基于事故樹(shù)的列車調(diào)車脫軌事故及預(yù)防措施

于春天 顧天鴻 代宏 張昊

摘 要：為了提高鐵路調(diào)車作業(yè)的安全性，基于事故樹(shù)分析法繪制出調(diào)車脫軌事故的事故樹(shù)模型，對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行分析，找出造成脫軌事故的主要因素和潛在因素，對(duì)每個(gè)影響因素進(jìn)行重要度排列。在作業(yè)人員、設(shè)備檢修與維護(hù)以及作業(yè)環(huán)境等方面提出了防止調(diào)車作業(yè)脫軌事故發(fā)生的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：調(diào)車事故，事故樹(shù)分析法，影響因素，預(yù)防措施

0引言

近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展人們的生產(chǎn)水平不斷提高，對(duì)物質(zhì)的需求不斷增多以及出行活動(dòng)的增多，造成對(duì)鐵路客運(yùn)和貨運(yùn)的需求量不斷增大，所以提高鐵路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量勢(shì)在必行。在鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生各種事故，其中調(diào)車脫軌事故是比較常見(jiàn)的列車事故，調(diào)車脫軌事故會(huì)造成設(shè)備損壞，財(cái)產(chǎn)損失，干擾鐵路的正常作業(yè)，甚至?xí)＜叭松戆踩⑵茐沫h(huán)境。

為了降低調(diào)車脫軌事故的發(fā)生，必須對(duì)調(diào)車脫軌事故影響因素進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，從而有效的降低調(diào)車事故的發(fā)生率。Dindar S和Kaewunruen S[1]等人利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)鐵路系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)估。他們研究了極端天氣導(dǎo)致的脫軌事故，其研究結(jié)果可以使鐵路在極端條件下能順利運(yùn)營(yíng)。門金勇[2]運(yùn)用事故樹(shù)分析法對(duì)人為失誤造成的調(diào)車事故進(jìn)行分析，得出研究結(jié)果并提出合理的措施。張琢[3]對(duì)沈陽(yáng)鐵路局2005-2008年發(fā)生的調(diào)車事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出控制調(diào)車事故的相關(guān)措施。石小玉[4]用事故樹(shù)分析原理對(duì)列車脫軌事故的原因進(jìn)行定性、定量分析，提出針對(duì)性的防范措施。高守安[5]對(duì)濟(jì)南鐵路局某編組站的調(diào)車作業(yè)事故特征和原因進(jìn)行分析，提出避免調(diào)車事故可采取的相應(yīng)措施;李慶云[6]對(duì)駝峰中對(duì)稱道岔引發(fā)的脫軌事故進(jìn)行研究，對(duì)駝峰作業(yè)提出了安全措施。

以上研究對(duì)鐵路可能發(fā)生的各種作業(yè)事故起到了很好的預(yù)防作用，同時(shí)也說(shuō)明脫軌事故是鐵路事故中比較常見(jiàn)的，其發(fā)生的概率遠(yuǎn)高于擠道岔、車輛溜逸等作業(yè)事故，因此對(duì)脫軌事故進(jìn)行重點(diǎn)分析和預(yù)防是十分重要的。

本文通過(guò)用事故樹(shù)分析法，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的列車調(diào)車脫軌事故進(jìn)行總結(jié)分析，找出影響列車調(diào)車脫軌事故的主要因素，提前對(duì)可能發(fā)生的事故采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，有效避免鐵路脫軌事故的發(fā)生。

1 列車調(diào)車脫軌事故分析

1.1 脫軌及其分類

脫軌亦稱出軌，脫軌會(huì)造成鐵路損壞、人員傷亡、列車掉道甚至顛覆。脫軌情況比較復(fù)雜，主要是車輪橫向力過(guò)大或垂向力減小引起的，另外，損壞或歪斜的鐵軌、列車超速、列車或鋼輪異狀或是軌道上的障礙物，都會(huì)造成脫軌，兩個(gè)以上列車相撞時(shí)也極易發(fā)生脫軌[7]。

