目標導向的多層次城市軌道交通運營安全風險評價指標體系

張建平，張凌翔，張 寧，徐 文

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目標導向的多層次城市軌道交通運營安全風險評價指標體系

張建平1，張凌翔2，張 寧2，徐 文3

（1. 南京地鐵運營有限責任公司，南京 210012；2. 東南大學智能運輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所，南京 210096；3. 北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司，北京 100037）

建立合理的城市軌道交通安全風險評價指標體系，不僅能有效反應當前的運營安全水平，也可以為運營安全管理的發(fā)展提供引導作用。闡述城市軌道交通風險評價的構(gòu)建目標和原則；從人員、設備設施、環(huán)境、管理4個方面對影響城市軌道交通安全風險的因素進行分析，基于車站、線路和線網(wǎng)3個層次的需求，建立多層次城市軌道交通安全評價指標體系，并對風險評價指標的選取及計算進行分析。

城市軌道交通；運營風險評價；指標體系；目標導向

近年來，隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市交通擁擠狀況日趨嚴重，建立以軌道交通為骨干的綜合交通體系，對緩解城市交通壓力起到重要作用。城市軌道交通進入網(wǎng)絡化運營后，線網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)更為復雜，不同站點、不同線路之間相互影響，局部問題對整個運營網(wǎng)絡的波及效應和聯(lián)動性更加突出[1]。然而城市軌道交通本身客流密度大，如果發(fā)生事故，封閉的運行環(huán)境導致救援難度增大，極易造成嚴重后果，對所在地區(qū)產(chǎn)生負面影響。因此，對城市軌道交通運營風險評價進行研究顯得尤為必要。

有關城市軌道交通風險評價的研究已形成一些成果：劉書浩等[2]通過介紹英國城市軌道交通運營安全評價制度建設、機構(gòu)設置及執(zhí)行情況等，分析安全評價工作先進經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)實際情況提出相關政策建議；王忠文等[3]結(jié)合城市軌道交通領域安全評價的模式，提出現(xiàn)有的評價都是階段性“一次性”的評價活動，忽略了過程伴隨的重要性；燕飛等[4]根據(jù)國外的安全評價標準和國內(nèi)的實際情況，提出基于危險源分析的安全評價方法以及城市軌道交通項目安全生命周期中的安全評價要點。但是現(xiàn)有研究成果尚未建立完善的城市軌道交通運營風險評價指標體系，評價內(nèi)容較為分散，服務對象也不明確，評價結(jié)果比較片面，難以落地形成實質(zhì)性的效果。鑒于此，本文結(jié)合城市軌道交通安全管理工作現(xiàn)狀，從風險評價的目標著手，探討如何為不同管理層次建立風險評價指標體系，進而為城市軌道交通風險評價提供新的思路和方法。

1 運營安全風險評價指標體系構(gòu)建

1.1 構(gòu)建目標及原則

城市軌道交通運營安全風險評價指標體系的構(gòu)建應同時具備評價目標和引導目標。從評價目標來看，評價指標體系應能從多方面反映運營安全水平，在此基礎上可以對城市軌道交通運營安全問題的癥結(jié)所在及嚴重程度進行分析，進而提出切實有效的治理方案；從引導目標來看，評價指標體系應對運營安全管理起到導向作用，幫助城市軌道交通安全管理部門建立安全系統(tǒng)工程的概念，提出解決運營安全問題的總體思路[5]，引導城市軌道交通安全管理從“事后型”、“被動式”的管理模式向“事前預防”、“主動式”的管理模式轉(zhuǎn)變。

城市軌道交通運營安全風險評價指標體系是由若干個單項評價指標組成的整體，該體系的建立應遵循系統(tǒng)性、層次性、定性與定量相結(jié)合、穩(wěn)定性與動態(tài)性相結(jié)合、可操作性等基本原則，進而能夠全面反映影響城市軌道交通運營風險的各種因素。

1.2 構(gòu)建基本流程

安全風險評價指標體系的優(yōu)劣直接影響評價結(jié)果的準確性、科學性及其實際應用的效果，評價指標必須能夠準確把握影響城市軌道交通的風險因素點，需要在基于目標、遵循原則的前提下對其進行梳理、分解、提煉、綜合，最后還要進行必要的修訂和完善[6]。安全風險評價指標體系設計流程如圖1所示。

