铁路客运一般事故影响因素分析

张佳唯，张 翔，李 强，王 冬，蒋 平

（国防科学技术大学信息系统与管理学院；1.2.3本科生，4.博士生，5讲师；湖南 长沙 410072）

铁路客运一般事故影响因素分析

张佳唯1，张 翔2，李 强3，王 冬4，蒋 平5

（国防科学技术大学信息系统与管理学院；1.2.3本科生，4.博士生，5讲师；湖南 长沙 410072）

近年来随着高新技术设备在铁路旅客运输中的普及与广泛应用，造成严重后果的事故发生率较之前有了较大的降低，但是一般事故仍时有发生。本文以控制一般事故为目标，通过对大量已发生的一般事故的整理分析，建立历史事故的故障树模型，在此基础上利用改进层次分析法与风险估测的思想内涵，全面分析人及设备因素与一般事故的关系。最后根据分析结果提出预防一般事故的相关建议。

铁路旅客运输；一般事故；故障树；改进层次分析法；风险估测

10.13572/j.cnki.tdyy.2015.01.019

当前，我国铁路正处在建设发展的机遇期，大规模铁路建设有序高效推进，技术装备水平快速提升，运输经营成效显著，实施“走出去”战略形势喜人，内部和谐稳定的环境进一步形成。但必须清醒地认识到我国铁路加快发展的新形势也使运输安全工作面临新的挑战和考验，铁路运输安全工作进入了关键时期〔1〕。

铁路旅客运输（以下简称“客运”）的根本任务就是把旅客安全及时地运送到目的地，而铁路客运的作用、性质和特点，决定了铁路客运必须把安全工作摆在各项工作的首要位置。铁路客运的安全，不仅与铁路的声誉和市场竞争力密切相关，而且直接与人民的生命财产安全息息相关。随着市场经济的飞速发展，中国铁路客运安全管理体系发生了深刻的变革，虽然新的安全管理体系不断完善，重大事故越来越少，但是列车延时等一般事故依旧时有发生，铁路安全工作仍然面临着巨大的挑战。因此，本文从有效控制和预防一般事故的发生入手，分析影响一般事故发生的各类因素，根据分析结果分别对管理层和和基层职工提出了改进工作的建议，为确保铁路旅客运输安全提供参考。

1 铁路旅客运输安全现状

根据事故造成的人员伤亡、直接经济损失、列车脱轨辆数、中断铁路行车时间等情形，事故等级分为特别重大事故、重大事故、较大事故和一般事故〔2〕。其中，造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接经济损失的事故称一般事故〔3〕。行车设备故障导致临时停车而造成列车延时等事故都属于一般事故。

据统计，2013年国家铁路未发生特别重大、重大事故，地方铁路发生重大事故1件，全国铁路交通事故10亿t·km事故率为1.253，比2012年下降5.2%，全年铁路交通事故死亡人数1 336人，比2012年下降5.7%；10亿t·km死亡率为0.336，比2012年下降7.7%〔4〕。通过对西安铁路局2012年、2013年以来局内以及部分外局客运安全事故的统计，所有事故均为一般事故。

由此可认为，在目前的铁路运行条件下，较大事故及以上程度事故的发生皆为极小概率事件，而一般事故才是事故主体，它具有较强的广泛性与普遍性。虽然一般事故造成的后果并不太严重，但其发生概率很大，且随着事故的效应不断扩大，其影响也会愈来愈显著。即从控制风险这一角度来说，针对一般事故的研究具有较高的研究价值与意义。但是，目前关于铁路客运行车安全的研究大多集中在重大人员伤亡以及财产损失等〔5〕，缺乏对一般事故的关注。

2 影响铁路旅客运输的安全因素

影响铁路客运安全的因素纷繁复杂，涉及的方面广泛，由整体出发可以分为人、设备系统与外部环境三大类因素。其中，外部因素一般是铁路系统所不能干预的，比如山洪、风暴、地震等。因此，本文将重点探讨人与设备系统对客运安全的影响。

