基于因果貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的接觸網(wǎng)風險評估模型研究

陳雍君，李曉健，王勁 ，王衛(wèi)東 ，邱實

(1.北京建筑大學(xué) 城市經(jīng)濟與管理學(xué)院，北京 102616；2.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075；3.高速鐵路建造技術(shù)國家工程研究中心，湖南 長沙 410075；4.中南大學(xué) 軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)控研究中心，湖南 長沙 410075)

接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構(gòu)架，是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。調(diào)查表明，牽引供電系統(tǒng)大多數(shù)故障來源于接觸網(wǎng)[1]，然而接觸網(wǎng)作為牽引供電系統(tǒng)的核心，其建設(shè)階段具有業(yè)務(wù)流程復(fù)雜、質(zhì)量安全影響因素眾多等問題。因此研究接觸網(wǎng)建設(shè)階段的各種風險因素，分析風險間因果關(guān)系，構(gòu)建科學(xué)、系統(tǒng)、規(guī)范的接觸網(wǎng)風險評估模型，尋找影響接觸網(wǎng)建設(shè)階段的薄弱環(huán)節(jié)與關(guān)鍵節(jié)點，制定經(jīng)濟技術(shù)切實可行的風險預(yù)防及應(yīng)對方案，對于提高接觸網(wǎng)工程的建設(shè)效率及建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。目前，國內(nèi)外專家針對接觸網(wǎng)風險以及運行可靠性展開了相關(guān)研究，并取得了一定的成果。接觸網(wǎng)作為暴露在自然環(huán)境中的線性工程，有專家研究了雷擊、冰雪、地震、酸雨等自然災(zāi)害對接觸網(wǎng)運行可靠性的影響，并針對災(zāi)害的特性及可能造成的損壞級別提出了防范和修復(fù)措施[2-6]。針對接觸網(wǎng)組成構(gòu)件風險層面的可靠性研究，趙峰等[7]將二元決策圖(Binary Decision Diagram，BDD)應(yīng)用于接觸網(wǎng)構(gòu)件的失效風險評估中，提出了新的Birnbaum 重要度的編程計算方法，實現(xiàn)基于BDD方法的接觸網(wǎng)失效風險評估。CHEN 等[8]將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于接觸網(wǎng)系統(tǒng)載流環(huán)的故障檢測中，提出基于改進的CenterNet模型的載流環(huán)故障診斷方法，提高了接觸網(wǎng)系統(tǒng)載流環(huán)故障的檢測效率。在接觸網(wǎng)建設(shè)及運維輔助裝置風險層面的研究，王志剛等[9]研究了接觸網(wǎng)設(shè)備限界安全問題，分析了此類問題的嚴重性以及引發(fā)此類問題的主要原因。姜堯等[10-11]從風險識別與風險預(yù)防治理2 個方面研究了接觸網(wǎng)運維過程中的觸電風險。另外，焦志秀等[12]將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法(Bayesian Network，BN)應(yīng)用到接觸網(wǎng)系統(tǒng)及關(guān)鍵元部件的可靠性分析，從不同角度研究影響系統(tǒng)可靠性的薄弱環(huán)節(jié)與主要因素。劉琛等[13]以維修費用最小為目標，以風險損失和維修資源限制為約束條件，提出高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)維修計劃優(yōu)化模型，維持了接觸網(wǎng)系統(tǒng)較高可靠性。林小松等[14]將故障樹分析法應(yīng)用于接觸網(wǎng)可靠性分析中，計算了接觸網(wǎng)失效概率與基本事件的結(jié)構(gòu)重要度和概率重要度。FENG 等[15]提出一種考慮時空差異特征的接觸網(wǎng)風險指數(shù)體系，量化風險特征，有助于接觸網(wǎng)作業(yè)風險的管理。由上述可知，相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍佑|網(wǎng)系統(tǒng)的研究重點傾向于運維過程可靠性以及運維風險災(zāi)害應(yīng)對研究措施分析，對于接觸網(wǎng)工程建設(shè)階段的風險以及風險因果關(guān)系的推理的研究相對較少。本文對鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)階段風險因素的因果關(guān)系以及薄弱環(huán)節(jié)的識別進行研究，為實現(xiàn)接觸網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量安全風險提前預(yù)防以及管控工作精準化、規(guī)范化、高效化提供理論支撐。在理論分析的基礎(chǔ)上，制定并嚴格執(zhí)行接觸網(wǎng)建設(shè)風險管控措施，有助于提升建設(shè)效率，保障建設(shè)質(zhì)量，降低后期維護成本。

