基于主動防控策略的城市軌道交通風險點集構建方法研究

鄭鳳霞，李沖，蘇宏明，王艷輝，4，5，6

（1.北京京城地鐵有限公司，北京 101300；2.北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044；3.北京交通大學 先進軌道交通自主運行全國重點實驗室，北京 100044；4.北京交通大學 北京市城市交通信息智能感知與服務工程技術研究中心，北京 100044；5.北京交通大學 城市軌道交通運營安全管理技術及裝備交通運輸行業研發中心，北京 100044；6.運營主動安全保障與風險防控鐵路行業重點實驗室，北京 100044）

0 引言

風險為不良后果的可能性和嚴重程度的組合，風險管理是風險管理人員為了降低風險事件發生的可能性或造成的損失，采取的各種方法與措施［1］。相比傳統的事故管理和隱患治理，風險管理是安全管理的高級階段，特點是事前主動管理，可以從源頭處防范化解風險［2］。風險主動防控是風險管理的最終目的，可以理解為在事故發生前設立的層層安全屏障，是一種用于預防、控制、減輕事故發生的手段，采用積極主動的方法，通過對風險的主動辨識，提前判斷風險的狀態，防止風險狀態的轉變，對風險的傳播進行預測和預警，采取有效措施治理風險源頭并遏制其進行傳播，從而實現安全關口前移，有效避免事故的發生。

在城市軌道交通方面，薛懷祖［3］面向治安防控，建立以風險為導向，圍繞社會協同防控、企業內部自治、區域警務合作、智能安全技術和輿論防控建立城軌治安主動防控體系；秦勇等［4］面向城軌列車故障診斷方面，基于數據驅動和信息融合技術，實現列車的主動防控預警。王艷輝等［5］通過對現有的主動防控理念進行綜合，確定以風險辨識、風險關聯、風險排查治理、反饋學習四階段為主的主動防控理念。

其中，風險辨識是風險主動防控的基礎，如今城市軌道交通行業已經積累了大量的故障、事故數據，葉子陽等［6］利用貝葉斯網絡模型分析得到高風險情境下，不同事故類型的風險點影響因素；王莉等［7］通過收集地鐵事故資料，抽取關鍵知識要素，分析事故形成的關聯路徑；Benner［8］建立自然語言處理模型，將事故調查非結構化數據轉化為Web 結構化數據。Pedro 等［9］利用事故關聯分析、本體和知識圖譜技術來自動處理事故案例數據，挖掘事故中的風險點，主動防止此類事故在未來再次出現；Halabi 等［10］對事故數據進行頻率分析，利用邏輯回歸方程建立事故預測模型，以此對風險點進行辨識和優先級排序。

綜上所述，結合經驗和歷史事故數據，采用主客觀方法結合的條件判斷法從調研資料文件中辨識風險點，力求達到風險點辨識的精確性和客觀性，為主動防控提供監測主體。

1 風險主動防控

1.1 基本概念定義

1.1.1 風險

風險：經過對風險和相關定義的分析可以得出［11-14］，風險就是發生不幸事件的概率，也就是一種不良后果的可能性和嚴重程度的組合，是事物本身所固有的一種屬性。風險R按式（1）計算：

式中：L為風險發生的可能性；S為風險發生的嚴重程度。

1.1.2 風險點

風險點：為了便于對風險的統計分析管理，將系統可能產生和傳播風險的組成成分節點稱為風險點，是風險研究中的最基本單位。

在城市軌道交通運營過程中，風險點需要按照一定方法，在組成成分節點中進行主動的辨識，如運營環境中的風、雪，基礎設施中的鋼軌、道岔，車站組織中的站務員、站區長等都可以作為風險點進行研究。城軌運營系統組成成分見圖1。

圖1 城軌運營系統組成成分

1.1.3 風險點關聯

風險點關聯：指2個或多個風險點之間在風險因素的作用下使其風險狀態發生變化引起的關聯傳播現象。

城市軌道交通的平穩正常運營過程，是需要設施、設備、人員、組織和環境等組成成分高度協同工作的，同時風險也會在上述組成成分中伴隨著工作協作而相互傳播影響，從風險視角來看，風險點之間是存在關聯關系的。