2 運營風險影響因素分析

結(jié)合對城市軌道交通歷史事故故障的分析及對實際運營狀況的調(diào)研，得出城市軌道交通運營安全態(tài)勢變化是由人員、設備設施、環(huán)境、管理4類因素及其相互之間的作用、影響所造成的[7]，其中前3類因素是直接致因，而管理因素則是間接致因，如圖2所示。

圖1 安全風險評價指標體系設計流程

圖2 4類影響因素的關系

人員因素在城市軌道交通運營中主要體現(xiàn)在人的不安全行為上，人員由從業(yè)人員和非從業(yè)人員組成，其中非從業(yè)人員主要是指乘客。從業(yè)人員的不安全行為主要受生理、心理和技術(shù)3類因素的影響，生理因素包括身體存在缺陷、工作負荷過高等，心理因素包括安全意識淡薄、責任心不強、注意力不集中等，技術(shù)因素包括專業(yè)知識基礎差、操作技能不熟練、違規(guī)操作等。而非從業(yè)人員的不安全行為則包括乘客擁擠、跳下站臺、強扒車門、誤入?yún)^(qū)間隧道以及疾病突發(fā)等。

設備設施作為影響城市軌道交通運營的重要因素，主要包括車輛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、機電系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、土建等設備設施[8]，其良好的質(zhì)量和穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀況是城市軌道交通安全運營的重要保障。

環(huán)境因素主要分為內(nèi)部環(huán)境因素和外部環(huán)境因素。內(nèi)部環(huán)境由員工的作業(yè)環(huán)境和城軌系統(tǒng)內(nèi)部的社會環(huán)境組成，員工的作業(yè)環(huán)境包括其工作的站臺、站廳、隧道等區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的照明、噪聲、濕度、溫度等因素對工作人員及乘客的心理變化、疲勞強度和情緒等都有直接影響；而城軌系統(tǒng)內(nèi)部的社會環(huán)境影響指地鐵企業(yè)員工的職業(yè)道德、責任心、安全意識等。外部環(huán)境包括雨雪極端天氣、地震、水災等自然環(huán)境和涉及極端恐怖組織等的社會環(huán)境。環(huán)境對安全的影響可能是正面的，也可能是負面的，故需要優(yōu)化可控的內(nèi)部環(huán)境，適應不可控的外部大環(huán)境，降低運營安全風險。

管理因素貫穿于“人-機-環(huán)-管”系統(tǒng)里的各個環(huán)節(jié)，綜合作用于人員、設施設備和環(huán)境之中，主要體現(xiàn)在管理者按照安全運營的客觀規(guī)律，對運營系統(tǒng)的人、財、物、信息等資源進行計劃、組織、協(xié)調(diào)和控制。規(guī)章制度不健全、管理決策失誤、安全管理不到位、安全保障不足等都是城市軌道交通安全管理風險因素。

3 目標導向的多層次評價指標體系

在城市軌道交通評價的具體實施過程中，不同城市軌道交通的地理位置、社會狀況、運營規(guī)模、管理理念都存在著巨大差異，這種差異決定了各個城市在運營安全方面的工作各具特色。而在各個城市中，不同線路、車站也由于各種因素的影響，安全風險情況也不盡相同。傳統(tǒng)的原則導向風險評價相對簡單，更多依賴職業(yè)經(jīng)驗，重形式而輕實質(zhì)，而目標導向的風險評價在重申原則導向的同時，更為具體且更具可操作性?；跇?gòu)建目標，考慮不同管理層次的需求，根據(jù)軌道交通自身的結(jié)構(gòu)特點，從車站、線路、線網(wǎng)3個層面出發(fā)構(gòu)建運營安全風險評價指標體系。

