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事故樹在車務(wù)段安全管理中的應(yīng)用

文檔作者：張曉龍張軍曾俊偉錢勇生文檔來源：蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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第20卷第2期
2014 年4 月
鐵道運(yùn)營技術(shù)
Railway Operation Technology
V ol 20 N o 2
April 2014
事故樹在車務(wù)段安全管理中的應(yīng)用
張曉龍 ，張 軍 ， 曾俊偉 ，錢勇生
(蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，1．碩士研究生，2．助理工程師，3．講師，4．教授，甘肅蘭州730070)
摘要：本文采用事故樹分析的方法對(duì)鐵路車務(wù)段的典型事故進(jìn)行了定性分析和研究；找出了影響鐵路車務(wù)
段安全管理的直接和間接因素，并給出了最經(jīng)濟(jì)有效的改進(jìn)措施；為鐵路車務(wù)段安全管理提供了新
的思路，對(duì)加強(qiáng)車務(wù)段安全管理作業(yè)，保證鐵路運(yùn)輸安全暢通具有十分重要的意義。
關(guān)鍵詞：事故樹；車務(wù)段；安全系統(tǒng)工程；安全管理；定性分析
中圖分類號(hào)：u298．5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：l006—8686 (2014)0013-04
2013年，鐵路大部制改革方案正式出臺(tái)，目前
國內(nèi)對(duì)車務(wù)段安全管理的研究包括：文獻(xiàn)[1．2]利用
閉環(huán)理論對(duì)車務(wù)段管理進(jìn)行分析；文獻(xiàn)[3．4]從具體
車務(wù)段的人員、管理、設(shè)備等方面改良；文獻(xiàn)[5．7]提
出車務(wù)段管理需要明確管理層次，提高自主管理權(quán)
限。國外鐵路的管理方式文獻(xiàn)[8．9]更加突出了整
體安全和系統(tǒng)安全的概念，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信
技術(shù)對(duì)影響運(yùn)輸安全因素的預(yù)測(cè)和分析，制定了事
故解決方案，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸安全信息的遠(yuǎn)程集中管理。
隨著改革的不斷推進(jìn)，鐵路的管理體制和運(yùn)行
機(jī)制迫切需要引進(jìn)新的安全管理理念，本文從事故
分析的角度著手，應(yīng)用事故樹分析法來分析車務(wù)段
事故發(fā)生的直接和間接因素，并提出整改措施。
理效率；
2)信息流通不暢，上級(jí)的管理理念得不到充分
理解和傳達(dá)，各部門間不能根據(jù)自身的需要和發(fā)展
及時(shí)地調(diào)整工作計(jì)劃；
3)反饋機(jī)制不完善，使得現(xiàn)場(chǎng)的安全管理實(shí)際
情況和執(zhí)行效果得不到及時(shí)反饋，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中
存在的安全問題和管理不足的問題不能及時(shí)糾正和
改善。
1 傳統(tǒng)車務(wù)段安全管理方式存在弊端 圖’車務(wù)段樹狀組織結(jié)構(gòu)示意圖
傳統(tǒng)的車務(wù)段安全管理組織結(jié)構(gòu)是從上到下、
逐級(jí)負(fù)責(zé)的樹枝狀組織結(jié)構(gòu)。其中，根節(jié)點(diǎn)表示車
務(wù)段管理系統(tǒng)中的最高管理者，負(fù)責(zé)把握全局安全
管理丁作；枝節(jié)點(diǎn)表示車務(wù)段管理系統(tǒng)的中層管理
部門，負(fù)責(zé)協(xié)助最高管理者和決策者進(jìn)行車務(wù)段的
相關(guān)管理工作；葉節(jié)點(diǎn)表示各個(gè)車站，負(fù)責(zé)車務(wù)段各
項(xiàng)丁作的具體落實(shí)和執(zhí)行，并將基層的相關(guān)信息篩
選整理后逐級(jí)向上傳遞，具體流程如圖1所示。
這種將決策權(quán)集中，統(tǒng)一指揮的車務(wù)段的安全