按照脫軌過(guò)程，脫軌可分為爬上脫軌、滑上脫軌、跳上脫軌、掉軌四種類型。當(dāng)車速低速通過(guò)曲線，且車輪與鋼軌沖角為正值時(shí)，由于一側(cè)輪重減小，側(cè)向力增大，車輪的輪緣在滾動(dòng)中逐漸爬上鋼軌而引起的脫軌，稱為爬上脫軌。當(dāng)車輛低速通過(guò)曲線，且車輪與鋼軌的沖角為負(fù)值時(shí)，車輪在足夠大的側(cè)向力作用下，輪緣旋轉(zhuǎn)邊滑上鋼軌而造成的脫軌，稱為滑上脫軌。車輛高速運(yùn)行時(shí)，由于激烈的橫向振動(dòng)，或者由于車輪受到大的側(cè)向沖擊力，使車輪跳上鋼軌后脫軌，稱作跳上脫軌。車輛在不良線路上高速運(yùn)行以及長(zhǎng)大貨車通過(guò)曲線時(shí)，由于輪軌之間過(guò)大的側(cè)向力使得鋼軌橫向移動(dòng)，引起軌距擴(kuò)大，因而使車輪掉入軌道內(nèi)側(cè)，稱為掉軌。

1.2 調(diào)車脫軌事故案例分析

以下調(diào)車脫軌事故案例由于其保密性，故引去具體的站名、車次及事故發(fā)生的具體日期。

案例一：某站二班一調(diào)第一批作業(yè)計(jì)劃是將第7勾801線1道摘掉10輛車（第一輛是隔離車），當(dāng)機(jī)車推行到走行線3號(hào)道岔時(shí)，連接員發(fā)現(xiàn)該加鎖的道岔異常并立即停車。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)推進(jìn)車輛的第一輛車左側(cè)第1輪，第2輪，第3輪，右側(cè)第3輪和第2輛車的左側(cè)第一輪均脫軌。事故原因：①設(shè)備因素造成列車脫軌，某局在該廠院內(nèi)施工，將走行線3號(hào)道岔的枕木損壞，導(dǎo)致道岔連接桿彎曲，岔尖與基本軌位置偏移。②人為因素造成列車脫軌，站內(nèi)的維修與檢查工作不夠仔細(xì)。

案例二：某站機(jī)務(wù)段DF51687機(jī)車擔(dān)當(dāng)某場(chǎng)調(diào)車作業(yè)任務(wù)，司機(jī)在調(diào)車作業(yè)單機(jī)返岔時(shí)，未確認(rèn)調(diào)車信號(hào)、未與車站進(jìn)行調(diào)車聯(lián)控，不執(zhí)行呼喚應(yīng)答制度，盲目動(dòng)車，越過(guò)關(guān)閉的D119號(hào)信號(hào)機(jī)，壓上正在轉(zhuǎn)動(dòng)的129號(hào)道岔，引起機(jī)車前臺(tái)車進(jìn)四股脫軌。事故原因：司機(jī)未執(zhí)行調(diào)車聯(lián)控及傳呼應(yīng)答制度，未確認(rèn)調(diào)車信號(hào)開(kāi)放，盲目動(dòng)車。

案例三：某機(jī)務(wù)段某機(jī)車擔(dān)當(dāng)該站乙調(diào)作業(yè)任務(wù)，由Ⅱ場(chǎng)6道掛兩輛工務(wù)軌道平車向南牽出運(yùn)行時(shí)，因南頭第一輛軌道平車專用鐵鞋漏撤，調(diào)車列壓鞋運(yùn)行至260號(hào)道岔轍叉心后引軌接頭處，鐵鞋卡滯，引發(fā)機(jī)后第一輛軌道平車脫軌。事故原因：違反基本調(diào)車制度，漏撤防溜鐵鞋。

