【doc】用事故树分析法透析轨道交通事故机理——由上海地铁十号线事故引发的探究

【doc】用事故树分析法透析轨道交通事故机理——由上海地铁十号线事故引发的探究 用事故树分析法透析轨道交通事故机理— —由上海地铁十号线事故引发的探究 交通工程 用事故树分析法透析轨道交通事故机理 由上海地铁十号线事故引发的探究 李雨霏 (上海海事大学海洋环境与工程学院,上海201306) 摘要:根据安全系统工程的原理,可以采用事故树分析法来分析城市轨道交通发生 事故的原因.通过透析引发上海轨道 交通十号线追尾事故的多个因素,得出的结论是:事故主要原因为人为因素.研究 将有助于城市轨道交通运营公司关注导致 事故的各个因素,同时从理论上为运营安全管理工作提供依据. 关键词:事故树分析;轨道交通事故;机理;上海十号线事故 中图分类号:U491.31文献标识码:A文章编号:1002—4786(2012)03—0042—03 ApplicationofFTAMethodinAnalysisofAccidentsof UrbanRailTransit — BasedonAccidentHappenedatShanghaiRailTransitLineNo.10 LlYu—fei (CollegeofOceanEnviromentalandEngineering,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai 201306,China) Abstract:Fromthepointofviewofsystemsafetyengineering,systemsecurityresearchusedi ntheacci— denttreeanalysiscanbeappliedtotheanalysisoftheurbanrailtransitaccidents.Throughanal ysisonthecause oftracingcaudaaccidenthappenedatShanghaiRailTransitLineNo.10,itcanbeconcludedth attheaccident wascausedbyhumanfactors.Theresearchhelpstheurbanrailtransitoperationcompanyalert toallfactors causingtheaccident,andprovidethetheorybasisforoperationsecuritymanagement. Keywords:faulttreeanalysis;urbanrailtrafficaccident;mechanism;accidenthappenedatS hanghaiRail TransitI.ineNO.10 O引言 随着社会经济的发展,城市轨道交通在人们的 日常生活中得到了越来越广泛的应用.一旦发生运 营事故.将严重威胁社会的安定.怎样防测交通事 故,降低事故发生率,提高交轨的安全运输,业已 成为人们关注的热点.日前发生在上海轨道交通十 号线的事故属于典型的追尾事故,本文将运用安全 系统工程研究中的事故树分析法,对引发事故的机 理进行透析,以引起运营公司的警惕意识,采取相 应的管理措施. 1事故过程分析 1.1过程 42l交通标准化 事故过程如下: a)新天地站设备故障: b)交通大学至南京东路上下行列车限速运行; C)在豫园至老西门下行区间发生追尾事故. 1.2细目 1.2.114:00,14:10信号系统故障 据上海地铁官方消息,14:10,10号线新天地 站突发设备故障,即在信号系统故障或失灵后,自 动控制列车停车.据网友caroleyu微博称:"2点不到 的时候,地铁停在了豫园和老西门中间的地方". 1.2.214:10—14:30后车间断运行.前车停留原地 根据后车(5号车)网友的微博称,"在南京东路, TrafficEngineering交通工程 此次列车停靠近20分钟,豫园站停靠1O分钟".而 此时前车(16号车)却纹丝不动,网友微博称:"后来 又过了很久,始终没有要开的迹象,也没有解释, 广播只有因故暂停的录音".然而,后车(5号车)却 在一步步逼近. 1.2.314:30—14:51追尾事故发生 上海轨道交通俱乐部(club.metrofans.sh.on)信 息:在5号车从豫园站开出来后3O秒(还有人说几 秒)左右,不幸的事故发生了.据上海地铁官方消 息显示,在14:51,"两列车不慎发生追尾". 2事故树分析 事故树分析是安全系统工程的重要分析方法之 一 .它能对各种系统的危险性进行辨识和评价,不 仅能分析出事故的直接原因.还能揭示出潜在原 因.用它描述因果关系直观明了,思路清晰,逻辑 性强,既可定性分析,又可定量分析.