2.1 人的因素根据对近年来各类交通运输事故的调查、统计和分析，在船舶引航作业中有92.23%以上的事故涉及到引航员或船员人为失误〔6〕，所有飞行事故中80%都与人的不安全行为有关〔7〕。大量实践表明，所有事故的发生都存在有共性与特性，其中最为突出的共性就是绝大部分事故的主要原因均与人有密切关系。

对所收集的325个一般事故进行分析，建立各事故故障树模型〔8〕，对故障树中每一事件对应的因素类型进行分析分类。所建立的典型故障树如图1所示，其中深灰色框图中表示事件对应的影响因素（设备、人员、环境）。根据建立的故障树模型分析得到：在统计的一般事故中，直接人为失误造成事故（人因事件作为一阶割集）发生的比例占到30.5%，人为失误造成设备系统故障进而导致事故发生的比例占到68.6%。由此认为人是客运行车一般事故中最为重要的因素。

图1 一般事故典型故障树模型

2.1.1 人因的定义 在自然科学和社会科学中，一切事物在发展和变化的时候，由于人的参与，使得事物的组成要素、成分、决定事物的条件都随着人的活动的作用而受到影响。人的这种作用和影响称之谓人的因素（Human Factors，以下简称“人因”）〔9〕。

人的因素种类有很多，通过对铁路职工的调查问卷将其归纳为：劳动者文化程度偏低、工作压力偏大、身心素质较低（例如体力与动作反应力较差）、班前休息不到位、应急处理能力较差、工作中带有不良习惯（例如违规饮酒）。如果没有牢固树立安全第一、预防为主的思想，那么这些因素中的任何一个均可导致一般事故的发生，甚至造成更严重的后果与损失。

2.1.2 影响因子重要度分析 在统计理论和实践中，权重是表明各个评价指标（或者评价项目）重要性的权数，表示各个评价指标在总体中所起的不同作用。在处理数据的过程中，可以通过合理的理论方法以及评价指标，分析各类因素的权重，了解

它们对于铁路客运一般事故的影响程度。通过走访西安铁路局各基层单位并发放调查问卷，经回收问卷以及统计处理后，得到了来自不同职能部门的包括领导与基层职工在内的92位曾有过一般事故职责过失的铁路人员的相关信息。通过改进层次分析法进行人因重要度分析。

在传统的层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）〔10〕中，各因素初始权重以专家给出的经验评估值为准，这会使所得结果带有较强的主观性，导致评判结果与真实情况有所出入。为此对该方法做如下改进：

首先，将问卷里每个人的客观数据如学历、工作压力等进行定量处理，即按照各因素对人的不利影响程度由高到低记为5、4、3、2、1分（例如学历方面：5分表示初中及以下，4分表示高中或中专，3分表示大专，2分表示本科，1分表示硕士及以上；）。接着，计算每类因素的平均得分与其对应的标准差，从直观上观察它们的重要程度以及内部各个数据的离散程度；然后借助变异系数法〔11〕的内涵思想确定初级评价指标为：

其中，平均值代表此类因素的平均影响程度，即平均得分越高，其总体的不利影响越大；标准差则表示此类因素中各个数据的波动程度，即标准差越大，则大部分数值和其平均值之间差异越大，其不稳定性也就越高。其次，依照综合评价系统客观性指标权重的确定方法〔12〕，结合上一步计算出的初始权重建立判断矩阵A，

判断矩阵中第i行和第j列的元素Xij表示因素指标Xi与Xj比较后所得的标度系数。计算得到判断矩阵的最大特征根λmax=7.046 0，以及进行归一化处理后它所对应的特征向量为

此特征向量就是各因素的重要性排序，即人因权重，进行一致性检验〔13〕得到一致性指标：CI=0.007 7，随机一致性比率：CR=0.005 6＜0.10，此矩阵的一致性可以接受，即权重的分配是合理的。最终得到的人因权重如图2所示。