1 鐵路接觸網(wǎng)風險因果分析

1.1 接觸網(wǎng)施工過程風險因素分析

作為向列車傳輸所需電能的關(guān)鍵載體，接觸網(wǎng)主要由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。接觸網(wǎng)建設(shè)階段包括施工準備、施工和完工驗收3個環(huán)節(jié)，每個施工環(huán)節(jié)都有嚴格的規(guī)章制度與工藝工法流程。在本文的研究中，將接觸網(wǎng)施工環(huán)節(jié)劃分為預(yù)裝配階段和安裝階段，預(yù)裝配階段包括支柱的組立和整正以及接觸網(wǎng)腕臂結(jié)構(gòu)的預(yù)裝配業(yè)務(wù)，安裝階段包括補償裝置安裝、承力索架設(shè)以及吊弦安裝等業(yè)務(wù)。

接觸網(wǎng)建設(shè)階段中的風險因素按照類型主要劃分為外生變量和內(nèi)生變量2種，外生變量為獨立于系統(tǒng)中其他變量，其他變量的變化不對該變量造成影響，而內(nèi)生變量能夠被該系統(tǒng)中的其他變量所決定或被影響。接觸網(wǎng)施工全流程面臨著內(nèi)部因素與外部因素的影響，如果忽略這些風險因素的影響，會嚴重影響接觸網(wǎng)工程的建設(shè)質(zhì)量與交付工期，從而增加鐵路工程的安全運行隱患以及提高工程維修費用。本研究在梳理總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，從項目的建設(shè)階段維度、參建部門維度以及建設(shè)要素維度研究接觸網(wǎng)施工過程風險因素，總結(jié)專家經(jīng)驗，建立接觸網(wǎng)建設(shè)階段風險研究模型，并以此為依據(jù)進行風險的識別、評估與管控。

在接觸網(wǎng)施工過程中，會受到氣候、地質(zhì)等自然環(huán)境因素和設(shè)計、施工、監(jiān)理以及監(jiān)管等行為因素的影響。經(jīng)過專家咨詢和文獻查閱，總結(jié)接觸網(wǎng)建設(shè)過程中的風險因素，包括6個外生變量以及21 個內(nèi)生變量。根據(jù)風險發(fā)生的時間，將接觸網(wǎng)風險劃分到4階段，具體變量名稱、符號、變量釋義以及風險階段劃分如表1和表2所示。

表2 接觸網(wǎng)建設(shè)工程風險內(nèi)生變量與建設(shè)階段風險Table 2 Endogenous variable of catenary construction project risk and the construction stage risk

1.2 基于結(jié)構(gòu)因果模型繪制接觸網(wǎng)施工風險因果關(guān)系分析網(wǎng)絡(luò)

