列车脱轨的事故树分析

第39卷第2期 2011年4月 现代冶金 M odern M etallurgy Vo1．39 NO．2 Apr．2011 列车脱轨的事故树分析 石小玉 (镇江焦化煤气集团有限公司，江苏镇江212114) 摘要：用安全系统工程原理和方法指导铁路专用线安全管理工作，用事故树进行定性、定量分析，查找列车脱轨的 事故原因，采取针对性的防范措施控制和消除不安全因素，从而达到预防事故的目的。 关键词：事故树；分析；脱轨 中图分类号：U298．5 l 引 言 铁路专用线是企业运输的生命线之一。而铁路 专用线运输一旦发生列车冲突、脱轨、火灾等事故， 后果是极其严重的。为了提高铁路专用线运输安全 管理水平，迫切需要对传统的管理方法进行改革，变 以往的“问题出发型”为“问题发现型”，“事后处理” 为“事前预防”。 1 事故树分析原理 安全系统工程是一门跨门类、跨学科的综合性 工程技术学科，是应用科学技术知识和系统工程的 理论、方法去鉴别、预测、消除或控制运输生产系统 所存在的不安全因素和可能发生的事故等各种现 象，从而使系统在一定的投资成本、生产效率等因素 的约束下使系统发生的事故减少到最低限度，并达 到最佳的安全状态。事故树分析是安全系统工程中 重要的分析方法之一，是分析系统事故和原因之间 关系的因果逻辑模型，通过对系统安全性的定性和 定量分析，对事故发生可能性进行预测，向决策人提 供可靠性信息，以便采取适当的防护措施，把事故消 灭在萌芽状态。它具有定型化和图形化的特点，可以 减少分析过程中遗漏事件原因的可能性，因而被广 泛应用于铁路运输业中。在铁路专用线行车系统中， 列车脱轨、正(侧)面冲突、挤岔子等事故发生的概率 较高，危害性较大，不仅影响铁路的正常运营，还对 人身安全造成严重威胁。 1．1 列车脱轨事故树的建立 事故树是由美国贝尔实验室的WASTON 于 1962年提出的，是将事故的因果关系从结果到原因 描述出来的有向逻辑树，由各种事件符号及逻辑门 组成。 列车脱轨事故树编制过程如下： (1)确立顶上事件。本文以列车脱轨作为顶上事 件建立事故树。 (2)调查与顶上事件有关的所有原因事件。 从以往发生的同类事故中总结经验，首先从人、 机、环境因素人手分析事故原因，如设备故障、人的 操作、管理、指挥等方面的失误以及环境不良因素 等，然后用逻辑门连接上下层事件。若下层事件必须 全部发生顶上事件才发生时，就用与门连接；若下层 事件中任何一件发生都会导致顶上事件发生时，用 或门连接，从而使各种独立的事件原因连在一体，构 成相互联系的链。 (3)对上述的事件加以提炼，去除与事故不相干 的事件。检查上述事故原因是否简明、准确、清晰而 不含糊，检查完毕，将事故的各种原因通过事件符 号、逻辑门正确连接起来，从而得到完整的事故树。 列车脱轨事故树见图1。图1中符号含义：矩形符号 表示顶上事件或中间事件，也就是需要往下分析的 事件；圆形符号表示基本原因事件；屋形符号表示正 常事件，即系统在正常状态下发挥正常功能的事件； 菱形符号表示省略事件，即不必要进一步分析的事 件；逻辑门表示各相应事件连接特性的符号。 1．2 列车脱轨事故树的定性分析 从图1中可以看出可能导致顶上事件发生的各 种基本因素，但到底是各个基本事件单独对顶事件 作用，还是它们的组合才导致顶事件发生以及怎样 的组合，无法从图1中直接观察到。因此必须通过对 收稿日期：2010—09—2o 作者简介：石小玉(1971一)，女，工程师。电话：13912808476 第2期 石小玉：列车脱轨的事故树分析 lo l】 I2 图1 列车脱轨事故树 事故树进行定性分析以初步确定顶事件发生的各种 途径及找出对导致顶事件发生的影响程度最大的基 本事件，从而可采取相应的措施，有效经济地控制顶 上事件的发生。 