地铁运营安全评价研究——以成都市地铁二号线为例

第1章 绪论

1.1   研究背景与意义

随着城市化进程的加快，城市人口和社会财富越来越多，由于使用城市道路的效率低以及结构性缺陷的道路资源等方面的原因，城市交通问题变得越来越严重。地铁是一个能够高效节能的实现旅客的运输，并且免受道路影响的独立的系统，被誉为城市的大动脉，是解决在城市交通紧张的最有效方法。

我国具有世界最大的地铁建设市场，而且其建设速度位居世界之首。自从北京地铁一号线首段于 1969 年作为我国第一条地铁线路开通以来，至今全国具有一条以上的运营线路已达 12 个城市，同时存在地铁工程建设的城市多达 30 个多个。根据我国地铁建设规划，到 2020 年，全国修建地铁城市将达 50 个，将有 300 余条规划线路，近万公里总规划里程。作为中国大陆（不含港、澳）第七个投入运营的地铁系统的成都地铁，目前地铁 1 号线一期、地铁 2 号线一期工程、二期西延线、三期东延线已经投入通车运营。截至 2014 年 12 月 31 日，成都地铁有长达 60 公里的运营线路（不含成彭线、成灌线），49 座运营车站，同时还有在长约 200 公里（不含成蒲线）的线路在建。

地铁对于改善城市交通的作用越来越重要，各城市地铁建设步伐越来越快。然而，由于地铁建于地下而且多位于城区，一旦发生灾害，将很大程度的限制救援工作的开展，造成难以控制的后果，容易造成不良的社会效应。韩国大邱市一地铁在 2003 年 2 月18 日发生人为地铁纵火案，造成 146 人受伤和 198 人死亡；俄罗斯首都莫斯科一地铁于 2004 年 2 月 6 日早晨发生爆炸，造成至少 70 人受伤和至少 30 人死亡；上海地铁 10号线于 2011 年 9·27 追尾事故，造成 284 人受伤，其中 20 人重伤。由此可知地铁运营期间发生事故对人身财产的损失是非常严重的，因此，大家越来越重视地铁运营的安全问题，地铁运营安全问题已经成为城市社会公共安全的重要组成部分。

我国地铁运营安全管理经验和发达国家相比存在很多不足之处，如何有效控制地铁运营期间的安全风险，减少事故的发生，对于加强我国地铁运营安全管理具有十分重要的意义。本文首先对地铁运营期间的安全状况进行评价，然后利用评价结果找到地铁运营期间安全管理中存在的薄弱环节，及时发现安全隐患并及时消除，最后根据评价方法制定地铁运营安全长效管理机制。

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1.2   国内外研究现状

1.2.1   地铁运营安全影响因素研究现状

停电、火灾、脱轨、爆炸、踩踏、撞车坠落、坍塌等事故是地铁运营期间常见的安全事故，国内外学者在对这些常见事故统计分析的基础上，采用事故树、安全检查表、PHA、概率风险评价法、故障类型诊断和指数评价法、影响分析等定性和定量方法，对地铁运营安全影响因素进行了探讨分析，分析发现影响因素主要归于人、机、环、管等四个方面。Roh、George Rozorea等对地铁运营期间火灾进行了研究分析，提出针对火灾一系列方法建议，并重点分析了火灾中屏蔽门对于地铁安全运营的作用。Shi等在别人分析的基础上重点研究了火灾中地铁车站的安全疏散策略，主要包括疏散路线、疏散人员、疏散时间、疏散区域四个方面，在策略分析的基础上，进一步利用 Agent仿真模型对在不同乘客流量情况下人员的疏散行为和疏散时间进行仿真，为中国地铁运营期间人员安全疏散给出了指导意见。FU等对地铁运营过程中列车的速度、时间和位置对事故发生的影响进行了仿真分析。Marek Sitarz提出在地铁运营中的安全管理工作随着时间是不停改变的，我们应该根据不同阶段不同外界情况制定不同管理手段，随着环境的变化制定不同的评价标准以适应新环境下运营安全管理工作的开展。他还提出地铁运营安全管理工作不能仅仅考虑地铁运营，还应该综合考虑线路的规、划、地铁设计以及后期设备维修，而且还要针对不同部分制定具体的操作流程。刘凯通过统计分析指出地铁运营期间最首要的威胁是火灾，列车脱轨相撞和恐怖袭击位列其次。韩利民等指出地铁运营安全管理工作应该将人、管理体制、物、外界环境等四个方面的要素有机结合起来，从各方面加强地铁运营安全管理，最大化地提高地铁安全运营管理水平。

英国伦敦地铁公司在评估过程中依据各危险源的发生的可能性和后果的严重程度，针对每一个风险评估方法开发了风险分级系统，具体分类如表 1.1 所示。

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第2章 地铁运营安全现状分析

2.1   地铁运营特征分析

2.1.1 地铁系统运营技术特点

地铁列车、地铁车站、行车轨道、乘客以及运营机电设备等多种因素相互交叉在一起组成了复杂的地铁运营系统。概括而言，地铁运营系统就是“人员—设备—环境—管理”组成的有机系统，如图 2.1 所示。

1、系统相关性

地铁系统的建设和运行的目的是为公众提供运输服务，并保证其快速、安全、准时。而地铁运营系统的正常工作直接决定了地铁系统能否提供安全优质服务。

地铁车辆、设备等设备设施相互依存，如列车与轨道、通信信号、供电系统、自动检售票系统之间通过严格的技术相互支持与配合。地铁的正常运营受到上述任何一个环节故障的影响，它们处于同一个链条上，联动地维系着地铁的正常运营。