1.3 調(diào)車脫軌事故因素分析

參照以上調(diào)車脫軌案例，并結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究總結(jié)，發(fā)現(xiàn)造成脫軌的三大主要影響因素如下：

（1）調(diào)車作業(yè)系統(tǒng)是一個(gè)龐大的工作系統(tǒng)，其涉及的部門較多，所以需要各個(gè)部門共同協(xié)作完成每一個(gè)調(diào)車作業(yè)，該系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可能引發(fā)調(diào)車事故。在調(diào)車工作中人占主導(dǎo)地位，雖然現(xiàn)在是信息化時(shí)代都是計(jì)算機(jī)在控制設(shè)備的運(yùn)作，但是大多數(shù)環(huán)節(jié)還是得依靠人來(lái)完成的。如果調(diào)車人員能夠掌握足夠的技能、有良好的心里素質(zhì)以及認(rèn)真的態(tài)度是可以高效的完成調(diào)車工作的基礎(chǔ)[8]。

（2）設(shè)備因素

在調(diào)車系統(tǒng)中設(shè)備的好壞會(huì)影響調(diào)車的安全，即使鐵路對(duì)所應(yīng)用的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的要求，但是在實(shí)際情況下難免會(huì)有不當(dāng)。所以各種設(shè)備在設(shè)計(jì)過(guò)程要嚴(yán)格把控，在保證設(shè)計(jì)安全性的同時(shí)也要保證使用的安全性，在應(yīng)用的過(guò)程中要注意對(duì)設(shè)備的維修保養(yǎng)。駝峰、調(diào)出線、調(diào)車線、調(diào)機(jī)、調(diào)車信號(hào)機(jī)以及各種調(diào)速設(shè)備均是調(diào)車作業(yè)特定的設(shè)備。

（3）環(huán)境因素

影響調(diào)車的環(huán)境因素包括內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，內(nèi)部小環(huán)境指調(diào)車作業(yè)時(shí)的作業(yè)環(huán)境，也包括系統(tǒng)內(nèi)的社會(huì)環(huán)境，即政治、經(jīng)濟(jì)、文化等。外部大環(huán)境主要指自然環(huán)境，比如有些站段所處地區(qū)比較寒冷、地勢(shì)不平坦等現(xiàn)象會(huì)給調(diào)車工作帶來(lái)一定的影響。

2 調(diào)車脫軌事故樹(shù)建立與計(jì)算

2.1 建立調(diào)車脫軌影響因素的事故樹(shù)

基于某鐵路局調(diào)車脫軌事故統(tǒng)計(jì)整理，加上查找資料的過(guò)程中收集的事故類型對(duì)基本事件進(jìn)行篩選，保證各基本事件相對(duì)獨(dú)立。列車調(diào)車脫軌事故的頂上事件（T）、中間事件（M）和基本事件（X），并通過(guò)事故樹(shù)的基本術(shù)語(yǔ)及符號(hào)將各事件間的邏輯關(guān)系通過(guò)樹(shù)的形式表示出來(lái)，各事件的情況詳見(jiàn)表1，脫軌事故樹(shù)模型如圖1。

脫軌事故樹(shù)如圖1所示：

2.2 事故樹(shù)模型的計(jì)算及結(jié)果

根據(jù)圖1的事故樹(shù)中頂上事件T，中間事件M，原因事件X之間的邏輯關(guān)系，建立調(diào)車脫軌事故樹(shù)函數(shù)，利用布爾代數(shù)法將函數(shù)化簡(jiǎn)：

對(duì)事故樹(shù)函數(shù)T，運(yùn)用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法求出事故樹(shù)的最小割集：

根據(jù)事故樹(shù)函數(shù)T列出成功樹(shù)函數(shù)T'

同理運(yùn)用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法求出成功樹(shù)函數(shù)的兩個(gè)最小徑集為：

根據(jù)得到的最小割集對(duì)事故樹(shù)結(jié)構(gòu)重要度排序，從上訴30個(gè)最小割集中可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)割集都有兩個(gè)基本事件，X1和X2的結(jié)構(gòu)重要度最大，其次是X3，X4…X17，則有：

