FSA框架下的鐵路行車安全管理研究

王希良， 馬 毅

(1.石家莊鐵道大學(xué)土木工程學(xué)院，河北 石家莊 050043；2.石家莊鐵道大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，河北 石家莊 050043)

保障行車安全是鐵路運(yùn)輸永恒不變的話題，遵照“安全重在管理”的客觀規(guī)律，在實(shí)際保障行車安全工作中必須注重安全管理的研究與實(shí)踐，具體工作往往需要鐵路部門在深入探究安全隱患的基礎(chǔ)上，針對(duì)隱患構(gòu)建一系列保障措施與方案[1]。

多年來(lái)，通過(guò)鐵路運(yùn)輸專家學(xué)者的大力研究，在保障鐵路行車安全方面取得了大量的成果，一方面將系統(tǒng)工程理論應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸安全管理，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法[2]、可靠性理論[3]、馬爾可夫理論[4]等方法探究鐵路行車安全隱患并從行車系統(tǒng)整體上作出評(píng)價(jià)研究，為管理后續(xù)工作提供理論依據(jù)；另一方面，從“人員—設(shè)備—環(huán)境—管理”安全系統(tǒng)因素出發(fā)，提出了提高員工素質(zhì)，加強(qiáng)設(shè)備可靠性，改善鐵路運(yùn)輸企業(yè)管理體制，優(yōu)化鐵路運(yùn)輸環(huán)境等有效且可行的措施。

在此基礎(chǔ)上，將綜合安全評(píng)估 (FSA)運(yùn)用于鐵路行車安全管理中，試圖將探究安全隱患，系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)，安全管理措施等各部分安全管理工作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，利用綜合安全評(píng)估規(guī)范化的實(shí)施步驟，對(duì)鐵路行車安全管理工作進(jìn)行整體性研究，以期為鐵路行車安全管理工作提供一種科學(xué)的理論方法。

一、綜合安全評(píng)估方法

綜合安全評(píng)估是一種規(guī)范化和系統(tǒng)化的評(píng)估方法，它基于數(shù)學(xué)概率論分析，將管理科學(xué)和工程技術(shù)結(jié)合在一起，通過(guò)各種手段找出系統(tǒng)中可能遇到或者出現(xiàn)的危險(xiǎn)狀況，分析危險(xiǎn)狀況發(fā)生的可能性及其后果的嚴(yán)重性，以達(dá)到在事故發(fā)生前就對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有所預(yù)見的目的，從而采取控制措施降低風(fēng)險(xiǎn)，避免重大損失[5]。綜合安全評(píng)估通過(guò)危險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制方案、費(fèi)用與效益評(píng)估、提供決策建議5個(gè)步驟，如圖1所示，全面細(xì)致的對(duì)有關(guān)決策系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)估[6,7]。根據(jù)需要不同，綜合安全評(píng)估有(1)→(2) →(3)；(1) →(2) → (3) → (5) ；(1) → (2) → (3) → (4) →(5)等用法。

(一)步驟一：危險(xiǎn)識(shí)別

對(duì)所評(píng)估系統(tǒng)可能存在的危險(xiǎn)因素加以識(shí)別，查找有關(guān)影響安全的因素。將危險(xiǎn)因素盡可能按照程度高低不同排列在清單內(nèi)。

(二)步驟二：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

對(duì)各種危險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)估，找出主要風(fēng)險(xiǎn)因素，推算出系統(tǒng)的總體風(fēng)險(xiǎn)水平，通過(guò)評(píng)估，使這些風(fēng)險(xiǎn)因素控制在可接受的范圍內(nèi)。

圖1 綜合安全評(píng)估步驟

(三)步驟三：風(fēng)險(xiǎn)控制方案

有針對(duì)性地提出具體切實(shí)可行的降低風(fēng)險(xiǎn)的措施，形成規(guī)范的控制方案，識(shí)別出受所選擇控制方案影響的相關(guān)方面。

(四)步驟四：費(fèi)用與效益評(píng)估

從經(jīng)濟(jì)角度推算出風(fēng)險(xiǎn)控制方案帶來(lái)的效益與支出的費(fèi)用，并評(píng)估方案中各條措施的效益與費(fèi)用。最后通過(guò)費(fèi)效比作為確定重點(diǎn)措施與構(gòu)建方案的依據(jù)。

(五)步驟五：提出決策建議

根據(jù)以上幾步的評(píng)估結(jié)果，選取費(fèi)效比最小的措施作為方案構(gòu)建與實(shí)施的重點(diǎn)，或多方案比較中選擇總體費(fèi)效比最小的方案作為最優(yōu)方案。