该方法已应 用于多个领域.是适用于安全生产,科学管理的有 效方法. 2.1事故树分析一般步骤 一 般步骤如下: a)确定顶上事件;b)理解系统;c)调查事故, 查明原因;d)确定目标;e)构建事故树;f)定性分 析;g)定量分析;h)制定预防事故(改进系统)的对策措施. 以上介绍的事故树分析步骤包含定性和定量分 析两大类.本文进行定性分析. 2.2事故树的编制 2.2.1事故树编制过程 编制过程如下: a)定出顶上事件;b)写出造成顶上事件的直接 原因事件;c)写出以下间接原因事件. 2.2.2符号含义 []顶上事件 <>省略事件 口条件事件 与n (,—基本事件\—/ o正常事件 [三]或门 3事故树分析法在上海轨道交通十号线追尾事故 分析中的应用 3.1上海轨道交通十号线追尾事故树分析(见图1) 3.2最小割集 3.2.1割集:也叫截(止)集,是导致顶上事件发 注:肋顶上事件;即上海轨道交通十号线追尾事故:A-B为中间事件:1 为地震等自然灾害;A为城市地铁自身原因;B为系统工程原因:C是人 为因素;C为操作失误;X2为人工闭塞失灵;3为新天地站设备故障; X4为列车自动停车;D是人为因素;D为操作失误;日为司机自身原 因;X5为制动措施过迟;X6为未进行制动措施;X1l为后车未收到任 何警示;E为轨道系统故障:X7为紧急按钮失效;X8为车门变形:肋 信号系统故障;X9为自动运行系统(CBTC)出现问题;G为牵引供电系 统故障:1O为供电系统故障. 图1上海轨道交通十号线追尾事故树 生的基本事件的集合. 3.2-2最小割集:引起顶上事件发生的基本事件 的最低限度的集合. 3.2-3最小割集的求法——布尔代数:在布尔代 数上的运算被称为AND(与),OR(或)和NOT(非). 代数结构如果是布尔代数,这些运算的行为就必须 和两元素的布尔代数一样(这两个元素是TRUE(真) 和FALSE(假)),亦称逻辑代数.它包含集合连同 在其上定义的两个二元运算+,和一个一元运算, 布尔代数具有下列性质:对中任意元素a,b,c,有: 口+6=6+r上;a?b=b?a;a?(b+c)--a?b+a?c; 口+(6?C):(口+6)?(a+c);0+0=0;a?1:0;a+a=1; 0?口=0 3.2.4最小割集在事故树中的作用:表示系统的 危险性,最小割集越多,说明系统的危险性越大; 表示顶事件发生的原因组合:利用最小割集可以判 定事故树基本事件的结构重要度和计算顶事件发生 的概率. 3.2.5上海轨道交通十号线追尾事故最小割集的 计算: 71_1+A+B 1+(cD)+(E彤) 1+(34)(HX11)+(78)(X9)(XIO) 2012年2月第3期l43 交通工程TrafficEngineering =XI+(X2X3X4)[(X5+X6)X11]+X7X9X1O+ 8910 l+(34)(5116X11)710+ X8X9X10 =X1234511+236l1斗79X10+ 89l0 所以.上海轨道交通十号线追尾事故最小割集 为:{X1};{X2,X3,X4,X5,X11);{X2,X3,X4,X6, X11);{X7,X9,XIO};{X8,X9,XlO). 3.3最小径集 3.3.1径集 径集指在事故树中,使顶端事件(即危险事故) ,径集里面基 不发生的基本事件的集合.也就是说 本事件的出现(输入)可以使顶端事件不出现(不输 出).一个事故树里包含着若干径集.径集表示系 统的安全性,说明使事故树得到安全的途径. 3.3.2最小径集 最小径集是指使顶上事件不发生的最低限度的 基本事件的集合. 3.3-3最小径集的求法 根据对偶原理,事故树的对偶树是成功树,成 功树是顶事件不发生的树.将事故树变换成其对偶 的成功树.然后求出成功树的最小割集,即是事故 树的最小径集. 将事故树变为成功树的方法:将原来事故树中 的逻辑与门改成逻辑或门.将逻辑或门改成逻辑与 门. 上海轨道交通十号线追尾成功树参见图2. 图2上海轨道交通十号线追尾成功树 44I交通标准化 3_3.4最小径集在事故树分析中的作用 表示系统的安全性程度,最小径集越多,说明 系统安全性越高:选择确保系统安全的最佳方案; 利用最小径集可以判定事故树中基本事件的结构重 要度和计算顶事件的发生概率. 3-3.5上海轨道交通十号线追尾成功树最小径集 的计算 T=X1AB =X1(C+D)+(E++G) =XI(234+11)+(789+XIO) =X1(X2345X611)+(7X89+ XIO) =X1X2+13+1X4+156+l11+ X1X8+X9f+xo 所以.轨道交通十号线追尾成功树最小径集为 {X1,X2,X3,X4,X11,1.{X1,X5,X6,X7,X8, X9,XIO). 3.4重要度分析 事故树中往往包含许多基本事件.它们的重要 性并不一样.