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南京城市轨道交通运营风险识别与对策分析

 2023-04-17 03:04  

论文总字数:18278字

摘 要

随着经济的高速发展,交通拥堵问题已经成为制约城市发展的主要因素。而国内外经验表明解决这一问题的有效途径是发展城市轨道交通。城市轨道交通具有快速、安全、环保、节能、运量大的特点。城市轨道交通的快速发展,对解决交通拥堵问题、促进节能减排、改善乘客出行条件、节约土地资源、引导城市布局调整和推动经济发展都发挥着重要作用。城市轨道交通本身的特点决定了安全经营是城市轨道交通运营的首要方针。

本课题将城市轨道交通运营作为研究对象,以城市轨道交通运营组织与管理为出发点,对城市轨道交通运营风险识别与分析问题进行了研究。本课题采用事故树分析方法来对风险进行研究分析。

本课题在对国内外理论研究分析总结的基础上,对城市轨道交通运营安全与风险的概念、意义与特征都进行了简要介绍。本课题首先通过相关文献与资料的研究分析,对城市轨道交通运营组织与管理中存在的风险进行现场调研与数据采集;接着应用事故树分析法具体找出风险的原因与归口部门,并提出自己对轨道交通运营及设备维护的建议。

关键词风险分析;事故树分析法;城市轨道运营风险

The identification and analysis of the risk of urban rail transit

Abstract

With the rapid development of economy, the traffic jam has been the prime factor of limiting the development of city.The experience at home and abroad suggested that the effective solution to tackle the problem is to develop the urban rail transit.Urban rail transit has the feature of speed, safety, environmental protection, energy conservation and the large amount of carrying people or merchandise.The rapid development of urban rail transit has the important effect on the solution traffic jam, promoting energy conservation and emission reduction, improving the condition of going out, sparing the resource of land, leading the adjusting layout of urban and promoting the economic development.The self-feature of the urban rail transit decide that the the prime policy of urban rail transit is safety operation.
The urban rail transit operation treated as the studying object in this topic, the identification and analysis of the risk of urban rail transit was done in this thesis based on the organization and management of urban rail transit running.The fault tree process to carry on the research analysis of risk was used in this topic to study.
The simple introduction of the conception, significance and feature of urban rail transit safe and risk was given in this topic based on the studying and analysis of theory at home and abroad.Analysis of the subject of the first through the literature and data, on-site investigation and data collection risks of organization city rail transit operation and management,put forward own suggestion for rail transit operation and maintenance of equipment.

Keywords: risk analysis; fault tree analysis; the risk of urban rail transit

南京城市轨道运营风险识别与对策分析

目录

目录 I

第一章 概述 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 我国城市轨道交通运营安全风险管理现状 1

1.2.2 国外城市轨道交通运营安全准则与引导 3

1.3 研究内容 3

1.4 框架思路 4

第二章 城市轨道交通运营风险识别 5

2.1 国内外城市轨道运营事故案例分析 5

2.2 风险 7

2.2.1风险含义 8

2.2.2风险特征 8

2.3 风险识别 8

2.3.1 风险识别的过程 9

2.3.2 风险识别的应用 9

第三章 城市轨道交通运营风险评估 11

3.1 现有城市轨道交通运营风险评估方法 11

3.2 南京轨道交通运营事故树编制 11

3.3 最小割集 12

3.4 最小径集 13

3.5 结构重要度 14

第四章 城市轨道交通运营风险管理 16

4.1 针对事故树法制定控制措施 16

4.2 南京现有轨道运营风险管理 16

4.3 国内外城市在面对轨道运营管理时的管理办法 16

第五章 结论与展望 17

5.1 研究结论 17

5.2 展望 17

第一章 概述

1.1 研究背景

1863年英国伦敦开通世界上第一条地铁线路,城市轨道时代由此揭开序幕。轨道交通拥有运量大、运行速度快、可靠性高、节省城市道路路面空间等优点,因而在建成通车的一百五十多年间,受到世界各个国家地区的青睐。1969年中国北京正式开通运营我国第一条地铁线路。

轨道交通缓解了特大城市日益增长的交通需求与有限的交通供给之间不可调和的矛盾。大力发展轨道交通不仅可以改善城市布局规划不合理、改变城市用地格局,还能缩短城乡之间通行时间。轨道交通对城市交通结构立体化、现代化、合理化的变革具有促进作用,对城市现代化具有推进作用。轨道交通作为基础设施,已经成为一个国家现代化标志,是国家综合国力、国民经济实力的体现。现如今,我国超百万人口的特大城市都开始规划建设地铁线路,中国正在迎来轨道运营建设的高潮。