1.1.4 關鍵風險點

關鍵風險點：指在城軌運營過程中，狀態極易發生改變且容易影響周邊風險點狀態的組分節點，對嚴重事故的發生產生顯著性的影響，需要重點防控。

1.2 風險主動防控內涵

從安全管理角度來說，相比于事故的被動處理，主動防控是以風險為研究對象，采取積極主動的措施對風險點進行辨識、關聯、排查治理和反饋等一系列流程，防止風險點狀態的轉化，控制風險點進行關聯傳播，通過全民參與力圖從風險點根源和路徑上避免事故的發生，主動防控與被動管理對比見圖2。

圖2 主動防控與被動管理對比

風險的主動防控理論上可以理解為風險辨識、風險關聯、風險排查治理、反饋學習4個階段閉環管理過程（見圖3）。以下重點針對風險辨識階段的辨識方法進行討論。

圖3 風險主動防控閉環管控理念

風險辨識是主動防控的基礎，在城軌運營的各個階段、各個專業部門中識別出能產生和傳播風險的組分節點作為重點監控的風險點，為主動防控提供監測的主體。主動防控的研究對象都是圍繞風險點展開的，所以風險辨識至關重要。風險辨識主要從2個角度來進行，一個角度是主觀辨識，由城軌安全管理部門和業務部門中經驗豐富的專家人員，根據自己對風險的認知和理解進行判斷，從而辨識風險點并進行存儲；另一角度是客觀辨識，從業務部門檢修的故障記錄數據和歷史事故數據中提煉風險點，從而進行風險的辨識并進行存儲。

常見的風險辨識方法可以劃分為主觀分析法、流程推理法、事故分析法和歷史數據分析法，主要依據專家經驗和智慧來進行判斷生產經營活動中可能造成事故的風險點項，主觀性較強，不能全面和準確地辨識風險點。因此，目前更多的風險辨識采用主客觀相結合的方法，用來消除過強的主觀因素影響，例如對專家的意見進行重要度甄別、利用歷史事故數據與專家意見做相似度對比等等，這樣能夠更加客觀、準確地辨識出風險點。對風險的辨識采取主客觀相結合的方法進行，力圖建立完善的風險點數據庫，日常風險排查中一定要重點監測風險點，提前感知防止其狀態發生變化。

2 風險點分類及辨識策略研究

2.1 風險點分類

現有的風險點分類研究中，大多是按照傳統安全綜合管理四要素“人、機、環、管”方法進行分類［15-16］，該方法適用于不存在大規模調度組織和復雜設施設備的情況。而在城軌運營過程中，具有設施眾多、設備協調運作難度大、調度組織關系復雜等特點，因此需要針對運營過程的特點進行風險點分類方法的優化。

采用IFOSE 方法將風險點分為5類，對每類風險點以集合的形式進行匯總，形成風險點集合Rx：

式中：Im為基礎設施類風險點，主要包括路基、橋梁、車站、隧道等土木結構類和鋼軌、道岔等鋼結構，m={1，2，3，…，n}表示該類風險點的編號；Fm為運營設備類風險點，主要包括運營過程中車輛、供電、通信、信號、機電系統中設備；Om為運行調度類風險點，主要包括參與調度指揮的人員、司機、乘務員和施工檢修管理等；Sm為車站組織類風險點，主要包括對維持車站正常運轉的工作人員和乘客的管理；Em為運營環境類風險點，主要包括自然環境、工作環境、社會環境等。

2.2 風險點辨識策略

為了全面地辨識城軌運營過程中存在的風險點，從風險角度對公司員工日常排查內容進行完善，在對城軌運營公司的管理進行充分調研的基礎上，采取主觀和客觀相結合的方法，一是歷史事故報告記錄中出現的城軌運營組分，要將其列為風險點進行監測分析避免同樣的事故事件再次發生；二是在維修過程中故障率較高的組分單元；三是運營過程中與其他組分關聯度較高，極其容易影響或受到影響導致狀態改變的組分節點，例如城軌運營自然環境極其容易影響內部組分，維修人員、調度人員和司機的行為也容易導致其他組分狀態發生改變，而路基也容易受到地質環境的影響而造成狀態變化。

通過利用統計分析的條件判斷法從歷史數據中辨識風險點并構建風險點集。組分節點是否判斷為風險點需要通過以下3個條件進行判斷，滿足任意一個條件即可將其歸類到對應類別的風險點集進行統計分析。