有的基本事件或其组合(即割集)一旦 出现故障,就会引起顶上事件故障.一般认为,一 个基本事件或最小割集对顶上事件发生的贡献称为 重要度. 利用状态值表求结构重要系数是相当繁琐的工 作.特别是基本事件数目多时,更是如此.可以利 用最小割集进行结构度分析,这种方法的主要特点 是根据最小割集中所包含的基本事件数目排序,具 体方法如下: a)由单个事件组成的最小割集中,该基本事件 结构重要度最大; b)仅在同一个最小割集中出现的所有基本事 件,而在其他最小割(径)集中不再出现,则所有基 本事件结构重要度相等; c)若最小割集中包含的基本事件数目相同,则 在不同的最小割集中出现次数多者结构重要度大, 出现次数少者结构重要度小,出现次数相等者则结 构重要度相等. 根据此原则,则:X2,X3,X4,X9,XlO,X11在 {X1};{X2,X3,X4,X5,X1l};{X2,X3,X4,X6,X11}; {X7,X9,XIOJ;{X8,X9,XIO}都出现两次. 由此得出结构重要度为:I(X2)=I(X3)=I(X4) = ,(9)=I(XIO)=I(X11)>,(1)=,(5)=,(6). HighwayEngineering道路工程 高速公路设计中 互通立交位置选择探讨 周策 (中交远洲交通科技集团有限公司,河北石家庄050051) 摘要:介绍高速公路互通立交选址过程中应重点考虑的路网规划,沿线经济发展,连接线的选择,互通间距等影响因 素.分析互通的实施对周边社会经济发展的影响.以期在互通规划设计中做到科学,合理. 关键词:高速公路;互通立交;选址;影响因素 中图分类号:U412.352文献标识码:A文章编号:1002-4786(2012)03—0045—03 InterchangeLocationChoiceinExpresswayDesign ZH0UCe (ZhongjiaoYuanzhouTrafficTechnologyGroupCo.,Ltd.,Shijiazhuang050051,China) Abstract:Thispaperintroducesthekeyfactorsinfluencinglocationchoiceofinterchangeexp ressway,such asnetworkplanning,economicdevelopmentalongtheexpressway,cablechoiceanddistanc ebetweentwointer- {?}_{?}_{?}?}_{?}?}?}_{?}_{?}_{?}{?}?}_{?}?}?}_{?}?}f{-}_{?}_{?}_{?}?} 斗}-{?}_{?}_{?}{?}{?}_{?}?}?}_{?}?}?}?}_{?}_{?}_{?}{?}?}_{?}{?}寺}?}_ 暑?}.} 4事故树分析结论 4.1从事故树的结构来看.导致上海轨道十号线 追尾事故的中间事件共有7个,基本原因事件共有 11个.这些因素独立作用或相互结合都可能导致事 故发生,同时由事故树也可以直观地看出各因素之 间的相互联系. 4.2从上海轨道交通十号线追尾的成功树图可以 看出,组成图的或门数共有4个,占57.2%,与门 数有3个,占42.8%,由此可见,发生该类事故的 可能性较大. 4.3从最小割集和最小径集的组数来看,事故的 最4,~-U集为5组,最小径集为2组.克制,发生事故 的可能途径有5条.预防事故的途径仅有2条,相比 起来.预防和控制的难度较大. 5事故树在解决十号线追尾事故对策中的作用 按照事故树分析法,利用最小径集可以选择控 制事故的最佳方案.如果控制该事故的发生有2种 方案,则按照以下步骤选取最佳方案:一般先考虑 单事件最小径集.其次考虑两事件,三事件的最小 径集.多事件的最小径集一般最后考虑.因此在十 号线追尾事故中,应该先考虑地震等自然灾害的影 响,以及新天地设备故障的排除,然后再解决自动 停车的操作失误,由此可见X1,X2,X3,4, X11为该事故中最重要的因素,必须加以重视才可 能避免事故发生. 参考文献 [1】李为为,唐祯敏.地铁运营事故分析及其对策 研究[J].中国安全科学,2004,(6):105—108. 【2】邵辉.安全系统工程【M】.北京:石油工业出版 社.2008. [3]何学秋.安全科学与工程[M】.北京:中国矿业大 学出版社.2008. [4]张景林.安全学【M】.天津:化学工业出版社, 2009. 基金项目:2011年上海大学生创新活动 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目 (CXS201l080041 作者简介:李雨霏(1991一),男,上海人,主要研究方向为 系统安全工程理论及其应用. 收稿日期:2011-11-08 2012年2月第3期l45