二、綜合安全評(píng)估方法適用性說(shuō)明

通過(guò)對(duì)綜合安全評(píng)估方法5個(gè)步驟的分析，可以看出它既是一種安全管理方法，也可作為一種兼用其它理論方法的框架。對(duì)于運(yùn)用于鐵路行車安全管理具有以下適用性特征。

系統(tǒng)性：通過(guò)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的分析過(guò)程，綜合考慮影響鐵路行車安全的各方面因素。

開放性：綜合安全評(píng)估不僅是一門系統(tǒng)、科學(xué)、獨(dú)立的理論，而且還可以在其每一分析步驟中運(yùn)用其它理論進(jìn)行聯(lián)合分析，即對(duì)其它評(píng)估理論開放，保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

預(yù)見性：不僅能用于鐵路事故發(fā)生后的事后性分析評(píng)估，更能在事故發(fā)生前就預(yù)見到其可能性，并系統(tǒng)地分析潛在危險(xiǎn)發(fā)生的可能性和一旦事故發(fā)生其后果的嚴(yán)重性[7]。

三、實(shí)例分析

根據(jù)上述綜合安全評(píng)估方法，采用(1) → (2) → (3) → (4) →(5)步驟，以昆明鐵路局管內(nèi)某鐵路車站為例說(shuō)明其行車安全管理過(guò)程。此車站等級(jí)為四等，位于中國(guó)西南部山區(qū)，具有自然條件復(fù)雜、員工文化程度偏低、設(shè)備安全保障措施落后等特征。

(一)危險(xiǎn)識(shí)別

鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)分布廣泛的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，這就決定了影響鐵路行車安全的因素具有涉及面很廣，錯(cuò)綜復(fù)雜的特點(diǎn)。從安全系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，與鐵路行車安全有關(guān)的影響因素可以分為四類：人、設(shè)備、環(huán)境以及管理。進(jìn)行危險(xiǎn)識(shí)別必須綜合考慮上述四類影響因素，結(jié)合該車站的實(shí)際情況，選取人員安全管理、安全教育水平、職工技術(shù)業(yè)務(wù)水平、職工文化水平、職工勞動(dòng)態(tài)度、行車設(shè)備基礎(chǔ)性能、設(shè)備安全管理水平、作業(yè)環(huán)境安全保障、內(nèi)部社會(huì)環(huán)境安全保障、自然環(huán)境安全保障、外部社會(huì)環(huán)境安全保障共11個(gè)危險(xiǎn)性因素作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本要素。

(二)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

應(yīng)用未確知測(cè)度理論對(duì)通過(guò)危險(xiǎn)識(shí)別得出的安全影響因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。把危險(xiǎn)因素危險(xiǎn)程度定為5級(jí)，Ⅰ級(jí)表示安全、Ⅱ級(jí)表示較安全、Ⅲ 級(jí)表示一般安全、Ⅳ級(jí)表示不安全、Ⅴ級(jí)表示很不安全。用專家打分法對(duì)各安全影響因素進(jìn)行打分，參與打分的專家共10位，每位專家1分，每項(xiàng)影響因素共計(jì)10分，分布于上述5個(gè)等級(jí)中。對(duì)安全影響因素評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1的情況統(tǒng)計(jì)，利用未確知數(shù)學(xué)[8]的主觀概率形式，列出單指標(biāo)測(cè)度矩陣。

利用信息熵原理[8]計(jì)算出安全影響因素的評(píng)價(jià)權(quán)重向量

表1 風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)結(jié)果

ω=(0.113, 0.088, 0.101, 0.043,0.096,

0.088, 0.096, 0.113, 0.088, 0.096, 0.078)

由權(quán)重向量可以看出，影響鐵路行車安全的主要因素有人員安全管理、職工勞動(dòng)態(tài)度、職工技術(shù)業(yè)務(wù)水平、設(shè)備安全管理水平、作業(yè)環(huán)境安全保障、自然環(huán)境安全保障，較符合車站實(shí)際情況。

根據(jù)未確知測(cè)度理論評(píng)價(jià)準(zhǔn)則可知該車站行車安全評(píng)價(jià)向量為：

W=ω×U=(0.159 5,0.289 3,0.172 1,0.245 8,0.133 3)

置信度λ取0.6，對(duì)評(píng)價(jià)特征分量依次求和，可知當(dāng)k=3時(shí)，0.159 5+0.289 3+0.172 1=0.620 9>0.6，此時(shí)安全水平已大于所給置信度，因此將安全水平等級(jí)定為Ⅲ級(jí)，即車站行車安全狀態(tài)級(jí)別屬于一般安全狀態(tài)。

(三)風(fēng)險(xiǎn)控制方案

依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所得到的安全水平及主要影響因素，有針對(duì)性地提出風(fēng)險(xiǎn)控制單方案中的各條措施，使方案能達(dá)到提高安全水平的目的。風(fēng)險(xiǎn)控制方案的具體措施包括4方面。