2.3 概率重要度分析

根據(jù)上面得到的各基本概率重要度系數(shù)計(jì)算臨界重要度系數(shù)：

通過(guò)對(duì)事故樹(shù)的重要度分析中可以看出，基本事件結(jié)構(gòu)重要度中司機(jī)未注意險(xiǎn)情臆測(cè)行車和司機(jī)超速或調(diào)速不當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)度所占比重最大，所以這兩個(gè)基本因素對(duì)列車調(diào)車脫軌的影響程度較大。概率重要度分析主要依靠X1、X2等這些基本事件的概率重要度系數(shù)大小對(duì)脫軌事故的發(fā)生進(jìn)行定量分析，結(jié)果顯示除X1和X2這兩個(gè)基本事件的概率重要度最大且相等外其他事件都相等。在臨界重要度結(jié)果分析中可以發(fā)現(xiàn)，人員因素導(dǎo)致的脫軌概率最大，其次是設(shè)備因素，環(huán)境因素最小。

3防范脫軌事故的措施

3.1 提高職工的安全意識(shí)以及培養(yǎng)職工素質(zhì)

為了培養(yǎng)職工的素質(zhì)就需要有適應(yīng)調(diào)車工作的教育培訓(xùn)體系，車站可定期聘請(qǐng)專家舉辦安全講座，加強(qiáng)職工的安全責(zé)任意識(shí)。定期組織職工間交流典型事故案例，讓其認(rèn)識(shí)到事故造成的嚴(yán)重后果，增強(qiáng)其責(zé)任感和使命感。同時(shí)，實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，確保安全檢查和監(jiān)管到位。

3.2 加強(qiáng)作業(yè)技能培訓(xùn)

借助車站現(xiàn)有的設(shè)備，定期組織工作人員進(jìn)行實(shí)地操作演練，在條件允許的情況下可以定期進(jìn)行安全崗位考試、定期總結(jié)學(xué)習(xí)安全事故教訓(xùn)，加強(qiáng)一線職工的安全教育。其次要嚴(yán)格執(zhí)行操作技能培訓(xùn)及標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，減少職工違規(guī)違章等不安全行為，減少事故的發(fā)生。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備檢修與維護(hù)

車站的各種設(shè)備在日常應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)老化、損壞、不靈敏等問(wèn)題。因此，要加強(qiáng)日常檢查力度，保證設(shè)備養(yǎng)護(hù)正常，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)維修，并做好檢修記錄，定期對(duì)記錄內(nèi)容進(jìn)行專項(xiàng)排查整治。車站還可以加大資金投入力度，確保設(shè)備先進(jìn)可靠。

3.4 改善作業(yè)環(huán)境

在所調(diào)查的事故中可以發(fā)現(xiàn)因環(huán)境因素造成的調(diào)車脫軌概率相對(duì)較小，但是這并不意味著可以將此問(wèn)題忽略。在日常工作的過(guò)程中要為職工一個(gè)安全的工作環(huán)境，確保職工人身安全，減輕職工心理負(fù)擔(dān)，使其可以高度集中注意力地做好有關(guān)工作，降低人為失誤造成事故的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

調(diào)車脫軌事故不僅對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、車輛和貨物造成損害，擾亂服務(wù)，甚至造成人員傷亡并危害環(huán)境，也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)造成一定的損失。所以對(duì)于造成調(diào)車脫軌事故的影響因素的分析應(yīng)該引起有關(guān)人員的高度重視。

通過(guò)建立事故樹(shù)查清事故因素，研究各種因素的內(nèi)在聯(lián)系并進(jìn)行深入分析，有針對(duì)性地作出防范措施，從而高效率的防止鐵路脫軌事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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[8]門金勇.鐵路調(diào)車人因事故的控制與管理研究[D].北京：清華大學(xué).2008.