管理模式的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
1)各部門之間缺乏橫向聯(lián)系，各個(gè)部門間的工
作是分散不連續(xù)的，各個(gè)部門不能從整體上提高管
2 事故樹是現(xiàn)代安全管理的重要方式
事故樹分析法由美國貝爾電話研究所1961年
提出，最初用來研究民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)，1974
年美國原子能委員會(huì)運(yùn)用FTA對(duì)核電站事故進(jìn)行
了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的《拉姆遜報(bào)告》，使更多的人開始關(guān)注
事故樹分析法，并將這種方法迅速推廣開來。中國
開展事故樹分析方法的研究是從1978年開始的，目
前已有很多部門和企業(yè)正在進(jìn)行普及和推廣工作，
并已取得一大批成果，促進(jìn)了企業(yè)的安全生產(chǎn)。
事故樹分析采用從分析特定事故或故障(頂上
事件)開始，層層分析其發(fā)生原因，直到找出事故的
1 3
第2()卷第2期 鐵道運(yùn)營技術(shù)
R ailway O peration Technology
VO1 20 N O 2
April 2(11 4
基本原因(底事件)為止，是一種可用來分析事故系
統(tǒng)和原因關(guān)系的因果邏輯模型，能對(duì)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性
進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，并進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算，具有應(yīng)
用廣泛、邏輯性強(qiáng)、簡明和形象化的特點(diǎn)，體現(xiàn)了系統(tǒng)
丁程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性。
3 事故樹在車務(wù)段安全管理中的應(yīng)用
3．1 車務(wù)段追尾事故事故樹編制 本文將利用事
列車追尾事故lTO
故樹分析技術(shù)，以鐵路典型追尾事故為例，分析導(dǎo)致
車務(wù)段事故的各種可能途徑，并按主次關(guān)系制定相
應(yīng)預(yù)防措施，以防止事故的發(fā)生。事故樹是由各種
導(dǎo)致事故發(fā)生的事件按一定的邏輯關(guān)系相連接所形
成的樹狀圖形，是一種事故發(fā)生和發(fā)展的邏輯推理
圖。并用分析法來逐層分析事故發(fā)生的原因，最終
確定影響車務(wù)段安全管理和危害鐵路El常生產(chǎn)的的
直接和間接因素，逐層治理，以提高車務(wù)段安全管理
水平。列車追尾事故樹如圖2所示。
司機(jī)未能通過制動(dòng)阻上l M2
翠I M
日視距離內(nèi)
墊至竺
X2
制動(dòng)系
統(tǒng)失效
×j
存在追尾條件lM1
， ’ 、
撞追系趕統(tǒng)區(qū)失間效內(nèi) 防lM
后車速度大于前車l M4 前后車被派上
：．： 墮墮
X4
前車突發(fā)
情況處理
造成停車
尊＼ 慢行／ ，
×)
司機(jī)違反
指令成后
車快于前
／
X6
自動(dòng)控制
系統(tǒng)異常
造成后車
狀＼ 于前
／
后肇車快筷拿于前需肇車lrM
調(diào)度員認(rèn)為
追趕不上而
下風(fēng)險(xiǎn)指令
止常行駛
中前后車
存在速度
左
＼ ／
X8
調(diào)度員認(rèn)為防
撞系統(tǒng)可靠而
|下風(fēng)險(xiǎn)指令
X9 Xl0
防撞技術(shù)系統(tǒng)失效lM7
l其它防撞技
系統(tǒng)失
、、
— — — — —
／
X1 1
英 系M9
一
車輛位置
數(shù)據(jù)采集
誤
＼ 、
— — 一，／
X1 2 一
絮裴寞蓑lM o
人為(違章等)
造成錯(cuò)誤信號(hào)
Xl3 X15 ×17
環(huán)境原
閼(雷
擊)
磊霆薷柰曩lM t
人_r介入措施失敗IM8
前車狀態(tài)
信號(hào)遺失
或出錯(cuò)
、、
— — —
／
、X21
后車未準(zhǔn)
確接收前
車信號(hào)
＼
— — — ／
×23
距離決策、，人工決策與
制失效／慣制失效
調(diào)度員險(xiǎn)情
處理不當(dāng)
后車狀態(tài)