（1）造成事故發生的組分。將出現在事故記錄中的組分節點，判斷為風險點的公式：

式中：ak為正在辨識的組分節點在事故記錄中出現的次數的最小值；si為遍歷的第i個事故記錄中是否存在當前正在辨識的組分節點pk，如果存在則si= 1，反之si= 0；n為統計得到的事故記錄總數。

式（3）表明無論該節點出現在哪一組事故報告中，只要其出現次數≥1 次，就會被歸為相應類別的風險點。

（2）故障次數較高的組分。將組分節點中故障次數大于統計故障次數平均值的組分節點判斷為風險點的公式：

式中：bk為當前正在辨識的組分節點pk的累計故障次數；bi為組分節點pi的累計故障次數；n為辨識過程中所統計到的組分節點總數。

（3）關聯度較高的組分。對城軌運營過程中影響周圍組分和被影響的次數，大于平均節點影響和被影響次數的節點判斷為風險點公式：

式中：dk為當前正在辨識的組分節點dk對周圍組分造成影響和被造成影響的次數；di為組分節點pi影響和被影響的次數；n為辨識過程中組分節點總數。

綜上所述，基于統計分析方法的風險點辨識流程見圖4：

圖4 基于統計分析的條件判斷法風險點辨識流程圖

3 城市軌道交通運營風險點集構建

根據前文所述的條件判斷法對風險點進行辨識后，按照運營基礎設施類、運營設備類、運行調度類、車站組織類和運營環境類風險點進行歸類，從而構建相應類型的風險點集。

3.1 基礎設施類

基礎設施類風險點主要包括橋梁、隧道、路基和車站建筑等土木結構設施和線路等鋼結構零件設施。該類風險點一般不易出現問題，狀態的轉變概率較小，但是一旦轉變為不穩定的狀態極有可能造成脫軌、塌陷、碰撞等重大事故。依據條件判斷法辨識出了19 個風險點來構建風險點集（見表1）。

表1 基礎設施類風險點集

3.2 運營設備類

運營設備類風險點主要包括車輛、供電、通信、信號、機電設備等。該類風險點涉及專業廣、種類復雜、數量龐大且相互之間耦合性強，風險點狀態不穩定，且容易造成風險傳播擴散，大范圍影響行車運營。依據條件判斷法辨識出了41 個運營設備類風險點來構建風險點集。以運營設備類供電系統風險點集進行舉例說明，見表2。

表2 運營設備類供電系統風險點集

3.3 運行調度類

運行調度類風險點主要包括調度指揮、列車運行、行車作業、設施管理等過程中涉及到的風險點。該類風險點一旦發生調度和其他指揮管理問題，很容易導致其他風險點改變狀態，從而對整個城軌運營網絡系統造成極大影響，采用條件判斷法辨識出8個風險點來構建風險點集（見表3）。

表3 運行調度類風險點集

3.4 車站組織類

車站組織類風險點主要包括在進行車站管理、客流疏導和乘客行為等過程中涉及到的風險點。車站管理指車站的日常運營管理；客流疏導指進出站和換乘過程中的乘客引導工作；乘客行為指打架、昏厥、尾隨等容易造成危害的異常行為。根據對車站違規操作記錄和乘客事故記錄進行查閱，采用條件判斷法辨識出5個風險點來構建風險點集（見表4）。

表4 車站組織類風險點集

3.5 運營環境類

運營環境類風險點主要包括工作環境、自然環境、保護區環境、社會環境等。生產環境指工作人員維持每日城軌平穩運營工作的場所；自然環境指異常的天氣狀況等；保護區環境指線路和車站周邊一定距離的區域，確保線路結構安全的環境；社會環境指節假日、大型活動和恐怖襲擊等事件。采用條件判斷法辨識出19個風險點來構建風險點集（見表5）。

表5 運營環境類風險點集

4 結束語

解釋了風險的基本含義和主動防控的內涵，為城軌運營公司的風險管理工作提供理論指導。改進傳統的“人、機、環、管”風險點分類法，采用基礎設施、運營設備、運行調度、車站組織和運營環境進行風險點分類，使分類更加明確具體。依據調研數據采用主客觀相結合的條件判斷法對不同組分中的風險點進行辨識，構建5種類別的風險點集，為日常風險主動防控提供目標對象，為主動防控的后續工作提供數據基礎。