基于FTA軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故分析

1、基于FTA的軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故分析 安全保衛(wèi)部 姜楠楠摘 要 通過(guò)對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故的統(tǒng)計(jì)分析，筆者對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中發(fā)生率最高且災(zāi)難性最大的火災(zāi)事故，運(yùn)用事故樹分析法進(jìn)行分析，針對(duì)這些因素提出了一些預(yù)防與針對(duì)性的對(duì)策措施。對(duì)于改善城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的現(xiàn)狀，具有一定意義。關(guān)鍵詞：軌道交通；運(yùn)營(yíng)安全；火災(zāi)事故；事故樹分析法；影響因素；對(duì)策措施。第一章 緒論1.1問題的提出雖然城市軌道交通的安全性遠(yuǎn)高于其他交通方式，但由于城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的安全關(guān)系到城市數(shù)以百萬(wàn)計(jì)乘客的安全正點(diǎn)出行，從根本上而言其社會(huì)效益遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益，所以必須不斷地研究和提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性與可靠性。1.2論文研究

2、的主要內(nèi)容與方法在本課題中我們運(yùn)用事故樹分析方法主要對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行系統(tǒng)分析，重點(diǎn)剖析典型案例，對(duì)引起事故發(fā)生的人員、設(shè)備、環(huán)境等因素進(jìn)行系統(tǒng)地研究，從而建立事故樹，通過(guò)建立事故樹我們可以清清楚楚了解到發(fā)生事故的各種可能性，進(jìn)一步進(jìn)行定性分析，求出事故樹的最小割集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序。從而提出有針對(duì)性的對(duì)策措施，減少或避免火災(zāi)事故的發(fā)生。第二章 事故樹分析法的原理及應(yīng)用2.1事故樹分析法的基本原理事故樹分析法是一種圖形演繹方法，它可以圍繞某特定的事故作層層深入的分析，在清晰的事故樹圖形下，表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)各事件間的內(nèi)在聯(lián)系，反映單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。事故

3、樹分析法具有很大的靈活性，不僅可以分析引起系統(tǒng)發(fā)生故障這一事件的各種直接的或間接的原因（例如硬件、軟件、環(huán)境、人為等因素），而且可以在這些原因間建立邏輯關(guān)系，并用邏輯框圖（即事故樹）表示。事故樹以圖形化的方式表示了在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)故障或其它事件之間的交互關(guān)系。在事故樹中,底事件通過(guò)一些邏輯符號(hào)（如與門和或門）連接到一個(gè)或多個(gè)頂事件。頂事件一般指危及系統(tǒng)的事件或不希望發(fā)生的事故。底事件通常指部件故障或者是人員的錯(cuò)誤操作。進(jìn)行事故樹分析的過(guò)程，是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)更深入認(rèn)識(shí)的過(guò)程。要求分析人員把握系統(tǒng)內(nèi)各要素間的內(nèi)在聯(lián)系，弄清各種潛在因素對(duì)事故發(fā)生影響的途徑和程度。因而許多問題在分析的過(guò)程中就會(huì)被發(fā)現(xiàn)和解決，

4、從而提高系統(tǒng)的安全性。2.2事故樹分析法的基本步驟事故樹分析法的基本步驟：（1）定義事故類型或系統(tǒng)故障，確定系統(tǒng)故障事件，即“頂事件”；（2）建立事故樹；（3）進(jìn)行定性分析。2.3事故樹的定性分析割級(jí)與徑集是事故樹分析中的兩個(gè)基本概念，引起頂上事件發(fā)生的最起碼的基本事件的集合叫做最小割級(jí)；而不引起頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合叫做最小徑集。對(duì)事故樹的定性分析我們經(jīng)常采用最小割級(jí)的方法，就是利用引起發(fā)生事件的基本事件鏈來(lái)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而采取改進(jìn)措施，提高系統(tǒng)的可靠性。設(shè)事故樹中有n個(gè)基本事件，而K為由其中某些基本事件組成的集合 （1） 當(dāng)K中基本事件都發(fā)生時(shí)，頂事件必發(fā)生，此時(shí)則

