地铁脆弱性因素研究范文

随着我国交通建设与经济的飞速发展，对城市轨道交通愈加关注，全国各地纷纷开展城市轨道交通的建设与运营，除港澳台三地，截至2015年2月，我国现阶段正式实施地铁运营的城市已达到20座。地铁站由于其管理的复杂性与特殊性，导致其灾难一旦发生，会造成较严重的后果。当前，我国城市轨道交通处于起步阶段，一些早期地铁建设并不能满足当下客流的需求，因而在早晚高峰期间不能满足相应的服务，在这种情况下，候车乘客过长，车厢极度拥挤，运营延误的现象便显现出来。由于城市轨道交通的不断发展与完善，人们越来越倾向于选择地铁作为中远距离出行的首选。在这样的大环境下，开展城市轨道交通安全运营的研究将是日后管理发展的重点。

1地铁脆弱性影响因素模型构建

为了建立事故链的概念，危险分析与风险控制理论应以危险和隐患作为研究对象。其理论的基础是对事故因果性的认识，以及对危险和隐患事件链过程的确认。有在确立危险及隐患所对应的事故后果的关系，就可以形成一套完整的事故关联体系。在这以分析过程中，确认了人—机—环境—管理事故综合要素，逐个分析每一方面在事故分析中的特点，形成超前防范和预先评价的概念和思路。地铁脆弱性影响因素也将根据风险控制理论中的事故致因理论进行分析，以地铁系统的脆弱点作为研究对象，以地铁脆弱性概念为分析依据，具体以轨迹交叉论中人的不安全动作和物的不安全状态为分析点进行研究。

1)人员因素研究地铁系统的脆弱性的根本目的就是避免人员的伤亡。由于地铁承载着城市主要的交通运输负荷，每天尤其在早晚高峰将形成人员的聚集，同时由于地铁自身的封闭性，事故发生对人员的影响较大。同时，地铁的脆弱性一部分是由于人的群体行为放映的。因此，探讨人的脆弱性，既是由于地铁系统是脆弱性研究的重要组成部分，同时在研究人员的脆弱性问题也对安全学、人类可持续发展研究具有深远意义。在地铁车站中，人员主要包括站内的工作人员和乘客。

2)设备因素地铁系统中的设备是事故的发生的最直接的载体和基础，事故的发生离不开设备的影响。设备的可靠性不仅反映系统对外界扰动的适应能力，同时一定程度放映其对地铁安全运营的影响。因此，探讨设备的脆弱性，既是地铁系统脆弱性研究的重要组成部分，也对安全学、人类可持续发展研究具有深远意义。设备包括机电设备、信号与控制系统、乘客通行设备等。

3)环境的素地铁系统中的环境是地铁安全运行的支持，是影响地铁脆弱性的一大因素。环境因素能够直接或间接对地铁带来影响，形成某些特定扰动。因此，研究环境的因素具有重要意义。环境包括车站内部包括通道、站台、出入口以及站内外与自然环境相关的排水、防风、防冰雪雷电等。本文将从从人员、设备和环境三个层面分析北京地铁2010年-2011年的41起运营事故，深入剖析事故发生原因，综合人员、设备和环境对地铁脆弱性影响的前期实地调研和研究成果，总结出影响地铁脆弱性的初始因素见表1所示。

2基于解释结构模型的地铁脆弱性因素建模

2.1解释结构模型（ISM）的工作程序（1）组织实施ISM的小组。小组成员的人数为10人，小组成员对所要解决的地铁脆弱性影响因素都持关心的态度，并且成员的专业基础和背景不同，小组中明确一个能及时做出决策的负责人。（2）设定问题。本次研究的问题是对前一节得出的地铁脆弱性影响因素进行分析，建立定性分析结构模型，将地铁脆弱性影响因素系统构造成一个多级递阶的结构模型。（3）选择构成系统的要素。小组成员根据专家确定的地铁脆弱性影响因素，进行讨论和研究，并据此制定要素明细表备用。（4）根据要素明细表构思模型，分析讨论要素之间的关系，并建立邻接矩阵和可达矩阵。（5）对可达矩阵进行分解后建立结构模型。（6）根据结构模型建立解释结构模型。

2.2解释结构模型的分析构思模型的建立采用德尔菲法，10位小组成员根据实际经验，对系统结构中要素的关系进行分析，回答要素Si是否与Sj有关系。所谓有无关系，可以根据不同对象系统等有不同的含义。要素间的逻辑关系用v、a、x表示，其中v表示方格图中的行要素影响列要素，a表示列要素影响行要素，x表示行和列要素相互影响。小组成员按照管理理论中的70%法则，经过多次讨论分析，确立了影响地铁脆弱性的21个要素。

2.3建立可达矩阵根据地铁脆弱性因素意识模型中的相互影响关系建立地铁脆弱性因素有向连接图；根据邻接矩阵的建立过程，建立地铁脆弱性因素有向连接图的邻接矩阵A。用邻接矩阵A加上单位矩阵I，经过一定的演算后，可得节点间长度不大于1的可达矩阵A1；接着，设矩阵A2=（A+I）2，也即将A1平方，并用布尔代数运算规则进行运算后，可得矩阵A2，该矩阵描述了各节点间经过长度不大于2的通路后的可达程度。由可达矩阵可知，该系统包括三个子系统，因素1和因素2是两个独立的子系统，剩余的19个因素是一个子系统，即暴露时间和暴露地点独立于系统之内。第三个是主要的子系统。用A（ni）表示变量i能达到的变量的集合，即可达集；（Rni）表示能达到变量i的变量的集合，即先行集。由可达矩阵R可知其通达性如表3所示。

3结论

1)从图3可以看出，21个影响地铁脆弱性的主要因素可分为三类九级。其中第1级因素是客流密度、人口比例、设备冗余度和误操作恢复能力，客流密度影响设备负荷、人口比例直接影响生理素质、设备冗余度影响设备性能完备性、误操作恢复能力影响设备稳定性；第2级因素是生理素质，生理素质影响心理素质；第3级因素是心理素质，心理素质影响业务素质；第4级因素是业务素质，业务素质影响安全关注度和设备位置；第5级因素安全关注度和设备位置，安全关注度影响设备负荷、设计合理性、标志功效性、设施合理性和材料耐火性，设备位置影响设施合理性和设备稳定性；第6级因素是设备负荷、设计合理性、标志功效性、设施合理和材料耐火性，设备负荷影响环境畅通性，设计合理性影响设备稳定性；第7级因素是环境畅通性和设计合理性，环境畅通性影响带病设备数量和待修设备数量；第8级因素是带病设备数量和待修设备数量，带病设备数量影响设备性能完备性；第9级因素是设备性能完备性。第1级因素是影响地铁脆弱性的最基本的因素，其他8级因素依次是影响地铁脆弱性的次要原因。2)第I类因素是人的因素，反映了人是地铁事故中的最直接受害者和最重要承灾体，事故对人的破坏性影响是事故本身和人的脆弱性共同作用的结果；第II类因素是设备的因素，是影响地铁脆弱性的外在因素，与第一类因素息息相关，是人的脆弱性评估的辅助因素；第III类因素为环境因素，是地铁脆弱性的依存点，是地铁脆弱性评估的“硬支撑”。这三类因素相互关联、相互促进，构成了对地铁脆弱性影响的递解结构关系，为地铁安全管理和风险管理决策提供了逻辑思路。

作者：窦元辰 单位：北京交通大学经济管理学院