決策與控
制失效
、、
— — — ／
x24
調(diào)度員來不
及處理險(xiǎn)情
x26 1 x25
意調(diào)到度員險(xiǎn)情未注 IlM?1，
I覆鴦桑 薹M1 3
x20 x22 X15
險(xiǎn)情告警技術(shù)措施失效l M1 5
險(xiǎn)情告警系
統(tǒng)被關(guān)閉
×28
險(xiǎn)情告警系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情 M16 l險(xiǎn)情告警系統(tǒng)告警未引lMl7
險(xiǎn)情告警系、 險(xiǎn)情識(shí)別、 險(xiǎn)情告警方
統(tǒng)被關(guān)閉／／ 軟件缺陷 不合理
x29 ×30 x3l
調(diào)度員分心未
注意到告警
、、
— — — — — — —
／
X32
人工監(jiān)視未發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情
×27
M 15
經(jīng)驗(yàn)不足
致調(diào)度員
未發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)
情
＼ ／
X34
圖2 列車追尾事故事故樹樹
3．1．1 頂上事件分析頂上事件是指所要分析的對(duì)
象，指不希望發(fā)生的事件，此處用符號(hào) 表示。本文
中討論的頂上事件，可歸納為“列車事故出現(xiàn)并且值
班人員失誤和預(yù)防設(shè)備故障情況下造成列車追尾事
14
信息過載
等致調(diào)度
員未發(fā)現(xiàn)
險(xiǎn)情
調(diào)度員分
心而未發(fā)
現(xiàn)險(xiǎn)情
人機(jī)界而
不好致未
發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情
x33 x35 x36
故的發(fā)生”，記作 。· = 。
3．1．2 中間事件分析 中間事件是指系統(tǒng)中可能造
成頂上事件發(fā)生的事件，是可以繼續(xù)往下分析原兇
的事件，此處用符號(hào)M (i=1，2，3? ?)表示。如“列
事故樹在車務(wù)段安全管理中的應(yīng)用
車存在追尾條件的發(fā)生”，記作 。： ·X：；“司機(jī)未
能通過制動(dòng)阻止的發(fā)生”，記作 ：= + 。；從圖2中
可知，該事故樹中的中間事件共有17個(gè)。
3．1．3 基本事件分析 基本事件是導(dǎo)致頂上事件發(fā)
生的初始事件，是造成頂上事件發(fā)生的基礎(chǔ)原因，此
處用符號(hào) (i=1，2，3??)表示。與對(duì)中間事件的
分析相同，通過從上到下，逐層深化，就可找出導(dǎo)致
鐵路車務(wù)段事故的基本因素及其相互關(guān)系。
經(jīng)上述分析，得到如圖2所示事故樹中包括36
個(gè)基本事件、17個(gè)中間事件、5個(gè)“與門”和l2個(gè)“或
門”，反映了“鐵路車務(wù)段事故”的因果關(guān)系。
通過對(duì)該事故樹的分析，可以清晰明了地了解
鐵路車務(wù)段事故發(fā)生的所有可能途徑，并且可以分
= · 。= ( + 。)·( + + )
= ( l+ 2+ 3)·( 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 3+朋 7·朋 8)
析 最值得注意和防范的途徑，從而有針對(duì)性地制
定相應(yīng)的預(yù)防措施。
3。2 車務(wù)段事故定性分析 事故樹定性分析是將
事故樹進(jìn)行適當(dāng)簡化，求出其最小割集，確定基本原
因事件的重要度及最小徑集的過程。
3．2．1 最小割集 在安全系統(tǒng)工程中，割集是事故
樹中某些基本事件的集合，當(dāng)這些基本事件發(fā)生時(shí)，
頂上事件必然發(fā)生，它是系統(tǒng)的故障模式。求解最
小割集和最小徑集，可用行列法和布爾代數(shù)法。根
據(jù)分析得出車務(wù)段列車追尾事故事故樹，此處利用
布爾代數(shù)法求解，有：
= (X1+ 2+ 3)·(X4+ 5+ 6+ 7+ 8+ + 10+(M9·M10·Ml1· l1)·(朋 1 2+ 25+ 26)
= ( l+ 2+ 3)·(X4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ l0+{[( l2+ 】3+ 14+ l 5+ 16)·( l 5+ 】7+ l 8+ l9+ 20)·( 】5+ 2l+ 22+ 23+ 24)·