图2 人因权重

根据各因素权重相对大小，可将上述人为因素划分为3个等级：

第一等级：工作压力；

第二等级：学历、体力、动作反应、休息时间、工作情绪；

第三等级：是否饮酒。

处在第一等级的工作压力对人的影响程度最大。这主要是因为职工在作业期间，过站列车的数量密度大、交会多、停时短，作业流程长；与此同时，现有的工作人员定编少，尤其是四班制倒换人员缺乏。客运服务工作属于高强度劳动，职工身心担负着较重的责任和压力，难免会在工作细节上出现问题与失误，从而导致一般事故的发生。

第二级的各类人因权重相对适中，影响较为普遍。一方面，某些学历较高的职工自认出色、刚愎自用，不愿下基层锻炼，不愿向资深职工请教，仅仅是纸上谈兵，缺乏实践经验，对于一些应急问题的处理无法下手，导致一般事故时有发生；另一方面，某些学历较低的职工基础薄弱，自身学习能力较差，在出现问题后没有一定的知识能力来解决问题，从而导致一般事故的发生。同时，因为个人身心素质与生活习惯的不同，导致了其体力、动作反应力、工作情绪等处于波动状态，不能保持长期的稳定，容易导致一般事故的发生。

处在第三级的是否饮酒这一因素权重最低，导致这一结果的主要原因是铁路部门近年来对于职工的违规饮酒现象严抓严控，惩罚措施严厉，故班前或作业中饮酒问题得到了良好的控制。进行问卷调查的曾有过一般事故职责过失的铁路人员在事故发生时段均未有饮酒记录。

2.2 设备系统因素影响客运行车一般事故的另外一个重要方面是铁路运输中的设备系统。客运行车过程涉及一个大的系统，即使行车设备拥有很高可靠性事故仍可能会发生。因此，单一研究设备可靠性是有缺陷的，需要从提高与改善设备系统的可靠性入手，从而减少或避免铁路客运安全事故的发生。

2.2.1 设备系统因素的定义 设备系统是人所依赖的用于进行安全组织生产的软硬件集合，其作用是对运输过程中的资源进行协调和控制。

铁路客运安全系统大致可分为生产组织系统、列车运行控制系统、行车安全监控系统和列车调度指挥系统共4个部分，铁路客运安全系统各部分具体组成见图3所示。

图3 设备系统结构

2.2.2 设备系统的重要度分析

2.2.2.1 故障树合并 根据所收集的西安铁路局2012、2013年度发生的一般事故案例，建立所有一般事故的故障树。通过统计相关系统在故障树中出现的频率，对子系统的重要度进行评价。对不同的故障树中同一子系统进行合并处理。把所有一般事故的故障树中涉及到的子系统对应到设备系统结构模型，整个对应方式如图4所示。以此对事故原因尽可能全面地进行总结，尽量对未认知的事故机理（即设备系统）进行深入挖掘，避免单一地把事故原因归结到人为失误或者设备故障。最后，将各个子系统在所有故障树中出现的频数作为其对事故发生的重要度的表征。子系统在故障树中的出现频率越高，频数越大，代表这个子系统的重要度就越大。在图4中，子系统1的频数为1，子系统2的频数为4，子系统3的频数为2。由此可以看出，子系统2的重要度高于子系统1和3。

图4 由故障树构建总体系统模型

用频率的形式对各个系统的重要度进行表征，并将其作为设备系统的初始重要度。各子系统的初始重要度见表1所示。注意，这里只对统计案例中发生故障的子系统进行了重要度分析与排序。

表1 设备系统的初始重要度排序

2.2.2.2 结合风险估测的模型修正 上述所得的子系统初始重要度只考虑了其导致事故次数的多与少，没有考虑所导致事故后果和后果的严重程度，考虑不够全面。结合相应的事故风险信息，对所得数据和结果作进一步处理，可以得到更加客观和准确的子系统重要度。

风险大小取决于两个方面，一是发生事故的概率，二是事故造成后果的严重程度〔14〕。如果事故发生概率小，即使后果严重，风险也不会太大；有些事故发生概率很大，后果并不太严重，但风险却很大。风险R的计算公式为