1984年南京已经开始启动地铁规划设计项目,并就该项目的细节问题进行多次探讨修正。最终确定南京将建设24条地铁线路,总里程数为775公里。2005年南京开通地铁1号线,继北上广深以及天津之后,南京成为中国大陆有一个开通地铁的城市。截止2015年4月已开通地铁1号线,地铁2号线,地铁4号线,地铁10号线,轻轨S1,轻轨S8六条线路,地铁日均客流已从2005年的13万人次达到目前日均超百万人次,常住人口每年人均搭乘地铁61次。安全,作为运输的生命线,是运输过程中永恒的主题。对于城市轨道轨道交通这种大运量、高密集度的运输工具,运营过程中安全的重要性不言而喻。城市轨道交通系统的安全运营不仅保障了城市交通系统的高效运作,也体现了城市轨道运营服务质量。

城市轨道交通与其他交通工具一样,在运营过程中会产生一定风险,例如,火灾、脱轨、停电、爆炸、列车相撞等交通事故。这些事故在日常运输过程中具有随机性、突发性,是影响城市轨道交通正常运营的主要原因。此外,由于地铁相对封闭的运营特点,一旦产生事故,隧道内通风条件差、人员高度密集,乘客疏散困难,事故后果相较地面交通来说更加严重,对交通系统运作的影响也更大。因此,提前识别识别城市轨道轨道交通运营事故故障发生的规律与影响因素,制定相对应的应急预案,及时总结事故发生经验与教训并适时发出事故预警对城市轨道交通系统来说具有重要意义。

1.2 国内外研究现状

以英国为代表的发达国家早于中国进入城市轨道交通时代,因此在轨道运营管理方便拥有丰富的实践与理论经验。不少发达国家在这方面的发展已经相对比较成熟,然而,对于发展中国家,例如中国,并没有丰富的地铁运营历史数据,也无法基于此建立运营模型,因此我国地铁运营相关研究工作还处于初级阶段。因此在研究我国城市轨道运营风险管理时可以借鉴参照发达国家管理体制。

1.2.1 我国城市轨道交通运营安全风险管理现状

对于城市轨道运营事故的标准制定,我国尚处于空白阶段,然而,每个行业都需要行业内部事故的标准等级,目前我国将事故分为一般火灾事故、重大火灾事故、特大火灾事故。

然而,我国的轨道行业发展迅速,相应的交通调查也在不断完善,许多相关学者已经就这一课题展开深入研究。

韩春梅,邓世舜,赵振江[1]等学者针对地铁运营的特点,对地铁运营中的风险定义、风险的分析、评估、以及可能的风险管理研究领域等展开讨论,分析地铁运营风险发生主要因素并对这些因素进行风险评估,并在行文最后提出风险控制措施。

毛儒[2]等学者借鉴分析海外有关轨道交通安全风险管理的准则:英国轨道交通运营管理安全风险准则,城市轨道系统的安全保证,英国德国法国三个国家不同的风险接受标准。他首先由我国轨道交通安全风险管理现状展开,引出英国轨道交通安全风险管理准则。其次,毛儒通过介绍如何保证轨道交通系统工程的安全,即通过可行性研究、初步设计、详细施工设计及设备选型、其他四个阶段对危险进行评估,再对危险分析进行接界定。最后,他介绍了得法英三国处理风险的总量度标准。

杨波,徐姣,倪晓阳[4]等学者结合近年来我国高速公路隧道交通安全现状,在分析高速公路隧道交通事故类型及特点的基础上,从人、车、路和环境、管理四个方面采用事故树方法分析了高速公路隧道交通事故的主要原因,建立了高速公路隧道交通安全事故树,并提出了预防和控制高速公路隧道交通事故安全的对策措施及建议。

温玉君[5]等学者针对目前上海轨道交通多条线路同时建设带来的风险问题,从开展工程建设的风险评估、加强技术标准制定、加强工程前期设计阶段的技术审查、加强高风险工程施工方案的专项技术审查等7个方面阐述了建设过程中风险控制与管理的对策措施。这些措施对于完善上海城市轨道交通建设风险管理体系,降低工程风险,并在风险管控的制度、管理体系上形成有效工作机制有一定的作用。