結(jié)構(gòu)因果模型(Structure Causal Model，SCM)是描述系統(tǒng)因果機制的概念模型，可以通過精確的定則決定需要考慮或控制哪些變量，并詳細描述變量本身的作用，分析變量之間內(nèi)在的因果關(guān)系[16]。在結(jié)構(gòu)因果模型的理論體系中，因果關(guān)系的推斷依托于有向無環(huán)圖(Directed Acyclic Graph，DAG)的3 種基本路徑結(jié)構(gòu)，即鏈狀結(jié)構(gòu)、叉狀結(jié)構(gòu)和對撞結(jié)構(gòu)，3 種結(jié)構(gòu)具有不同的數(shù)理信息傳遞方式，因果關(guān)系圖可以由這3 種基本結(jié)構(gòu)組合而成。在復(fù)雜因果模型的分析中考慮全部因果路徑，可以清晰推斷出接觸網(wǎng)建設(shè)過程中風險因素間的因果關(guān)系。

接觸網(wǎng)建設(shè)風險結(jié)構(gòu)因果模型通常包括2個變量集U和V以及函數(shù)集合：

模型(1)表示存在函數(shù)式fi可以描述接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素的外生變量V和內(nèi)生變量U之間的因果邏輯關(guān)系。其中，集合F={f1，f2，…，fi}為所設(shè)定的外生變量和內(nèi)生變量以及內(nèi)生變量之間因果關(guān)系的函數(shù)，集合U={C1，C2，…，Cn}為接觸網(wǎng)建設(shè)過程中風險因素的外生變量，集合V={B1，B2，…，Bj}為接觸網(wǎng)建設(shè)過程中風險因素的內(nèi)生變量?；谏鲜鰧佑|網(wǎng)施工過程中風險因素變量集合的設(shè)定，通過因果關(guān)系推理得到描述風險因素間因果關(guān)系的結(jié)構(gòu)方程(Structural Equations)，即從方程層面描述接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素之間的因果關(guān)系。

在充分了解接觸網(wǎng)施工業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，咨詢鐵路建設(shè)領(lǐng)域?qū)＜?，基于因果理論[16]分析本研究中的6 個外生變量以及21 個內(nèi)生變量之間的因果關(guān)系，使用結(jié)構(gòu)方程對因果關(guān)系進行描述，具體有：因為行為X導(dǎo)致了結(jié)果Y，可以使用結(jié)構(gòu)方程Y=f(X)表示。

例如，根據(jù)表1 和表2 中變量的描述，可以推斷出接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素外生變量和內(nèi)生變量之間的函數(shù)方程映射關(guān)系，如由于C1(圖紙溝通不及時)會導(dǎo)致最終用于施工的B1(圖紙不合格)，因此用結(jié)構(gòu)方程式表述風險因素間的因果關(guān)系：

同樣的，可以推理由于C5(物資中標單位信譽差)、B11(執(zhí)行進場物資質(zhì)量檢查工作的物機部失職)等原因會導(dǎo)致用于施工的B10(物資質(zhì)量不合格)，因此用結(jié)構(gòu)方程式表述風險因素間的因果關(guān)系：

通過以上實例的表述，在充分分析接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素因果關(guān)系的基礎(chǔ)上，推理接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險變量之間的因果方程，得到完整的接觸網(wǎng)施工過程風險因果關(guān)系結(jié)構(gòu)方程式：

模型(4)中f1，…，22表示接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素之間由因到果的邏輯關(guān)系映射，C1，…，6表示接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素的外生變量，B1，…，22表示接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素的內(nèi)生變量。

為了清晰地表示接觸網(wǎng)建設(shè)過程中風險因素之間的因果邏輯關(guān)系，可以通過繪制因果網(wǎng)絡(luò)圖的方式來描述。因果網(wǎng)絡(luò)圖利用有向邊將具有因果關(guān)系的風險節(jié)點進行連接，并依靠圖形繪制規(guī)則保證因果圖的邏輯準確性，繪圖規(guī)則為：