3.1 車站層級風險評價指標體系

車站是城市軌道交通系統(tǒng)中重要的基礎設施，不同車站的客流量、設備設施狀況、站務人員安排情況等都不盡相同，隨時影響車站“動態(tài)”安全風險的變化。車站層級的評價是最底層的評價，屬于微觀層面，主要面向城市軌道交通公司內(nèi)部各職能部門，需要其掌握每個車站的風險大小，找出每個車站的薄弱環(huán)節(jié)，并為車站安全管理提供依據(jù)，對安全風險水平起監(jiān)測和安全預警作用。由于風險評價的基礎是風險辨識與評估，其通過嚴格遵循國標、行標、地標和企業(yè)規(guī)范對城市軌道交通的風險項進行全面梳理，就各個風險項的發(fā)生概率、損失程度，并結(jié)合其他因素進行綜合考慮，并與公認的安全指標相比較以衡量每項風險的嚴重程度[9]，故考慮用風險辨識與評估的結(jié)果為該層級評價作支撐?；诖?，車站級風險評價指標體系具體設計如圖3所示。

圖3 車站級風險評價指標體系

在人員因素方面，選取指標主要考察在車站客流最大的時間段內(nèi)，站內(nèi)各重要地點客流的密集程度[10]，該類指標可通過采集AFC系統(tǒng)客票數(shù)據(jù)、人工計數(shù)、視頻采集等方式得到，用于反映車站內(nèi)不同位置的大客流風險水平。而站務員作為車站的管理者，其技能素質(zhì)水平越高，車站的秩序性越好，車站風險越低，可通過站務員年齡、工齡、職稱等級和文化程度來衡量。

從設備設施因素角度，主要考察車站內(nèi)機電設備（包括自動電扶梯、站臺門等）、供電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)等設施穩(wěn)定性，各類設備設施發(fā)生故障，即使不直接造成事故發(fā)生，客觀上也增大了車站的風險。該類指標可通過車站記錄的各設備設施的日常負荷強度、檢測合格率和故障發(fā)生頻率、嚴重度、修復時間等定量加權(quán)計算得出。對于在評價結(jié)果中，故障后果嚴重的、發(fā)生頻率高的設施設備應及時進行修復，并加強監(jiān)測和控制。

車站環(huán)境因素不但影響乘客和工作人員的舒適度，同時也影響設備設施的運行狀態(tài)和工作壽命?？紤]到實際操作中指標獲取的難易程度，主要選取站內(nèi)溫濕度和噪聲污染兩個指標，通過計算溫濕度、噪聲值的實際測量值與標準值的差值來衡量。對于受環(huán)境因素影響較大的車站，應針對性地做好改善工作。

管理因素主要通過車站管理、應急能力、事故水平3個方面來體現(xiàn)，反映管理的指標很難通過定量進行評價，通常采用半定量的方法加以衡量。安全管理水平可以在定性評價的基礎上，通過專家打分法對安全管理制度的完善程度和落實程度進行評價。車站應急能力指數(shù)用來反映車站在應對突發(fā)事件時的水平，可通過應急預案的完備性、應急資源的齊全性、應急演練頻率及效果等相關因素來體現(xiàn)。而車站等效事故率從事故角度綜合反映車站的風險水平，通過對車站事故發(fā)生的次數(shù)、傷亡人數(shù)、經(jīng)濟損失統(tǒng)計等加權(quán)計算得出。

3.2 線路層級風險評價指標體系

線路層級的評價是中觀層面的評價，該層面的評價起到了承上啟下的作用。對于已進入網(wǎng)絡化運營的大城市，該層面的評價可用于網(wǎng)絡中各線路間的評價比較，有助于城市軌道交通內(nèi)部各線路之間取長補短，降低風險水平。而對于一些中小城市或剛開通軌道交通還未發(fā)展成網(wǎng)的城市，也可用于政府職能部門和城市軌道交通公司內(nèi)部對現(xiàn)有線路的總體評價。線路層面的評價著重針對單線行車過程，行車環(huán)境、車輛系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)等因素在該層級起重要作用?；诖耍€路級風險評價指標體系具體設計如圖4所示。

線路由單個車站串聯(lián)組成，車站層的評價應該對線路層的評價起支撐作用。線路車站風險矩陣由車站層級評價得到，水平軸代表各車站名，垂直軸代表各車站指標，矩陣內(nèi)風險數(shù)值可以清晰反映線路中各車站風險對于車站所在線路風險的影響。

