重要的。为了体现各个子系统在评价体系中的作用和相对重要程度，必须对各子系统赋予不同的权重系数。

AHP法是一种定性与定量分析结合的多目标、多准则决策分析方法。它是将决策者的经验判断给予量化，可以科学、客观地将一个多指标问题综合成一个单指标的形式。由于地铁运行系统可靠性指标之间的关系较为复杂，所以文中引入AHP法来确定各子系统的权重系数。在对众多地铁安全专家和现场安全管理者进行调研的基础上，确定判断矩阵，最终通过Matlab软件求得各子系统的权重见表。

λmax=17.540，CI=0.013，RI=1.605，CR=CI/RI=0.064＜0.10所以该结果具有满意的一致性。地铁既有线路的运营可靠性主要通过对2级指标进行汇总计算，最终得到该线路风险发生的可能性P，具体计算公式见式。

二、地铁既有线路运营风险量化分级

根据地铁既有线路运营安全性和可靠性的定量风险评估结果，分别考虑风险发生可能性的大小和所产生后果的严重程度，并参考以往发生的事故资料、同行业发生事故的资料、监测和测量结果、员工及相关方合理的安全意见、国家相关法律法规及评价标准的要求，采取风险分析理论，构建地铁既有线路运营风险量化分级表。

在运营风险量化分级表上，根据某条既有线路的风险概率和风险严重程度的加权统计计算结果，标明其所属的位置，即该条线路的运营风险等级。等级越低，说明安全现状越好。当运营风险等级R≥8时，该线路运营风险较大，运营企业需要重点关注，优先分配管理资源，积极提高风险管理水平，改善风险管理效果；当3≤R≤7时，运营企业需根据风险变化趋势持续关注，并相应调整管理资源，保证风险管理的效果；如果该线路运营风险R≤2，运营企业维持现有管理水平即可，并可适当调整其风险管理资源到其他既有线路。

结论

1）针对我国地铁运营特点，结合地铁运营的事故信息和设备故障信息，建立了地铁既有线路的定量风险评估指标体系。

2）根据风险理论，构建了地铁既有线路运营风险的量化分级模型，为定量评估地铁运营风险提供了一种方法。

参考文献：

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［2］贾水库，温晓虎，林大建．基于层次分析法地铁运营系统安全评价技术的研究［J］．中国安全科学学报，2014，18（5）：11．

［3］代宝乾，蒋玉琨．地铁运营系统安全综合评价指标体系研究［J］．中国安全科学学报，2014，16（12）：9－14．

作者简介：

作者姓名：李明明，作者身份证号码：23011919860619xxxx。