1) 圖中的每一個內(nèi)生變量都至少是一個外生變量的后代；

2) 外生變量在圖中表現(xiàn)為一個根節(jié)點，它沒有父節(jié)點，不能是內(nèi)生變量的子節(jié)點。

根據(jù)章節(jié)1.1 中針對外生變量和內(nèi)生變量的設(shè)定與釋義，參考接觸網(wǎng)施工過程風險因果關(guān)系結(jié)構(gòu)方程表達式(4)，按照外生變量、內(nèi)生變量、階段風險將設(shè)定的風險因素進行分層，凸顯因果網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的邏輯性，并代入有向無環(huán)圖的3種基本路徑結(jié)構(gòu)，繪制如圖1所示的多層次接觸網(wǎng)建設(shè)風險因果網(wǎng)絡(luò)圖。圖中，外生變量層為表1中設(shè)定的接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素的外生變量，內(nèi)生變量層為表2 中設(shè)定的接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素的內(nèi)生變量。將無子節(jié)點的內(nèi)生變量按照發(fā)生時間將其劃分到A1～A4階段，其中，A1為施工前準備階段風險，A2為預(yù)裝配階段風險，A3為安裝階段風險，A4為驗收階段風險。

圖1 接觸網(wǎng)建設(shè)風險因素因果圖Fig.1 Causal diagram of the risk factors to catenary construction

2 鐵路接觸網(wǎng)工程風險因果貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評估模型

2.1 構(gòu)建接觸網(wǎng)工程因果貝葉斯網(wǎng)絡(luò)風險評估模型

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(Bayesian Networks，BN)又稱置信網(wǎng)絡(luò)，是一個表示變量間因果關(guān)系的有向無環(huán)圖[17]。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)由圖結(jié)構(gòu)和條件概率表(Conditional Probability Tables，CPTs)等2 部分構(gòu)成，圖結(jié)構(gòu)是由節(jié)點及有向邊構(gòu)成的有向無環(huán)圖，其中節(jié)點表示隨機變量，節(jié)點之間的有向邊表示節(jié)點間的因果關(guān)系。條件概率表反映外生變量及內(nèi)生變量之間的因果關(guān)系強度，變量的發(fā)生概率稱為先驗概率。借助節(jié)點及有向邊建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，借助條件概率表賦予貝葉斯網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)意義，從而使得貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型可以定性和定量地解決實際問題。其表達式為：

式中：RBN表示貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；F為有向邊的集合；Xi為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的集合。

已知貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含了條件獨立性假設(shè)，即在父節(jié)點已知的條件下，每個節(jié)點與不是它后代節(jié)點的節(jié)點是相互獨立的，條件獨立性假設(shè)表達式為：

式中：Xj表示Xi的父節(jié)點；P(Xj)代表父節(jié)點事件發(fā)生的概率；Xn代表非Xi子節(jié)點的集合。

針對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的研究，傳統(tǒng)的分析方法有結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)與參數(shù)學(xué)習(xí)。結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)是指借助已知數(shù)據(jù)和先驗知識，運用特定算法提取變量之間的內(nèi)部拓撲結(jié)構(gòu)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)局部結(jié)構(gòu)的過程。參數(shù)學(xué)習(xí)是基于實際數(shù)據(jù)以及專業(yè)人員經(jīng)驗確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點的條件概率以及具體參數(shù)[18]。接觸網(wǎng)建設(shè)作為業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜的線性工程，沿線建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，同一工程在不同空間位置可能會面臨不同風險的影響，并且施工過程中用到的各種基礎(chǔ)要素(人員、材料、施工器械)的基本素質(zhì)不同，因此對于接觸網(wǎng)施工全流程風險因素的數(shù)據(jù)統(tǒng)計極為困難，無法滿足貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)與參數(shù)學(xué)習(xí)所需要的海量數(shù)據(jù)。