在人員因素方面，非從業(yè)人員因素主要由線路車輛滿載率體現(xiàn)，當客流量超過該線路的最大運送能力時，車廂內(nèi)乘客擁擠度高，運營風險增大，該指標通過統(tǒng)計高峰時段內(nèi)線路中各區(qū)間滿載率超過規(guī)定值的個數(shù)得到。而從業(yè)人員因素方面，駕駛員作為城市軌道交通車輛的駕駛者，其業(yè)務能力指數(shù)由駕駛經(jīng)驗、應對突發(fā)事件的能力和駕駛技能體現(xiàn)。調(diào)度員作為線路直接的安全管理者和指揮者，業(yè)務能力指數(shù)則通過應變能力、應急指揮能力和大局意識來衡量。對這些崗位的評價也可為以后招聘與培訓相關技術(shù)人員提供依據(jù)。

圖4 線路級風險評價指標體系

設備設施因素方面主要考察車輛、信號、供電、通信、機電等系統(tǒng)設備設施的風險水平。與車站層不同，該層面主要考慮行車設備的設計缺陷、維護不當?shù)葐栴}，可由各設備設施的日常負荷強度、檢測合格率和故障發(fā)生頻率、嚴重程度、修復時間等定量加權(quán)計算得出。軌道系統(tǒng)風險指數(shù)根據(jù)軌檢車對軌道的相應指標進行檢查反饋，同時考慮傷損鋼軌的分布情況來反映鋼軌的安全狀況，對軌道狀況較差路段及時進行補救，最大限度保障行車安全。

環(huán)境因素在該層面主要指對軌行區(qū)的環(huán)境評價。大部分的城市軌道交通都是地下線或高架線，故隧道和高架穩(wěn)定性對線路的運營安全影響重大，該指數(shù)是通過監(jiān)控隧道及軟土地基的變形值統(tǒng)計計算而得。而線路綜合環(huán)境指數(shù)是對該線路各車站與區(qū)間環(huán)境狀況的總體反映，可通過對線路內(nèi)區(qū)間溫濕度、噪聲等環(huán)境指標進行統(tǒng)計計算，并與上一層級對車站的評價結(jié)合起來考慮。

在管理因素方面，線路的安全管理水平是反映該線路安全管理組織的工作狀態(tài)，主要采用半定量的方法對該線路的專業(yè)安全管理人員占有率和安全管理組織協(xié)調(diào)性進行衡量。線路等效事故率從事故角度綜合反映線路的風險水平，通過線路在特定時間內(nèi)事故發(fā)生的次數(shù)、傷亡人數(shù)、經(jīng)濟損失等計算得出。

3.3 線網(wǎng)層級風險評價指標體系

線網(wǎng)層級的風險評價屬于最高層級，面向政府職能部門和軌道交通公司領導決策層，在宏觀層面對城市軌道交通運營進行評價。對于城市軌道交通的管理者，通過該層級評價可以準確地了解線網(wǎng)內(nèi)存在風險的地點及風險程度，確定關鍵因素，有助于其提出相應的安全對策，也有助于意外事件發(fā)生后，應急資源的調(diào)配及應急工作的開展。同時，在規(guī)劃、建設新線過程中進行有目的性的改善，對提高新線安全水平起指引作用。該層級主要從線網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、運輸能力、客流量、事故率等幾個角度對網(wǎng)絡化運營進行評價，而對設備系統(tǒng)故障等細節(jié)的評價相對較少。基于此，線網(wǎng)級風險評價指標體系具體設計如圖5所示。

圖5 線網(wǎng)級評價指標體系

線網(wǎng)可以看成多條線路組合而成，故線路層的評價應為線網(wǎng)層的評價起鋪墊作用。線網(wǎng)線路風險矩陣由線路層級評價得到，水平軸代表各線路名，垂直軸代表各線路指標，矩陣內(nèi)風險數(shù)值可以明確反映各線路風險對于線網(wǎng)風險的影響。

在人員因素方面，選取指標均為考察客流的組織情況服務。乘客的不安全行為主要涉及乘客違規(guī)吸煙、高空拋物至線路、人為盜竊等，雖然發(fā)生率不高但不容忽視。線網(wǎng)滿載率用來反映高峰時段線網(wǎng)某個區(qū)間客流與運力的匹配情況，可通過統(tǒng)計得出。線網(wǎng)換乘能力匹配度則用于反映換乘站的換乘強度，可通過計算換乘客流量與車站最大換乘客流量的比值得到。通過滿載率和換乘能力兩個指標說明客流分布不均衡、運能運量矛盾、設計標準不適用、預測與發(fā)展不匹配等問題，給管理決策層指明改善方向。而調(diào)度員技能素質(zhì)指數(shù)側(cè)重于對整個線網(wǎng)的調(diào)度，與線路層級有所區(qū)別。