】1j·(M1 3+ 25+ 26+ 27)l
： (X1+ 2+ 3)·(X4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ l0+{[( l2+ 1 3+ 】4+ l 5+ l6)·(Xl 5+ 17+ l 8+ l9+ 20)·( 】5+ 2I+ 22+ 23+ 24)·
】l J·l( Ml 5)+ 25+ 26+ 27}
= ( I+ 2+ 3)·( 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ l0+{[( l2+ l 3+ 14+ l 5+ 16)·( l 5+ l7+ l 8+ l9+ 20)·(X1 5+ 2I+ 22+ 23+ 24)·
1 1 j·l( 28+ 29+ + 31+ 32)·( 33+ 34+ 35+ 36)+ 25+ 26+ 27l
將上式展開，并進(jìn)一步化簡可知，該事故樹的最
小割集有8646個(gè)，即該系統(tǒng)的36個(gè)基本事件(=1，
2，3? ?32)，存在8646種途徑必然導(dǎo)致頂上事件
(列車追尾事故)的發(fā)生。這對(duì)全面掌握事故發(fā)生規(guī)
律，找m隱藏事故的發(fā)生非常有效。
T — M2 +M 一 ·X +X —_M +
一x1x 2x +x 4 +X X 6 X1 x 8 ·M 3 +M1 +M 8
3．2．2 最小徑集 最小徑集體現(xiàn)了系統(tǒng)的安全性，
表示當(dāng)最小徑集所包含的基本事件都不發(fā)生時(shí)，頂
上事件必然不發(fā)生。最小徑集與最小割集具有對(duì)偶
性，利用邏輯簡化法求解最小徑集：
一X X X。+X +X5X X X 8X X|c+M。+M1。+M +X +M 。·X X
一Xl X 2 X 3+X4+X5X 6 7X 8 XjX 。+M9．+M1o+M11+X11+M l2·X25X26
= XlX 2 3+X4+X5X 6 7_X 8_X 9X10+X11+Xl2_X1 3_X14_Xl 5_Xl 6+X1 5X 1 7X 18X1 9X 20+Xl 5_X 2l_X 22X 23X 2
十A 13 ·X25lX 26X 27
一XllX 2lX 3+X4+X5X 6X 7X 8lX 9X +X11+X1 2X1 3X14X1 5X16+Xl 5Xl 7X18 1 9X 20+X15X 2lX 22lX 23X 2
+(M14+M1 5)·X25X 26lX 27
一X1lX 2X 3+X4+X5X 6X 7X 8X X 0+X11+X12X13X14 15Xl 6+X15X1 7lX18X19X 20+X1 5X 21lX 22lX 23X 2
+(X28 29X 30X 31X 32+X33X 34lX 35lX 36)X25lX 26X 27
從而求得事故樹的最小徑集為：
PI={XIX2X3}；
P ={ }；
P3={ s s -o}；
P ={ ， }；
P5=f 】2 l 3 l4 15 l6}；
15
第2()卷第2期
2014年4 月
鐵道運(yùn)營技術(shù)
Railway O peration Technology
V O1 20 N O 2
A pril 2014
P6={Xl 5 ,TXl sX,gX20}；
P7={ l 5 21 22 23X24}；
P8={ 25 26 27 28 29 30 3lX32}；
P9={ 25X26X27X3 3X34X35X36)
3．2．3 結(jié)構(gòu)重要度的求解與分析求解第 個(gè)基本
事件 的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)可利用下述公式：
= 1一n (1一 )
。
E ， 厶 。1
式中： 表示第i個(gè)基本事件；
尸『表示第 個(gè)最小徑集；
n表示第 個(gè)最小徑集中基本事件的總數(shù)；
X ∈P，表示 屬于最小徑集中P，的事件。
逐項(xiàng)計(jì)算可得此事故樹的結(jié)構(gòu)重要度如下：
，(16)：，(4)=，(11)>，(24)=，(20)>，(10)>，
(26)>j(27)>j(3)>，(2)>，(8)>j(1)>j(25)>j
(21)=，(17)
其中，結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大的基本事件對(duì)頂上事
件的發(fā)生起著重要的作用，也是危險(xiǎn)性大的事件，需