5、稱K為事故樹的一個(gè)割集。若K中去掉任意一個(gè)基本事件后就不再是割集時(shí)，則稱此時(shí)的K為最小割集。最小割集的求解方法有行列法、結(jié)構(gòu)法和布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法。最小割級(jí)表示系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。求出最小割級(jí)可以掌握事故發(fā)生的各種可能，為事故調(diào)查和事故預(yù)防提供方便。要達(dá)到預(yù)防事故發(fā)生的原則，也就是說(shuō)要使事故樹的頂端事件不發(fā)生，也可以求出該事故樹的最小徑集，應(yīng)按照對(duì)偶原理，運(yùn)用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)其結(jié)構(gòu)函數(shù)，然后還原成事故樹結(jié)構(gòu)式，就可以得到最小徑集。最小徑集表示系統(tǒng)的安全性，求出最小徑集我們可以知道，要使事故不發(fā)生，有幾種可能方案。最后我們可以利用最小割級(jí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析。第三章 軌道交通運(yùn)營(yíng)事故的原因分析 以火災(zāi)為例3.1

6、國(guó)內(nèi)外軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故概述通過(guò)截止對(duì)2009年以來(lái)國(guó)內(nèi)外軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故進(jìn)行調(diào)查，共獲取153起事故數(shù)據(jù)，其中國(guó)外事故66起，國(guó)內(nèi)事故87起。盡管收集的數(shù)據(jù)不可能囊括所有城市軌道交通運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生的事故，但本論文所收集的數(shù)據(jù)仍具有一定的代表意義。根據(jù)收集的事故數(shù)據(jù)，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故分為火災(zāi)、列車脫軌、列車相撞、擁擠踩踏、乘客墜軌、停運(yùn)、恐怖襲擊7種類型。具體情況見下表1：表1 國(guó)內(nèi)外軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故統(tǒng)計(jì)事故名稱事故數(shù)量事故所占比例火災(zāi)5234%列車脫軌139%列車相撞1510%擁擠踩踏21%乘客墜軌1912%停運(yùn)4026%恐怖襲擊128% 通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外軌道交通運(yùn)營(yíng)事故后果統(tǒng)

7、計(jì)，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)事故造成后果最為嚴(yán)重，具體情況見表2： 表2 國(guó)內(nèi)外軌道交通運(yùn)營(yíng)事故后果統(tǒng)計(jì)別類死亡人數(shù)傷亡人數(shù)設(shè)備損失嚴(yán)重度分級(jí)火災(zāi)80957568輛車被毀災(zāi)難性的恐怖襲擊32881811輛車被毀災(zāi)難性的列車脫軌9272嚴(yán)重的列車撞車10232嚴(yán)重的擁擠踩踏55嚴(yán)重的中毒窒息125000災(zāi)難性的其他事故只是停運(yùn)，無(wú)人員傷亡通過(guò)以上的分析證明，火災(zāi)事故不僅是軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故中的高發(fā)事故而且所造成的損失也是最大的，如果對(duì)其進(jìn)行分析，提出有效的對(duì)策措施，將有效得減少運(yùn)營(yíng)事故的發(fā)生，所以在本論文中主要運(yùn)用事故樹對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行分析。3.2火災(zāi)事故原因分析3.2.1火災(zāi)事故列舉1、韓國(guó)大邱地鐵火災(zāi)事故2

8、003年2月18日上午9時(shí)，韓國(guó)大邱市地鐵一號(hào)線發(fā)生火災(zāi)。這次火災(zāi)事故傷亡慘重，共造成103人死亡，189人受傷。2、英國(guó)倫敦地鐵火災(zāi)事故 1987年11月18日英國(guó)倫敦地鐵君王十字車站，發(fā)生了一起31人死亡（含1名消防中隊(duì)長(zhǎng)），大量人員受傷（含6名消防隊(duì)員）的重大火災(zāi)。3、阿塞拜疆首府巴庫(kù)的地鐵火災(zāi)事故1995年10月28日傍晚，阿塞拜疆首府巴庫(kù)的地鐵由于機(jī)車電路老化短路，導(dǎo)致一場(chǎng)火災(zāi)，造成至少289人死亡，265人受傷。4、俄羅斯莫斯科地鐵爆炸事故 2004年2月俄羅斯莫斯科地鐵在上班高峰期發(fā)生爆炸事故，導(dǎo)致40人死亡，120人受傷。3.2.2火災(zāi)事故原因分析通過(guò)國(guó)內(nèi)外典型火災(zāi)事故案例原因