事故树定性分析的步骤如下： (1)通过建立事故树的结构函数，简化事故树； (2)用布尔代数法求出最小剖集。 T—XlX2+B1+ X3C1一 l 2+X4 5B2+ 3( 6+ 7+X8)一 X1 z+X4 5(B3+B4)+X3X6+ x 3x 7+ x 3X8一 X1 2+ X4X5(X9+ X10+ 11+ 12+X13+ X14+X15)+X3X6+X3X7+X3X8一 X1X2+ X4X5X9+ X4X5Xl0+ X4X5X11+ x 4x 5xl2+ X x 5x13+ x x5xl + x X5x15 + x3x 6+ x 3x1+ x 3x8 列车脱轨事故树的最小割集如表1所示。 与列车脱轨事故树相对应的成功树的结构函数 式为 T 一( 1 + 2 )B1 (X3 +C1 )==： (X1 + X2 )(X4 + X5 + X9 X1o Xn X12 13 14 X15 )( 3 + 6 X7 X8 )一 1 3 4 + 1 X4 X6 X7 X8 + 1 3 5 + X1 X5 6 7 X8 + 1 X3 9 1o · l1 Xlz l3 X14 X15 + X1 X6 X7 X8 X9 · X10 X11 X12 X13 X14 X1s + X2 X3 X4 + 2 4 X6 X7 X8 + 2 3 5 + X2 X5 · X6 X7 8 +X2 3 X9 X10 11 12 X13 · 】4 15 +X2 6 X7 8 X9 】0 】】 12 · X l3 X 14 X 15 表1 列车脱轨事故树的最小割集 组数( ) 基本事件( ) (X1，X2} {X4，X5，X9} {X4，X5，x1o} {X4，X5， 11) {X4， 5，Xl2) {X4，X5，x13} {X4，X5， 14) {X4，X5，X15) {X。，x ) (X3，X7) (X。，X } (3)结构重要度分析 根据结构重要度系数得出结构重要顺序为： (4)一 (5)> (3)> (1)一 声(2)一 声(6)一 ， (7)一 (8)一 (9)一 (10)一 j5(11)一 声(12)一 声(13)一 (14)一 (15) 由此可见：① 同一进路上有车最容易导致列车 与其他列车相撞而脱轨；② 即使列车错误进入异 线，如果司机及时采取有效的制动措施仍可避免列 车脱轨事故发生；③ 列车逆向通过道岔进入未开通 的线路易导致脱轨事故的发生，列车在不良的线路 上超速行驶也易发生脱轨，这就要求作业人员必须 加强线路设备的维修保养，使线路处于良好状态是 列车安全运行的物质保障。④ ，x ，X 。， ⋯ 。， xⅢ ，x 。都属于人的失误，在基本事件中占有较 大的比例，因此，对作业人员进行安全技术培训，提 高安全防范意识，是减少事故发生的有效措施之一。 2 防止列车脱轨的有效措施 通过对事故树的定性分析，已得知列车脱轨事 故各种原因及它们对顶上事件发生的影响程度。因 此，本文就针对这些事故原因采取一系列措施，尽可 能把事故消灭在萌芽状态。 2．1 防止进路上有车 (1)接发列车前，车站值班员必须确认接发车线 路空闲、进路道岔位置正确后，合理编制调车作业计 划单并亲自传达到位； (2)车站值班员下达准备接发车作业计划时，必 须清楚占用线路，并核对无误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U 现代冶金 第39卷 (3)车站值班员应保证有不问断接车的空闲线 路。正线上不得停留车辆，到发线上停留车辆时，须 经车站值班员准许方可占用，对该线路的两端道岔 应扳向不能进入的位置并加锁。 2．2 防止制动失灵 防止机车制动失效，可从两方面人手，一是提高 作业人员的责任心，在出乘过程中，乘务员思想要高 度集中，遇前方出现意外情况需紧急制动时，必须把 握时机。同时加强乘务员技术培训工作，提高机车故 障处理能力。