要重點(diǎn)防范。通過對(duì)結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大的事件進(jìn)行
重點(diǎn)控制即可提高系統(tǒng)的安全性。分析可知，此次
造成鐵路列車事故的各種不安全因素中：信號(hào)輸出
出錯(cuò)=前后車被派上同一鐵路區(qū)間=其它防撞技術(shù)
系統(tǒng)失效>后車狀態(tài)決策與控制失效=后車距離決
策與控制失效>調(diào)度員認(rèn)為防撞系統(tǒng)可靠>調(diào)度員
險(xiǎn)情處理不當(dāng)>調(diào)度員脫崗>制動(dòng)系統(tǒng)失效>目視距
離內(nèi)制動(dòng)不及>正常行駛中前后車存在速度差=司
機(jī)未注意到險(xiǎn)情>調(diào)度員來不及處理險(xiǎn)情>前車狀
態(tài)信號(hào)遺失或出錯(cuò)=獲取目標(biāo)位置出錯(cuò)。
事故樹最小徑集為鐵路車務(wù)段安全工作提供了
一個(gè)新的思路，就是盡最大努力去消除最小徑集事
件。對(duì)于事件X (前后車被指派同一區(qū)間)、 (調(diào)
度員擅自脫崗)、X (調(diào)度人員分心未發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情)等，
因車務(wù)段T作人員的疏忽和對(duì)規(guī)章制度的漠視而造
成事故的這類問題，應(yīng)該通過定期培訓(xùn)和不定期的
抽檢業(yè)務(wù)能力來保證工作人員具有較高的業(yè)務(wù)水
平；同時(shí)制訂崗位責(zé)任制，明確各個(gè)崗位的責(zé)任和業(yè)
務(wù)范圍；采用系統(tǒng)性能更穩(wěn)定的移動(dòng)閉塞設(shè)備來實(shí)
行閉塞區(qū)間的連鎖，實(shí)行各個(gè)班組間的互控和聯(lián)防，
從設(shè)備和制度兩個(gè)層次上杜絕此類事件的發(fā)生。對(duì)
于事件 (制動(dòng)系統(tǒng)失效)、 ， (其他防撞系統(tǒng)失
效)、 (環(huán)境因素)、 (信號(hào)燈輸 錯(cuò)誤)這類問
題，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行路局有關(guān)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和檢修制
1 6
度，并實(shí)行嚴(yán)格登記制度和檢修員簽字制度，使責(zé)任
具體到個(gè)人，從源頭上杜絕由于人員的懶散而未發(fā)
現(xiàn)設(shè)備故障或過度損耗而引發(fā)事故，同時(shí)與車輛等
其他零部件設(shè)備設(shè)計(jì)和加工部門有效的溝通和反
饋，減少設(shè)備的故障率，繼而減少鐵路事故。
4 結(jié)束語
隨著鐵路系統(tǒng)的新一輪改革，各個(gè)基層車務(wù)段
的職責(zé)將更多，任務(wù)也將更重。但影響鐵路車務(wù)段
安全管理的因素較多，而且其中的人為因素?zé)o法量
化，致使無法對(duì)事故進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析。通過事故
樹簡明形象的定性分析，不但可以分析m導(dǎo)致鐵路
事故的直接原因，而且還能揭示事故發(fā)生的潛在危
險(xiǎn)，基本滿足事故分析的需要。事故樹最小割集預(yù)
示 系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑，而其最小徑集則提供了
消滅頂上事件最經(jīng)濟(jì)省事的方案。因此，應(yīng)用事故
樹對(duì)鐵路車務(wù)段安全管理意義重大，努力減少事故
樹最小割集所預(yù)示出系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑，盡可能
采用最小徑集提供的最經(jīng)濟(jì)省事的方案，對(duì)加強(qiáng)車
務(wù)段安全管理作業(yè)保證鐵路運(yùn)輸安全暢通具有十分
重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]馮碩，錢勇生，曾俊偉，等．基于閉環(huán)系統(tǒng)的車務(wù)段安全管
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