9、分析可知，地鐵火災(zāi)事故主要受三方面因素的影響，即人為因素，設(shè)備因素，環(huán)境因素。3.2.2.1人為因素（1）吸煙的煙頭亂甩的情況除了乘客存在之外，車站的工作人員在工作時(shí)間吸煙，若未在規(guī)定的吸煙區(qū)，或吸煙結(jié)束后未及時(shí)熄滅煙頭，就會(huì)造成火災(zāi)隱患。（2） 乘客在乘車過(guò)程中攜帶易燃、易爆物品進(jìn)站，雖然軌道交通運(yùn)營(yíng)安全乘車規(guī)定禁止攜帶易燃、易爆等危險(xiǎn)品，但還需乘客配合進(jìn)行安檢。（3）建設(shè)施工或運(yùn)營(yíng)后的設(shè)備維修中，工作人員違章作業(yè)，生產(chǎn)生活用電不慎就會(huì)造成火災(zāi)事故。（4）人為縱火或恐怖襲擊等其他原因。3.2.2.2設(shè)備因素設(shè)備故障、電氣線路等引起的火災(zāi)也不容忽視。無(wú)論是在車站站廳、列車、隧道內(nèi)，都存在各種電

10、氣設(shè)備和線路，而電氣線路又十分復(fù)雜，有通訊線路、照明線路、動(dòng)力線路等，這些不同用途的線路和設(shè)備往往由不同的部門來(lái)鋪設(shè)和管理，它們?cè)诿荛]的管道里雜亂的堆放在一起。一旦這些設(shè)備和線路出現(xiàn)故障，如線路老化短路、過(guò)載、漏電而產(chǎn)生電火花、電弧，就有可能產(chǎn)生火災(zāi)，這也是電氣火災(zāi)在火災(zāi)事故中占的比例最大的重要原因。3.2.2.3環(huán)境因素軌道交通運(yùn)營(yíng)環(huán)境特殊，車站主要分為高架車站就是地下車站。一旦發(fā)生火災(zāi)人員損失較大，這是因?yàn)椋很壍澜煌土髁枯^大，人口密度大，一旦發(fā)生火災(zāi)極易造成群死群傷的惡性事故；列車內(nèi)可燃物的燃燒產(chǎn)生的有毒氣體極易令人窒息；由于列車內(nèi)部空間的封閉性，溫度升高很快，一般發(fā)生火災(zāi)后57min就

11、會(huì)發(fā)生“轟然”。隧道內(nèi)更易發(fā)生火災(zāi)，主要起火原因如下：隧道內(nèi)檢修、施工作業(yè)時(shí)違章作業(yè)；隧道內(nèi)電纜電線發(fā)生故障引發(fā)火災(zāi)；機(jī)械故障或操作失誤造成列車在運(yùn)行過(guò)程中出軌、碰撞引起火災(zāi)。第四章 火災(zāi)事故樹的建立與分析4.1事故樹的建立通過(guò)第三章對(duì)國(guó)內(nèi)外火災(zāi)典型事故的分析，得出引發(fā)列車火災(zāi)事故的頂事件、中間事件以及底事件，對(duì)引發(fā)事故的原因進(jìn)行概括總結(jié)，按照其邏輯關(guān)系，編制出如下圖所示的事故樹。圖4-1 火災(zāi)事故樹模型4.2事故樹定性分析4.2.1最小割級(jí)的求解根據(jù)圖4-1的事故樹的邏輯表達(dá)式運(yùn)用布爾代數(shù)法對(duì)其進(jìn)行化簡(jiǎn)，求其最小割級(jí)。T=+=+最小割級(jí)分別為：；;；。由此可知，火災(zāi)事故共有15種模式。其中表