因此，本文利用專家評議的方式，參考大量工程和專業(yè)人員的經(jīng)驗確定外生變量發(fā)生的概率以及內(nèi)生變量的條件概率，進而得出所有變量的先驗概率。本研究從鐵路建設(shè)領(lǐng)域選取了5 位專家，從資質(zhì)水平和工作年限2個方面估計專家的權(quán)重，得到5 位專家的權(quán)重向量為：W=[e1，e2，e3，e4，e5]。將變量節(jié)點風險的發(fā)生概率按照高、中高、中、中低、低5 個等級進行劃分，5 個風險發(fā)生概率等級分別對應(yīng)[0.8，1]，[0.6，0.8)，[0.4，0.6)，[0.2，0.4)，[0，0.2)。5 位評議專家根據(jù)經(jīng)驗以及接觸網(wǎng)工程特點，在對應(yīng)的風險隸屬度區(qū)間對節(jié)點進行評議，確定節(jié)點風險發(fā)生概率分別為ki(i=1，2，3，4，5)。結(jié)合專家權(quán)重計算風險節(jié)點xi的發(fā)生概率為：

基于上述方法，分別確定所有外生變量的發(fā)生概率以及內(nèi)生變量的條件概率。由于所研究的風險節(jié)點均為二值事件，因此當確定所研究節(jié)點的發(fā)生概率后即可確定風險節(jié)點不發(fā)生的概率。例如，根據(jù)專家評議，可以得出風險節(jié)點C1(圖紙溝通不及時)發(fā)生的概率P(C1)=0.1。對于內(nèi)生變量先驗概率的計算，根據(jù)專家評議結(jié)果，可以得出C1發(fā)生的情況下B1(圖紙不合格)發(fā)生的條件概率為P(B1=1|C1=1)=0.55，同時，可以得出C1不發(fā)生的情況下B1發(fā)生的概率P(B1=1|C1=0)=0.1。因此，可以計算出B1發(fā)生的概率：

根據(jù)上述計算過程，得到外生變量的先驗概率以及內(nèi)生變量的條件概率，將所有節(jié)點的概率代入圖1接觸網(wǎng)建設(shè)風險因素因果圖，即可確定全部節(jié)點的先驗概率，構(gòu)建如圖2所示的接觸網(wǎng)建設(shè)風險評估模型，根據(jù)模型所示信息，接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險發(fā)生的概率為0.6。

圖2 接觸網(wǎng)建設(shè)風險評估模型Fig.2 Risk assessment model for catenary construction

2.2 接觸網(wǎng)建設(shè)過程敏感性分析

在接觸網(wǎng)風險評估模型中，對所有節(jié)點進行敏感性分析可以反映局部參數(shù)發(fā)生變化對目標節(jié)點變化的影響程度，進而識別出對目標影響較大的敏感節(jié)點。節(jié)點顏色的深度與其敏感度呈正比關(guān)系，顏色越深，則敏感性程度越高。同時，通過尋找風險致因鏈確定影響力較大的風險因素，將最可能導(dǎo)致事故發(fā)生節(jié)點之間的有向邊加粗，凸顯風險分析的關(guān)鍵因果鏈。將節(jié)點A0(接觸網(wǎng)建設(shè)風險)設(shè)定為目標節(jié)點，進行變量敏感性和風險致因鏈分析，結(jié)果如圖3所示。

圖3 風險節(jié)點敏感性分析圖Fig.3 Diagram of risk node sensitivity analysis

由圖3所示的分析結(jié)果，接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險的敏感因素集中在A2(預(yù)裝配階段)以及A3(安裝階段)。在預(yù)裝配階段敏感性較高的節(jié)點有：B3(接觸網(wǎng)支柱組立整正不合格)、B9(接觸網(wǎng)預(yù)裝配不合格)，在接觸網(wǎng)預(yù)裝配過程中，需要根據(jù)工程現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)確定設(shè)計方案，保證接觸網(wǎng)支柱組立整正的合格，才能為后面接觸網(wǎng)的預(yù)裝配提供準確的數(shù)據(jù)。在安裝階段敏感性較高的節(jié)點有：B15(施工人員素質(zhì)較低(接觸網(wǎng)安裝))、B17(安裝質(zhì)量檢測不規(guī)范)。接觸網(wǎng)工程施工人員基本素質(zhì)對工程風險控制有著重要影響，因為技術(shù)人員作為接觸網(wǎng)安裝工程的主體力量，其技術(shù)水平的高低對工程的風險控制起到?jīng)Q定性作用。同時因為質(zhì)量驗收是工程風險控制的重要環(huán)節(jié)，一旦此環(huán)節(jié)存在缺陷，將會加大接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險發(fā)生的可能性。