(1)人員因素方面：①深化員工培訓(xùn)，②開展安全大反思大檢查活動(dòng)，③采用激勵(lì)機(jī)制，④優(yōu)化工作時(shí)間，⑤增強(qiáng)員工自我調(diào)節(jié)能力。

(2)管理因素方面：⑥處理好干部與職工關(guān)系，⑦加強(qiáng)班組、各工種之間聯(lián)系。

(3)設(shè)備因素方面：⑧加大設(shè)備使用人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度，⑨培養(yǎng)設(shè)備使用人員安全習(xí)慣。

(4)環(huán)境因素方面：⑩加強(qiáng)自然環(huán)境監(jiān)測(cè)力度。

(四)費(fèi)用與效益評(píng)估

在實(shí)際鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，由于安全水平的提高與材料、人力的支出是一個(gè)隨時(shí)間變化且不易量化的變量，加之方案中各條措施的實(shí)施并不能在短時(shí)間內(nèi)立桿見影地發(fā)揮作用，決定了對(duì)每條措施的投入費(fèi)用以及取得的效益在現(xiàn)實(shí)復(fù)雜的情況下很難計(jì)算。針對(duì)上述情況，采用定性分析結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)估費(fèi)用與效益，并依據(jù)理論計(jì)算法給出費(fèi)用與效益評(píng)估的公式[9]。

1.費(fèi)用評(píng)估計(jì)算

EXPrco=Δc+Δl

式中，EXPrco為措施凈費(fèi)用；Δc為措施實(shí)施費(fèi)用；Δl為措施方案損益。

實(shí)施費(fèi)用主要包括材料投入費(fèi)用、人工投入費(fèi)用、方案實(shí)施流通費(fèi)用，損益是因?yàn)榉桨傅膶?shí)施引起的資產(chǎn)消耗和企業(yè)負(fù)債。

2.效益評(píng)估計(jì)算

EFFrco=Δd+Δa

式中，EFFrco為措施凈效益；Δd為措施減損產(chǎn)出；Δa為措施增值產(chǎn)出。

減損產(chǎn)出主要包括減少人員傷亡的數(shù)量，減少事故發(fā)生的頻率,減輕環(huán)境損害的程度等，增值產(chǎn)出主要有樹立鐵路企業(yè)的良好形象，提高信譽(yù)度，保障員工的生命安全等。

3.費(fèi)用效益比μ的計(jì)算

由于費(fèi)用與效益評(píng)估計(jì)算過(guò)程中包括大量定性的計(jì)算項(xiàng)目，且某些計(jì)算項(xiàng)目較難在短期內(nèi)獲得穩(wěn)定取值，故只對(duì)費(fèi)用與效益評(píng)估作定性分析。結(jié)合實(shí)際鐵路行車安全管理經(jīng)驗(yàn)可知，通常措施①、②、④、⑥、⑦費(fèi)用較低，效益取得較大，即費(fèi)效比低，措施非常實(shí)用合理；措施⑧、⑩費(fèi)用較高，但帶來(lái)效益較大，費(fèi)效比一般；措施③、⑤、⑨實(shí)施費(fèi)用較低，但所取得效益較慢，效益較低，費(fèi)效比一般。

(五)決策建議

根據(jù)以上幾個(gè)步驟的分析，以及費(fèi)效比比較結(jié)果，可以得出結(jié)論：所提出風(fēng)險(xiǎn)控制方案符合該車站實(shí)際情況，決策合理有效，應(yīng)對(duì)此方案的最終構(gòu)建與實(shí)施應(yīng)用給予支持。在方案的各條措施中，員工培訓(xùn)、安全大反思大檢查、優(yōu)化工作時(shí)間、處理好干部與職工關(guān)系、加強(qiáng)班組各工種之間聯(lián)系這5條措施由于費(fèi)效比低，因此是方案最終構(gòu)建時(shí)考慮的重點(diǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

將綜合安全評(píng)估應(yīng)用于鐵路行車安全管理中，由分析評(píng)估過(guò)程可以看出，綜合安全評(píng)估既是一種系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的評(píng)估方法，又可以作為一類框架，同時(shí)兼容其它評(píng)估方法。通過(guò)危險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制方案、費(fèi)用與效益評(píng)估、提供決策建議5個(gè)步驟，全面仔細(xì)地對(duì)鐵路行車安全系統(tǒng)作出了分析評(píng)估，為鐵路行車安全管理工作提供了一新的理論方法，對(duì)于保障鐵路行車安全具有一定的理論的意義。也可以看出，由于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)本身特性，在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制方案費(fèi)用與效益評(píng)估過(guò)程中，如何對(duì)其進(jìn)行精確的定量分析還有待深入研究。