12、示發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致頂事件的發(fā)生；表示發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致頂事件的發(fā)生。同理，只要最小割級(jí)中每一個(gè)基本事件都發(fā)生的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致頂事件的發(fā)生。4.2.2結(jié)構(gòu)重要度分析結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹結(jié)構(gòu)上入手來(lái)分析各基本事件的重要程度。本論文中用最小割級(jí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析。直接排序方法的基本原則如下。（1） 看頻率。當(dāng)最小割級(jí)中的基本事件數(shù)不等時(shí)，基本事件少的割級(jí)中的基本事件比基本事件多的割級(jí)中的基本事件的結(jié)構(gòu)重要度大。（2）看頻數(shù)。當(dāng)最小割級(jí)中基本事件的個(gè)數(shù)相等時(shí)，重復(fù)在各最小割級(jí)中出現(xiàn)的基本事件，比只在一個(gè)最小割級(jí)中出現(xiàn)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大；重復(fù)次數(shù)多的比重復(fù)次數(shù)少的結(jié)構(gòu)重要度大。（3）既看頻率又看頻數(shù)。

13、在基本事件少的最小割級(jí)中出現(xiàn)的次數(shù)少的事件與基本事件多的最小割級(jí)中出現(xiàn)次數(shù)多的相比較，一般前者大于后者。通過(guò)以上原則的指導(dǎo)，我們經(jīng)過(guò)分析可以排出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序?yàn)椋骸?通過(guò)以上各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序，可以從結(jié)構(gòu)上了解各基本事件對(duì)頂上事件的發(fā)生影響如何，以便按照重要度順序安排防護(hù)措施，加強(qiáng)控制。根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度排序，得出如下結(jié)論。（1）首先引發(fā)火災(zāi)事故最重要的原因就是人為因素以及設(shè)備因素。 （2）其次在火災(zāi)事故中影響最大的就是排煙通風(fēng)設(shè)施情況，如果排煙通風(fēng)設(shè)施差將會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)中更大人員傷亡。 （3）最后，消防設(shè)施的完善情況也將影響到火災(zāi)事故的發(fā)展，若消防設(shè)施完善即可將初期火災(zāi)撲滅，避免

14、火勢(shì)的擴(kuò)大。第五章 預(yù)防火災(zāi)事故的對(duì)策與措施引起火災(zāi)事故的因素眾多，且多是綜合因素引起的，因此要控制火災(zāi)事故的發(fā)生，就要對(duì)引起火災(zāi)的每一個(gè)因素進(jìn)行對(duì)策分析。但是從事故樹定性分析中結(jié)構(gòu)重要度排序的結(jié)果得出，每一個(gè)因素對(duì)事故發(fā)生的影響情況均不相同，所以針對(duì)以上分析的結(jié)果，提出具有針對(duì)性和側(cè)重點(diǎn)的對(duì)策措施，對(duì)影響較大的因素，要優(yōu)先采取措施進(jìn)行控制，這樣會(huì)有效得減少火災(zāi)事故的發(fā)生。具體情況如下。5.1人的因素5.1.1加強(qiáng)安全教育及培訓(xùn)（1）車站工作人員平時(shí)要注意安全防火意識(shí)的培養(yǎng)，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)日?；馂?zāi)隱患，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，并提高對(duì)易燃易爆危險(xiǎn)品的識(shí)別能力及處理各類突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力。