式中：S为事故严重度；

P为事故发生概率。

结合实际统计数据，对此方法做出一定的修正。对于各子系统引发事故的概率P，用其对应在总体系统模型中频率来代替；对于严重度S用一般事故中造成的列车延时时间和影响其他列车的数量来表征。即

式中：T为延迟时间（min）；

N为影响列车数。

用各系统对应的风险大小对初始的排序进行调整和修正，得到更加客观、全面的重要度排序见表2。

表2 改进处理后的设备系统的重要度

综合各方面的因素，得到可信度较高的设备系 统重要度的排序如图5所示。

图5 子系统的初始重要度与改进重要度

通过图6可清楚看到，机车制动系统、机车检修精益生产、机车设备维护系统的重要程度相对很高，即最薄弱的设备系统主要集中在机车上。再者，供电系统、轨道电路、车辆设备维护系统等重要程度也相对较高。

因此，铁路机务段应着重加强机车的招投标、组织检修、技术运用及验收等重要过程，对机车性能参数做更严格的要求，提高机车再生制动功率与自动化程度，尽量简化乘务人员操作，从而提高机车的可靠性与安全性。同时，加强对各系统所涉及设备的监督管理，减少或避免一般事故的发生。

3 提高铁路旅客运输安全性的建议

通过对以上人因重要度与设备系统风险的分析，综合调查问卷中铁路职工对相应问题给出的意见，分别对管理层和基层职工的工作提出建议。

3.1 对管理层的建议针对工作压力和机车系统

重要程度相对最高，对这两方面提出以下建议。

3.1.1 工作压力相关建议

1）加强人员和工作班次优化，制定好相应的应急预案，严格控制职工工作时间，不要过多地占用职工的业余时间，禁止出现超劳现象。可能的话，最好把工作进行分摊或委派，从而减小职工的工作强度。

2）消除一切的形式主义，真正深入到职工群众中，与职工真心交流，尤其是对关键岗位职工多多关怀，做到真正“弯下腰”，倾听职工心声，了解一线职工需求，改进后勤保障。

3.1.2 机车系统相关建议

1）加大对机车设备的招投标力度，投入新技术、新设备，提高设备质量，改善客运外部环境。

2）改善各管理部门的协调配合能力，统一安全标准，减少各部门地域特殊规定，做到信息共享，避免工作脱节，形成常态化管理手段。

3.1.3 其他建议

1）加强日常检查与教育，加强站段间的岗位交流，提高用工制度改革，让职工珍惜岗位。

2）加强段、站、班组三级安全培训及“三新”人员关键岗位的培训工作，组织学习各类安全事故，定期进行业务培训及技能演练。

3）组织家庭座谈，使广大职工树立个人和家庭的关系，增强职业荣誉感，做到从思想教育和机制考核入手，大力宣传人身安全重要性，建立合理的奖罚制度。

4）加大安全检查力度从作业过程入手，查找安全隐患和问题，及时整改落实；严格事故责任追究和赔赏，采取行政和经济手段，提高职工的安全意识。

3.2 对基层职工的建议

1）在日常工作中与同事建立有益的、愉快的合作关系，与上级建立有效的、支持性关系，了解自己和领导在工作中的权利和义务，做到相互理解。

2）及时总结，把所有的出色工作都记录在案，并不时查阅，一是总结经验，二是为自己寻找自信。

3）工作间隙适时出入一下工作地，变换所在环境，放松大脑，恢复精力；下班后，学会享受个人空间，每天寻找时间散散步，或做适量的运动，与家人朋友在一起聊聊天等。

4）定期接受培训，对设备精检细修，树立主人翁意识，提高业务素质，学习应急处理方法，事后对问题进行分析查找问题关键所在，并与大家分享。

5）加强标准化作业水平，实现操作简单化、程序化、模块化，收发信息专业化；过滤不用或无效的信息，防止非正常的接发列车工作环节，设备工作后严格落实设备试验检查工作。

4 结束语

在对影响铁路客运行车一般事故的原因分析的基础上，向铁路相关部门提出了有关的意见建议。为铁路相关部门做出相应的改进措施提供参考，达到减少和避免一般事故发生的目的，确保铁路客运行车的安全。

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