根據(jù)敏感性分析圖中關(guān)鍵致因鏈的分析結(jié)果顯示，包含4 個節(jié)點的致因鏈有：B12(項目部失職)→B13(作業(yè)隊技術(shù)負責人技術(shù)交底不落實)→B14(接觸網(wǎng)安裝工程培訓(xùn)不到位)→B15(接觸網(wǎng)安裝人員素質(zhì)較低)，B6(測量數(shù)據(jù)不準確)→B7(數(shù)據(jù)處理錯誤)→B8(腕臂切割錯誤)→B9(接觸網(wǎng)預(yù)裝配不合格)。包含3 個節(jié)點的因果鏈有：C3(土建施工人員素質(zhì)較低)→B2(支柱基礎(chǔ)施工不合格)→B3(接觸網(wǎng)支柱組立整正不合格)。包含2 個節(jié)點的因果鏈有：B16(安質(zhì)部失職)→B17(安裝質(zhì)量檢測不規(guī)范)，B4(土建單位未整改接口問題)→B5(土建接口不合格)。在接觸網(wǎng)施工過程中，需要對致因鏈中的各項風險節(jié)點進行重點控制，降低風險因素的發(fā)生概率，從而保障施工效率與工程質(zhì)量。

2.3 接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險逆向推理

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)逆向推理的基本原理是將最終節(jié)點代表的風險事件發(fā)生的的概率值設(shè)定為100%，即假設(shè)接觸網(wǎng)施工過程發(fā)生風險，經(jīng)過模型傳導(dǎo)，將各基本事件對應(yīng)節(jié)點的概率變化為后驗概率，代表在接觸網(wǎng)系統(tǒng)已產(chǎn)生風險的條件下各節(jié)點發(fā)生的概率。通過逆向推理，分析對接觸網(wǎng)施工風險水平影響較大的因素。將節(jié)點A0設(shè)定為發(fā)生，然后進行逆向推理運算，得到圖4所示的建設(shè)階段風險逆向推理圖。

圖4 建設(shè)階段風險逆向推理圖Fig.4 Diagram of reverse inference risk in the construction stage

根據(jù)圖4 可知，針對接觸網(wǎng)A1(施工前準備階段)、A2(預(yù)裝配階段)、A3(安裝階段)和A4(驗收階段)進行風險分析，當接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險發(fā)生時，逆向推理結(jié)果顯示，A2和A3的后驗概率較高，分別為0.74和0.67，模擬得到的概率與黔張常高鐵某段建設(shè)風險發(fā)生的實際概率基本吻合。

在假設(shè)接觸網(wǎng)建設(shè)工程風險發(fā)生的基礎(chǔ)上，分析預(yù)裝配階段和安裝階段的風險因素因果關(guān)系，假設(shè)2 個階段風險發(fā)生，在此基礎(chǔ)上進行逆向推理，得到圖5 和圖6。當預(yù)裝配階段發(fā)生風險時，相較于B3(接觸網(wǎng)支柱組立整正不合格)，風險因素B9(接觸網(wǎng)預(yù)裝配不合格)的后驗概率較高，這說明在施工過程中需要提升對B9的風險控制意識，制定風險管控措施，保障預(yù)裝配階段工作的順利進行。另外，在該圖的2個父節(jié)點中，后驗概率較高的為C3(土建施工人員素質(zhì)較低)，這說明如果土建施工人員不認真或者施工水平不夠，會對整個預(yù)裝配環(huán)節(jié)的風險管控造成嚴重的影響。因此管理部門與相關(guān)人員需要嚴格執(zhí)行技術(shù)交底任務(wù)，確保土建施工人員的技術(shù)水平。當安裝環(huán)節(jié)風險發(fā)生時，B15(接觸網(wǎng)安裝施工人員素質(zhì)較低)的后驗概率較高，這說明現(xiàn)場接觸網(wǎng)安裝人員對于整個安裝環(huán)節(jié)的風險控制十分重要。因此為保證接觸網(wǎng)建設(shè)工程風險實時管控，應(yīng)該確保接觸網(wǎng)安裝人員的技術(shù)水平達標。