15、火災(zāi)發(fā)生時(shí)，各崗位工作人員及軌警，在救援人員趕到現(xiàn)場(chǎng)之前，應(yīng)分工明確、沉著冷靜處理，盡量將火災(zāi)消滅在初期階段。若列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)無(wú)法運(yùn)行時(shí)，司機(jī)應(yīng)第一時(shí)間匯報(bào)行調(diào)，在根據(jù)列車所在的區(qū)間的位置、火災(zāi)位置、風(fēng)向等綜合因素確定疏散方向，并迅速組織乘客疏散。（2）通過(guò)電視廣播、網(wǎng)絡(luò)、海報(bào)，在車站范圍內(nèi)和列車上粘貼并散發(fā)宣傳材料，定期進(jìn)行火災(zāi)演習(xí)等措施，提高乘客安全防火意識(shí)，并掌握應(yīng)對(duì)火災(zāi)的自救能力。5.1.2加大安全檢查力度在軌道交通進(jìn)站口設(shè)置安全檢測(cè)儀，檢測(cè)乘客行李是否帶有易燃、易爆危險(xiǎn)品。安檢人員必須做到，逢包必檢，逢液必驗(yàn)。5.1.3杜絕違章行為杜絕違章作業(yè)和習(xí)慣性違章現(xiàn)象，動(dòng)火作業(yè)必須按照

16、相關(guān)規(guī)定辦理相關(guān)動(dòng)火作業(yè)手續(xù)后方可施工，如遇電氣焊等特種作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員必須100%持證上崗，作業(yè)過(guò)程中應(yīng)將強(qiáng)防護(hù)和作業(yè)后的清理工作。5.2設(shè)備的因素 5.2.1列車防火設(shè)計(jì)列車的防火設(shè)計(jì)應(yīng)得到應(yīng)有的重視，避免出現(xiàn)類似韓國(guó)大邱地鐵火災(zāi)中由于地鐵座椅和車廂助燃而使得火勢(shì)蔓延造成慘劇的情況。具體措施可包括可采用阻燃材料制作座椅和車廂、列車底板設(shè)置防火和隔熱層等。5.2.2電氣設(shè)備防火設(shè)計(jì)車站、列車以及區(qū)間隧道內(nèi)使用的電氣設(shè)備應(yīng)具有良好地?zé)o障礙性及耐高溫性，避免由于電器故障而造成火災(zāi)。對(duì)車站電氣設(shè)備的使用與保養(yǎng)，列車的操作、消防設(shè)備的操作與檢修均應(yīng)制定相應(yīng)的安全規(guī)范，杜絕由于操作上的失誤而造成火災(zāi)。

17、5.3環(huán)境的因素5.3.1控制隧道內(nèi)可燃材料隧道屬于一級(jí)耐火建筑均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，除此之外裝修材料均采用不燃材料，電纜電線采用耐火阻燃，低煙無(wú)鹵材料，將區(qū)間、車站工程自身著火的可能性降低到最低。5.3.2完善消防設(shè)施火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)不僅要傳送到運(yùn)調(diào)指揮中心，而且要直接傳送到消防部門，以便及時(shí)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警，爭(zhēng)取時(shí)間滅火。5.3.3軌道交通的水源一定要滿足水噴淋、消火栓等用水設(shè)備的用水量，不同設(shè)備的供水管應(yīng)分開可控設(shè)置，不可直接兼用。5.3.4設(shè)置防火防煙分區(qū)及防火隔斷裝置在隧道里設(shè)置相應(yīng)的防火分區(qū)及防煙分區(qū)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，把火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，以阻止火勢(shì)的迅速擴(kuò)大。實(shí)踐證明，長(zhǎng)期作為防火分割而設(shè)置的防火卷簾，在實(shí)際使用中存在很多隱患，如產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)、安裝質(zhì)量差或保養(yǎng)維護(hù)不當(dāng)都會(huì)使其在關(guān)鍵時(shí)刻起不到作用。而且防火卷簾本身也存在切斷疏散通道及救援通道的問題，近年來(lái)，防火隔煙設(shè)施也不斷完善，出現(xiàn)了隔斷門及新型箱型水幕作為防火隔斷。5.3.5設(shè)置自動(dòng)機(jī)械排煙系統(tǒng)在隧道中設(shè)置自動(dòng)機(jī)械排煙系統(tǒng)，以便迅速及時(shí)地排出煙霧，為人員的安全疏散和火災(zāi)撲救工作的展開提供有利條件。結(jié) 論軌道交通作為大容量公共交通工具，安全運(yùn)營(yíng)是交通運(yùn)輸?shù)氖滓瓌t