2、时空关联性

地铁运营系统包含多个专业设施，检查、巡视线路设备等通常是夜间联合行动，为保证第二天地铁的正常运营，检修一定要在规定时间完成，这就要求检查人员具备很强的时间和空间意识。

3、调度一体化

地铁指挥系统集成化程度高，以便强化对多工种多专业联合作业的管控，避免发生故障导致事故。通常，每一条地铁线路适中车站处都设有一调度所，配备信号、供电、环控、自动检售票及通信系统，在地铁运营时，各子系统的运营由专门的调度员指挥调度。

一般而言，列车依据正常设定的运行图在驾驶员监护下自动运行，调度室会实时显示列车的供电环控状态、线路位置、时间间隔等运行信息，通过对列车状态的监控，调度员借助通信系统可以和驾驶员及其它子系统人员随时沟通交流，及时纠正地铁系统暴露出的问题。除特别情况外，调度所一般无权更改地铁各子系统运行模式及列车运行图，地铁运营的决策机构和调度所有机结合形成了列车的统一调度中心。

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2.2   地铁运营安全影响因素分析

作为一个封闭的动态系统，地铁运营系统涉及众多的安全影响因素，特别是作为公共交通设施，人流高度密集，该系统更具有复杂性和不确定，因此需要从系统的角度来考虑其安全问题。系统安全理论认为，人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全刺激以及管理的缺失是引发事故的原因。人、机、环境、管理四大风险要素相互影响，任何一个要素出现异常，都会导致运营事故发生。

2.2.1   人的因素

从前文所分析的地铁运营事故可知，造成地铁运营事故的最主要原因是人为因素，包括两类人为因素：系统内部的人为因素和系统外部的人为因素，前者是指由内部工作人员的误操作而导致的地铁事故，后者是指由乘客的不安全行为导致的地铁事故。

（1）系统外部人为因素 

地铁系统人员高度密集，客流量大，且来源广泛复杂，可能包括一些社会敌对分子，这些人故意制造火灾和爆炸事故来报复社会。根据对国外地铁事故的统计分析可知，恐怖袭击导致的地铁事故是地铁事故的主要的事故类型，虽然目前我国还没有发生因恐怖袭击导致的地铁事故，，但应该未雨绸缪，吸取经验教训，进行主动防范。目前，导致我国地铁事故的乘客的不安全行为主要包括：大客流的拥挤踩踏、不慎或故意跳下站台、触碰紧急按钮、携带易燃易爆物品、上下车无秩序拥挤、扒车门、误闯入区间隧道、沿线居民的不安全行为造成地铁事故等。其中，最主要的是不慎或故意跳下站台，其次则是无秩序的拥挤。

（2）系统内部人为因素

随着地铁系统规模的不断壮大，地铁自动化水平不断提高，这种情况下，工作人员的任何一个小的误操作都可能导致地铁运营事故的发生，因此对其职业素养也有了较高要求。工作人员造成地铁运营事故风险可以分为员工自身缺陷造成的风险以及员工之间配合失误造成的风险。

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第 3 章 地铁运营安全评价实施设计 .................. 21

3.1  地铁运营安全评价指标体系构建 .................. 21

3.1.1  地铁运营评价指标体系构建原则 .......... 21

第 4 章 成都市地铁二号线运营安全评价分析 ................ 35

4.1  成都市地铁二号线概况 ................... 35

4.1.1  成都市地铁二号线车站介绍 ............. 35

4.1.2  成都市地铁二号线区间介绍 ................. 36

第 5 章结论与展望 .................. 49

5.1  结论 ............. 49

5.2  展望 ................ 49

第4章 成都市地铁二号线运营安全评价分析

4.1   成都市地铁二号线概况

随着成都地铁二号线三期工程东延线于 2014 年 10 月 26 日投入运营，成都地铁二号线已实现全线运营，其中一期工程于 2012 年 9 月 16 日投入运营，二期工程西延线于2013 年 6 月 8 日投入运营。成都地铁 2 号线（橙线）设计长度 44km，东南起龙泉驿，西北止犀浦，共设计 32 个站点，如图 4.1 所示。为了能够更准确地分析成都地铁二号线运营安全状况，本文将对运营车站和运营区间分别进行安全评价分析。

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第5章 结论与展望

5.1   结论

本文研究内容是首先构建基于可拓云理论的地铁运营安全评价模型，然后以成都市地铁二号线为例进行安全评价案例分析。本文首先在对地铁运营特点、地铁常见事故等分析的基础上，确定地铁运营中的主要风险因素，构建地铁运营安全评价指标体系。然后建立基于可拓云理论的评价模型，引入云模型理论对评价指标等级进行云化，采用综合赋权确定指标权重，根据隶属度确定各指标对应的安全等级和评价层各评价对象对应的安全等级。最后以成都市地铁二号线为例进行安全评价案例分析，取得了理想的效果，并根据评价结果制定出针对性的安全控制措施。 本文在地铁运营安全评价研究中得到如下结论：

（1）地铁运营风险的事前管理缺位以及对风险定期的复核和评估等长效实施机制的缺失等是目前我国地铁运营安全管理中存在的比较严重的问题，因此，对地铁运营安全进行评价建立有效的安全管理机制对于提高我国地铁运营安全管理水平是非常必要的。

（2）实例分析证明了基于可拓云的地铁运营安全评价模型的有效性和实用性。通过指标等级区间云化、综合赋权法确定权重，充分考虑区间边界的模糊性，降低由于个人经验和偏好对评价结果的影响，使评价结果更加准确可信。

（3）建立地铁运营安全“等级评价—分级控制”的长效管理机制，根据地铁运营安全评价结果参考地铁运营安全影响因素指标的分级处理标准制定针对性的运营安全控制措施，能够有效提高地铁运营安全管理效率和效果。

参考文献（略）