環(huán)境因素選取的指標反映整個線網(wǎng)一定時間內(nèi)所有由于環(huán)境因素導致的突發(fā)事件產(chǎn)生的影響，包括極端天氣和治安恐襲，用危害損失、影響范圍和社會影響3類指標進行共同衡量。通過該層級的環(huán)境因素評價，可以找出易受外部環(huán)境影響的車站、區(qū)間，有針對性地做好預警工作，有助于在極端天氣等惡劣條件下，減小部分脆弱區(qū)域?qū)τ谡麄€線網(wǎng)行車的影響。

在管理因素方面，線網(wǎng)安全管理水平可用規(guī)章制度的完善程度、標準程度和落實程度來衡量。線網(wǎng)應急能力指數(shù)可反映線網(wǎng)安全管理組織狀態(tài)，通過采用半定量的方法，對線網(wǎng)專業(yè)安全人員占有率、安全組織協(xié)調(diào)性以及應急物資的完備性進行衡量。該層級可從線網(wǎng)總體角度對線網(wǎng)的安全管理水平進行評判，對線網(wǎng)的規(guī)章缺陷、管理不到位、應急漏洞等問題進行針對性加強，有助于建立分層次、分專業(yè)的風險防控機制。

綜上所述，從軌道交通的組成特點來看，由于車站串聯(lián)得到線路，而線路組合形成線網(wǎng)，所以3個層級評價指標體系既相對獨立，也相輔相成形成一個整體。各層級評價的側(cè)重點不同，精確程度也不一樣。使用時，應根據(jù)各評價的目標和各地鐵實際情況綜合使用三層評價指標體系，注意考慮同一層級指標之間的聯(lián)系以及上下層級指標之間的關系。不僅要考慮人員、設施設備、環(huán)境三類直接風險致因，還要考慮管理因素，應將其與控制措施相結(jié)合。

4 結(jié)語

隨著各大城市軌道交通網(wǎng)絡化運營迅速推進，安全風險評價起促進城市軌道交通安全規(guī)劃、設計、管理、維護形成閉環(huán)效應的紐帶作用，對降低運營的風險性、保障運營安全意義重大。通過分析城市軌道交通運營安全影響因素，創(chuàng)造性地提出了基于目標導向的多層次運營安全風險評價指標體系，并針對不同的層次對象需求選取指標并進行分析。下一步將考慮以實際工程項目案例為基礎，將相關數(shù)學模型與評價指標體系相結(jié)合作為研究重點，從而提高安全風險評價的有效性和合理性，為未來城市軌道交通運營安全管理工作發(fā)揮導向作用。

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（編輯：王艷菊）

Goal-oriented Safety Risk Evaluation System of Multi-level Urban Rail Transit Operation

ZHANG Jianping1, ZHANG Lingxiang2, ZHANG Ning2, XU Wen3

(1. Nanjing Metro Operation Co., Ltd., Nanjing 210012; 2. ITS Rail Transit Research Institute of Southeast University, Nanjing 210096; 3. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

Establishing a reasonable urban rail-transit safety risk assessment system can not only reflect the current operational safety level effectively but also provide guidance for developing operational safety management. First, the construction objectives and principles of the evaluation system are elaborated; second, the factors that affect the urban rail-transit safety risk from the four aspects of personnel, equipment, environment, and management are analyzed; third, based on the demand of the three levels of station, line, and network, a multi-level urban rail-transit safety evaluation index system is established, and the selection and calculation of risk evaluation indices are analyzed.

urban rail transit; operational risk assessment; index system; goal orientation

F530.7

A

1672-6073(2018)02-0135-06

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.02.023

2017-04-11

2017-05-02

張建平，男，本科，總經(jīng)理，教授級高級工程師，從事城市軌道交通運營管理，zhang_jp@njmetro.com.cn

交通運輸部建設科技項目（2015318J33080）；江蘇省重點研發(fā)計劃（社會發(fā)展）項目（BE2016740）；南京地鐵運營有限責任公司專項項目（8550140226）