圖5 預(yù)裝配階段風險逆向推理圖Fig.5 Diagram of risk reverse inference in the pre-installation stage

圖6 安裝階段風險逆向推理圖Fig.6 Diagram of risk reverse inference in the installation phase

2.4 接觸網(wǎng)工程風險應(yīng)對措施

針對接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險因素敏感性分析以及逆向推理得出的結(jié)果，提出以下幾點接觸網(wǎng)風險管控措施。

1) 嚴格執(zhí)行工程技術(shù)交底，定期考核施工人員技能水平。施工人員素質(zhì)水平對于接觸網(wǎng)施工全流程的風險控制起著關(guān)鍵作用，嚴格對現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)，并對完成培訓(xùn)的施工人員進行技術(shù)水平考核，確保施工人員技能水平達到工程質(zhì)量保證的要求。

2) 規(guī)范工程日常質(zhì)量檢查標準。監(jiān)理單位以及安質(zhì)部應(yīng)嚴格按照接觸網(wǎng)工程標準規(guī)范認真負責地進行日常質(zhì)量檢查，業(yè)主單位可以分別針對檢查單位和被檢查單位建立日常檢查流程考核制，對于考核通過或者排名靠前的檢查單位和人員進行表彰獎勵，對玩忽職守或排名靠后的單位進行懲罰。此外，業(yè)主單位應(yīng)該建立一套完整的質(zhì)量檢查—整改—復(fù)查流程，實現(xiàn)日常質(zhì)量檢查的閉環(huán)處理。

3) 制定監(jiān)理人員工作考核制度。監(jiān)理人員負責監(jiān)察施工現(xiàn)場各個部門的工作，因此設(shè)立監(jiān)理單位人員工作績效考核制度，提升監(jiān)理工程師的工作態(tài)度和積極性，從根源控制接觸網(wǎng)工程質(zhì)量。

3 結(jié)論與建議

1) 基于結(jié)構(gòu)因果模型，繪制了接觸網(wǎng)建設(shè)風險因素因果圖。通過圖結(jié)構(gòu)以及方程式清晰描述了風險因素之間的因果關(guān)系，構(gòu)建了接觸網(wǎng)風險評估模型。通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)敏感性分析和逆向推理分析找到接觸網(wǎng)建設(shè)風險的事故最大因果鏈以及重要風險節(jié)點。

2) 接觸網(wǎng)建設(shè)過程風險控制可以保障接觸網(wǎng)工程按期交付，提升接觸網(wǎng)運維階段的維護效率。接觸網(wǎng)建設(shè)工程相關(guān)單位要重視本階段的風險管控，完善接觸網(wǎng)建設(shè)管理與保障措施。

3) 本文在構(gòu)建接觸網(wǎng)風險評估模型的時候，考慮了目前接觸網(wǎng)建設(shè)過程中發(fā)生概率相對頻繁的風險因素，對于一些極端的自然災(zāi)害影響以及具有地理位置特點的風險未作考慮。因此在未來的研究中，可以進一步擴展風險因素的分析數(shù)量，構(gòu)建更完善的接觸網(wǎng)風險評估模型。