黄宏伟,叶永峰,胡群芳[6]等学者搜集大量案例信息,分类统计国内轨道交通的相关数据,例如通车里程数、在建里程数等,在运营事故方面不仅着眼国内,结合国际重大事故一并统计。因数据结合国内外案例信息,作者在对轨道运营风险管理定义以及特点进行分析的同时,也对比国内外大中城市轨道交通风险管理体系的异同点,对比分析各自利弊。针对国内城市轨道交通风险管理中的问题提出针对性建议与改正措施。

李为为,唐祯敏[7]等学者对影响城市轨道运营安全的原因进行深入探讨,从乘客、硬件设施、供电系统、人为灾害等方面着手分析;并就这几方面,一一提出预防措施以及事故发生后的应急预案;从人为本以及安全管理的中心思想展开,结合上述几方面制定救援应急体系。这些对策与措施能有效减少城市轨道运营事故率,减少人员伤亡。

崔艳萍,唐祯敏,李毅雄[8]等学者分析了轨道交通运营风险管理现状,由系统着手对事故管理存在的漏洞进行进一步分析探讨,提出现代化企业安全管理体系在轨道交通运营安全中的重要性;探讨了控制系统、保证系统、信息系统在安全管理过程中的应用与重要性,规范系统相关要求;对信息系统管理在城市轨道运营的事前预防、事后应急预案中起到的作用进行探讨分析,提供安全管理新的途径与思路,对相关科学体系的建立起到了推进作用。

万传风,魏庆朝[9]等学者围绕城市轨道运营展开分析,建立有关运营评价体系,并就这一体系给出相关参考数据,为轨道安全运营提供理论支持。

叶庆辉,李毅雄,陈波,何同庆[10]等学者通过分析城市轨道交通运营风险相关理论,选用事故树法、事件树法等分析方法的综合应用来对城市轨道运营风险进行分析探讨,并结合广州地铁运营现状,将广州地铁实际运营数据带入相关模型,来综合分析广州地铁运营风险。

1.2.2 国外城市轨道交通运营安全准则与引导

以英国为例,对国外城市轨道运营现状做简单介绍。英国建成运营世界上第一条地铁线路,在城市轨道运营方面具有丰富的理论与实践经验。1996年英国铁路监察局重新修订了《Railway Safety Principlesamp;Guidance》不仅针对英国铁路运营安全,城市轨道交通同样有效。2006年英国实施颁布了《The Railways and Other Guided Transport Systems (Safety) Regulations 2006,ROGS》,该条例同样适用于英国铁路以及其他轨道交通行业,目前已经成为英国城市轨道交通最为重要的安全管理条例。

从影响轨道运营安全的风险因素出发,上述条例总结归纳了轨道交通的8个方面,并引申出33项相互影响的准则。如图1-1所示,为具体影响轨道交通安全的8个方面。

图1-1 组成轨道交通的8个方面

1.3 研究内容

1.轨道交通运营风险识别

阅读相关文献,对比分析国内外城市轨道运营过程中发生的事故中异同点,并提炼出不同学者对轨道运营事故风险因素的归纳概括,以期得到适应南京轨道运营事故的风险因素,为事故树分析法做出铺垫。

2.用事故树方法对轨道运营风险进行分析

将系统安全分析方法中的事故树法引入南京城市轨道运营事故研究中,根据影响事故发生的各个风险因素之间的逻辑关机建立事故树,并对该事故树进行定性定量分析,求出各个风险因素的重要度系数与最小径集。

3.南京城市轨道运营风险对策探讨

针对事故树法分析结果,制定相关应急预案,预先防止事故发生。

1.4 框架思路

论文具体框架思路如图1-2所示。

图1-2 框架思路

第二章 城市轨道交通运营风险识别

2.1 国内外城市轨道运营事故案例分析

私人交通工具、公共汽车等载客量远不如轨交交通,对我国许多大城市、特大城市而言,轨道交通已经成为缓解交通拥堵的不二法门。轨道交通拥有运量大、不占用路面交通资源、与其他交通方式冲突小等特点,尤其是步入21世纪之后,中国迎来了地铁建设高潮,我国轨道交通里程数正在逐年提升。然而,轨道交通不占用路面交通资源的特点决定了它通常建设在地下或高架等封闭空间内, 并且伴随着高密度的客流量,如果发生交通事故后果将十分严重,人员疏散等将是个巨大的考验。城市轨道交通事故的严重程度常常大于城市其他交通方式发生事故的后果。