列车在出发前，司机须认真检查机车状 况，按规定对列车制动机进行机能试验，在制动保压 状态下，列车制动主管的压力每分钟漏泄不得超过 20 kPa；推送作业时，调车人员不得简化试风、试拉 作业程序。二是保证机车制动机状态良好，提高机车 检修质量，严把质量验收关。 2．3 防止列车在不良线路上超速行驶 (1)在调车作业前须充分做好准备，认真检查线 路有无异物、障碍物、防护信号、线路旁的堆放物是 否超限，严禁铁路两侧堆放的货物侵入限界，确保列 车运行的安全距离。 (2)加强乘务员安全教育，严格控制车速。 2．4 防止违章违纪现象 (1)加强对行车一线作业人员政治思想、安全意 识教育，提高责任心，杜绝违章违纪现象发生； (2)强化管理，严格规章制度的落实执行，各级 管理人员须经常深入生产现场，加大检查力度，对重 复违反规章制度的人员一律从严处理。合理安排作 息时间，行车人员必须严格执行班前休息制度； (3)行车人员在作业过程中，必须严格按标准化 作业程序作业，严禁简化作业程序和臆测行车。 ① 扳道员在作业中，要认真执行要道还道制 度，严格执行“一看、二扳、三确认、四显示”制度，一 看道岔开通位置、机车、车辆位置；二是正确及时地 扳动道岔；三确认止闭块是否落槽，道岔是否扳到 位，尖轨与基本轨是否密贴，道岔标志是否正确；四 是正确及时地显示股道号码和开通信号。以防道岔 开通位置不对。 ② 司机在值乘中，应时刻注意确认信号，认真执 行呼唤应答制度，严格按信号显示要求行车，确保列 车安全。落实车机联控制度，消灭失控现象，随时检查 机车总风缸、制动主管压力，注意机车泄漏情况。 (4)加强作业人员的互控制度，互相监督、提醒。 乘务员或调车人员发现道岔开通位置不对及时采取 有效制动措施可避免事故的发生。 2．S 防止计划不清楚 加强列车运行计划的核对工作。调车作业计划 必须严格执行公司规定“一批作业不超过三钩或变 更计划不超过三钩时，可用口头方式布置，有关人员 必须复诵。变更股道时，必须停车传达。仅变更作业 方法或辆数时，不受口头传达三钩的限制，但调车指 挥人必须向有关人员传达清楚，有关人员必须复 诵。” 2．6 防止机车、道岔设备等故障‘ 机车、车辆出现故障可能会导致制动失灵，道岔 有出现故障也是引发列车脱轨的原因之一。 (1)加强线路设备的保养，使线路达到设计要 求，钢轨接头的轨缝，最小不得低于6 mm，最大轨缝 不得大于构造轨缝；接头处两钢轨曲线地段外轨高 于内轨不得大于6 mm，直线地段两侧钢轨轨距标准 为1 435 mm，曲线地段轨距按规定加宽。对地质不 良(如翻浆冒泥、护坡塌陷等)的线路应集中人力、物 力、财力加以处理，为铁路安全行车创造良好的物质 条件。 (2)加强道岔的保养，经常打扫、除锈、上油，使 滑床清洁，转辙部分转动灵活。交接班时、作业前必 须认真检查尖轨尖端与基本轨在静止状态下是否密 贴，尖轨是否被轧伤，尖轨磨损是否已超限(在尖轨 顶面50 mm及其以上的断面处，顶面低于基本轨顶 面2 mm及其以上)基本轨垂直磨耗超过规定标准。 如有不符合规范要求的及时整治，消除事故隐患。 2．7 针对业务不熟悉所采取的措施 (1)加大力度进行业务技术培训，标准化作业的 考核，提高执行标准化作业的自觉性； (2)积极开展岗位练兵活动，提高作业人员业务 素质，提高应急处理能力； (3)加强管理，严格师徒合同制度，徒弟不得独 立操作，若需独立作业时，必须由师傅在旁监督。待 实习期满，经考试合格后，方可持证上岗。严禁逆向 替班。 3 结束语 应用事故树分析列车脱轨事故，可以很快查找 出事故原因，采取有针对性的防范措施，从而有效地 控制事故的发生。但列车脱轨事故树不是一成不变 的，随着新工艺、新设备的不断增加，安全上必然不 断提出新问题，出现新的危险因素或潜在事故隐患， 所以就需重新建立相应的事故树进行分析。