近几十年,我国相关研究机构在铁路事故统计方面做了较多研究,并取得了一些成果,而城市轨道交通近几年才迎来发展高峰,事故信息的积累和统计分析相对较少。

因此,通过对国内外相关资料的查找分析与总结,通过火灾事故、毒气事故、爆炸事故等风险分类对致使城市轨道停运的事故进行统计,火灾、自然灾害、爆炸等统计归纳结果见下表2-1所示。

表2-1 国内外城市轨道运营事故分类统计

时间

地点

原因及后果

  1. 火灾事故

1971年12月

加拿大蒙特利尔

火车与隧道端头相撞引起电路短路,造成座椅起火,36辆车被毁,司机死亡

1972年10月

德国东柏林

车站和四辆车被毁

1973年3月

法国巴黎京

车厢人为纵火,车辆被毁.死亡2人

1974年l月

加拿大蒙特利尔

车辆内废旧轮胎引起电线短路,9辆车被毁

1975年7月

美国波士顿

隧道照明线路被拉断,引发大火

1976年5月

葡萄牙里斯本

火车头牵引失败,引发火灾,毁车4辆

1976年10月

加拿大多伦多

纵火造成4辆车被毁

1977年3月

法国巴黎

天花板坠落引发火灾

1978年10月

德国科隆

丢弃的未熄灭烟头引起火灾,伤8人

1979年1月

美国旧金山

过失造成电路短路引发大火,死1人,伤56人

1979年3月

法国巴黎

车厢电路短路引发大火,伤26人

1979年9月

美国费城

变压器火灾引起爆炸,伤148人

1979年9月

美国纽约

烟头引燃油箱,造成2辆车燃烧,4名乘客受伤

1980年4月

德国汉堡

车箱座位着火,2辆车被毁,伤4人

1980年6月

英国伦敦

烟头引发大火,死亡l人

1980一1981年

美国纽约

共发生8次火灾,重伤50人,死亡53人

1981年6月

俄罗斯莫斯科

电路引起火灾,死亡7人

1981年9月

德国波恩

操作失误火灾,无人员伤亡,但车辆报废

1982年3月

美国纽约

传动装置故障引发火灾,伤86人

1982年6月

美国纽约

大火燃烧了6小时,4辆车被毁

1982年8月

英国伦敦

电路短路引起火灾伤巧人,1辆车被毁

1983年9月

德国慕尼黑

电路着火,2辆车被毁,伤7人

1984年9月

德国汉堡

列车座位着火,2辆车被毁,伤1人

1984年11月

英国伦敦

车站月台引发大火,车站损失巨大

1985年4月

法国巴黎

垃圾引发大火,伤6人

1987年6月

比利时布鲁塞尔

自助餐厅引起火灾

1987年11月

英国伦敦

售票处大火,死亡31

1991年4月

瑞士苏黎士

地铁机车电线短路,重伤58人

1995年10月

阿塞拜疆巴库

电动机车电路故障,死558人,伤269人

2003年2月

韩国大邱地铁

人为纵火,导致198人死亡,147人受伤

(2)爆炸事故

1995年7月

法国巴黎地铁

发生炸弹爆炸,8人死亡,117人受伤

1996年6月

俄罗斯莫斯科地铁

列车行进途中爆炸,造成4人死亡,7人受伤

1998年l月

俄罗斯莫斯科地铁

发生地铁爆炸意外,造成3人受伤

2001年8月

英国伦敦地铁

发生地铁爆炸意外,造成6人受伤

2004年2月

俄罗斯莫斯科地铁

列车发生爆炸,造成至少30人丧生,70人受伤

(3)毒气泄漏事故

1995年月

东京地铁

三条线路的五节车厢同时发生被称为“沙林”的神经性毒气泄露,12人死亡,500多人受伤

(4)列车相撞脱轨事故

1991年5月

日本地铁

列车相撞事故,造成42人死亡,527人受伤

1991年8月

美国纽约市地铁

列车脱轨事故,造成6人死亡,100多人受伤

1999年8月

德国科隆地铁

地铁列车相撞,67人受伤

2000年3月

日本地铁

列车发生出轨意外,死3人,44人受伤

2000年6月

美国纽约地铁

地铁列车出轨意外,89位乘客受伤

2003年1月

英国伦敦地铁

发生地铁列车出轨事故,32名乘客受伤

2003年10月

英国伦敦地铁

发生列车出轨事故,7人受伤

2005年4月

日本地铁

发生脱轨事故,91人死亡,456人受伤

(4)停电事故

1996年1月

北京地铁

高压输电线被砸断,造成北京地铁57辆地铁突然断电被迫停运,堵塞长达146分钟

2003年8月

英国伦敦

停电之后,近三分之二的地铁列车停运,大约25万人被困在地铁中,许多地铁站被迫暂时关闭

(5)踩踏事故

1999年5月

白俄罗斯明斯克

暴雨袭击导致避雨乘客拥挤,导致53人死亡

20118年7月

北京地铁

电梯故障,1人死亡,3人重伤,27人轻伤

(6)乘客坠落站台

2001年12月

上海地铁

六号线一名女子坠轨身亡

2011年4月

南京地铁

一号线一名男子坠轨

2011年2月

南京地铁

一号线一名女子跳轨身亡

2007年7月

南京地铁

一号线一名男子跳轨身亡

2011年5月

南京地铁

一号线一名女子跳轨

2013年12月

南京地铁

二号线一名男子跳轨

(7)自然灾害造成事故

1985年9月

墨西哥地铁

墨西哥地震(8.1级),在软弱地基上的地铁结构仅车站侧墙与地表相交处发生结构分离

1995年l月

日本阪神地铁

1995年l月17日在日本孤神地区发生72级地震,共有5个地铁车站和约3km的地铁隧道发生破坏

2001年9月

台北地铁

纳莉台风带来的暴雨和洪水,造成18座车站淹水,使台北地铁陷于瘫痪

2010年7月

南京地铁

雷击,造成供电接触网两次故障

(8)设备故障事故

2011年9月

上海地铁

上海地铁10号线设备故障,上下行采用电话闭塞方式,列车限速运行,两列车不慎发生追尾,约40人轻伤

2013年4月

南京地铁

列车自动防夹启动,导致车门老关不上,延误运营

2011年8月

南京地铁

混凝土结构路基拱起,导致道床上浮,列车车厢错位

2014年8月

南京地铁

一号线上行线发生接触网失电故障,列车失去牵引力

将上表具体事故统计数据整合到饼状图中,借由饼状图直观地反映不同类型的事故占总事故的比例。具体如图2-1所示。

图2-1 国内外城市轨道事故分类统计

由表2-1及图2-1可以看出,火灾在所有事故中占有绝大部分的比例,是威胁城市轨道交通安全的主要因素。但在南京城轨运营的十年中,尚未发生火灾事故。导致停运的主要事故以乘客意外坠轨或坠轨自杀为主。

2.2 风险

风险的概念最早运用于军事科学领域中,后来被自然人文社会等科学领域引入,被用于这些科学领域的事故分析。风险伴随着我们生活的方方面面,风险具体应用时概念不一,不同学科有不同识别方法与分类范围。本课题针对城市轨道运营展开分析,因此将就城市轨道运营方面定义风险,缩小风险的范围,认识风险的特点,并识别出该领域的风险因素争取采取方式避免。

2.2.1风险含义

风险是指在人类的日常生活中生产目的与劳动成果之间的不确定性。

系统不稳定程度可以用风险来描述,它大体可以归纳为以下两方面的内容:

1. 把风险作为判定一个系统中不正常事件和有危害的事件的评判标准。

2. 把风险定义为成事故可能出现后果的严重程度与出现事件可能概率的乘积。绝大多数文献资料中将这个概念表达为:。

2.2.2风险特征

1.客观性

风险存在客观性,即风险的存在是客观独立的,不应外界的改变而改变,是与人的主观意识相独立开来的概念。只有认清了风险的客观性,才能对具体问题进行具体分析,从而能够更好的找到规避风险的办法。

2.不确定性

风险存在不确定性,即风险发生的时间地点等都是未知随机的,对于个体所造成的损失也是不可预测的。而从总体来看的话,又必然会发生。

换一个角度,这些事故发生在何时何地,发生在谁身上则是不可预知的,这就是个体的偶然性。我们从往年的数据进行归纳分析可以得到一个关于城市轨道交通事故的规律,并可以从中运用概率统计等方面的知识找到能够降低损失的方法,降低伤亡和损失。

3.损失性

风险的出现往往伴随着损失,这些损失包括造成的经济财产损失,人员伤亡,受害者及其家属精神上的损伤等等方面。正是由于有损失,才会推动我们去寻找能够有效规避损失的方法。例如,一起交通事故就包含了人员伤亡,对道路交通造成的影响,对于伤者及其家属造成的精神上的损失等许多方面。

4.普遍性

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