关于城市轨道交通安全的研究

 1 绪论
1.1 研究背景
当前，很多中国城市都面临严重的交通拥堵，发展城市轨道交通被视为是解决这一难题的良药。在经历了十几年的高速发展之后，中国拥有轨道交通的城市已经由2000年的3座（北京、上海、广州）上升至2014年的22座，截止到2014年年底，中国城市轨道交通的总里程已经超过3000公里（包含地铁、有轨电车等），地铁线路总计88条。截至目前，全国共批准了36个城市的轨道交通建设规划，并已全部开工建设。根据相关规划，2014年末，全国城市轨交运营里程将超过3100公里，提前一年实现“十二五”规划的3000公里运营里程目标。预计明年将有40个城市建设轨道交通，总在建里程近4000公里。2020年我国将有近50个城市发展轨道交通，超过7000公里，覆盖中国主要大城市。实践证明，发展城市轨道交通是解决大城市交通问题的必由之路，对拉动城市经济的持续发展将起到重要的作用。
1.2 研究意义
城市轨道交通具有安全、快速、舒适、环保、运量大的特点，因而成为各大城市可持续发展的必然趋势。城市轨道交通的迅速发展，对改善市民出行条件、解决城市拥堵、节约土地资源、促进节能减排、引导城市布局合理调试和推动城市经济发展，发挥着重要作用。城市轨道交通本身的特点，决定了城市轨道交通运营必须把安全放在首要位置；城市轨道交通的运营安全水平也直接关系到与其他运输方式的竞争实力和经济效益，因此确保城市轨道交通的运营安全，是轨道交通发展永恒的主题。
1.3 内容安排
本文第一章绪论部分介绍了对于城市轨道交通安全的研究背景及意义。第二章介绍城市轨道交通运营安全基本理论。第三章分析了城市轨道交通运营安全影响因素。第四章分析城市轨道交通运营管理模式。第五章对城市轨道交通安全管理模式的实施进行探讨。文章的结尾对全文做了总结，指出了文章的不足以及对这一课题今后的展望。

2 城市轨道交通运营安全基本理论
2.1安全的基本概念
一、安全的定义
尽管有各种各样关于安全的定义和理解，从城市轨道交通运营系统安全的角度出发，应给安全作如下定义：安全是整个轨道交通运营系统在规定的条件下，使事故的风险控制在可接受的水平这样一种状态。
二、安全与风险
安全的对立面是风险，不是事故。把不出事故与安全等同起来是不严格的。安全和风险是系统状态的相互对立的两个方面。安全应该用风险来度量，风险越小越安全，反之，越不安全。风险是一个概率，最简单的表示式是：
R=F×S
其中，R是风险，F是事故发生的频率，S是该事故后果的严重程度。
可见，风险大小取决于事故发生频率和事故后果严重程度2个因素。不能只把事故的多少作为衡量安全的标准。不能因为某段时间内(即使是较长一段时间内)没有发生事故，就认为是安全的了。事故发生频率很小但一旦发生后其后果很严重的情况，与后果不很严重但发生频率很高的情况，两者的风险是相当的，都应当引起重视。
三、人的安全意识
安全意识决定人的安全行为，安全生产需要培育良好的安全意识。安全是人的基本需要根据美国心理学家马斯洛的需要层次理论，个人的需要有5个层次，即：生理需要：如对食物、空气等的需要。安全需要：人希望有一个安全有序、可以预测的环境，有稳定的生活，否则，就会产生一种威胁感和恐惧感。社交需要：人需要友谊、家庭、团体的支持。尊重需要：需要自尊和被他人所尊重，包括名誉、地位等。自我实现的需要：希望自己成为所期望的人物，促使实现自己的潜能，追求事业成功等。生理需要和安全需要是人的基本需要。一般讲，只有满足了基本需要才有后面3种需要，但对某些人或在某种特定环境下，他可以为实现后面的需要而牺牲基本需要。对安全的需要程度也因人因时而异。在原始社会，人对安全的需要很低，为了生存甚至可以冒很大伤亡风险，去与人或自然搏斗。随着社会进步，人逐渐利用各种工具进行生产，在科技高度发达的今天，自动化程度越来越高，一方面的确是工作环境比以往安全，人在工作中伤亡的风险大大减少，但另一方面这种“道是安全却风险”的环境存在着各种潜在风险。
四、安全文化
文化是社会物质文明和精神文明的总和，它标志着人类的社会发展程度。它又是一个时代普遍认同并追求的价值观和行为准则。重视安全，尊重生命，遵章守纪是先进文化的体现；反之，忽视安全，轻视生命，违规违纪是落后文化的表现。在我国核工业界、航空工业界和电力工业界都特别强调“安全第一”的理念，把它作为“安全文化”的核心。企业和个人对安全的态度体现了企业和个人的安全文化素质。但是，安全文化决不只是抽象的概念，它也是具体的，主要体现在以下几方面：
(1) 要求企业的高级管理层对本单位安全作出承诺，保证把安全置于绝对优先的地位。并且，这种承诺应为全体员工所了解、所接受。
(2) 建立职责分明、接口明确的安全管理体制，包括各种规程、制度等。
(3) 保证提供安全所需的人力、物力资源，特别要保证经常的安全培训。
(4) 每个员工必须具备必要的安全知识、安全技能和安全态度。要提倡善于思索的工作态度，遵章守纪的工作作风，相互沟通的工作习惯。
2.2 城市轨道交通系统运营安全的特点
城市轨道交通系统是典型的复杂大型开放系统。一方面，城市轨道交通系统是现代土木工程、信息电子工程、机电设备工程的高度集成系统，具备极为复杂的结构和功能；另一方面，城市轨道交通系统是由若干线路系统组成的、以及单条线路工程系统高度集成的复杂网络系统，包含“点”(车站)系统和“线”(线网)系统。
因此，城市轨道交通系统在运营过程中的安全性体现出以下特点：
一、系统复杂程度高，运营安全技术要求高。城市轨道交通系统复杂性和集成度的提高使系统出现问题的可能性变高，因此对运营安全的技术和管理提出了更高的要求。同时，现代城市轨道交通系统中运用了大量的新结构、新材料、新设备，在满足人类需求的同时，由于相关经验的缺乏和系统的固有缺陷，加大了运营安全的管理难度。
二、系统关联性与依赖性强，运营安全支持要求高。城市轨道交通系统的正常运营依赖于外部系统提供各类保障，需要得到供电、供水、通信等多个系统的支持。城市轨道交通系统在运营中除了需要关注自身的状况，更需要关注相关支持系统的状况，做好安全备份、安全冗余的准备。
三、系统界面复杂、耦合度高，运营安全协调难度大。城市轨道交通系统包含多个子系统，存在大量的子系统间的耦合界面以及与外部系统的接合界面。系统之间在时间和空间上的支持难度大，匹配标准高。因此，运营中的各系统、各部门的协调程度，以及设备接口等界面的处理情况，直接决定了运营的效率和安全。
四、外部环境复杂、不确定性强，运营安全风险程度高。城市轨道交通系统的服务对象是不特定公众，直接处于开放的环境中，周边治安、配套设施乃至自然灾害都会对系统的运行产生重大影响。

3 城市轨道交通运营安全影响因素
轨道交通的安全包括消防安全、行车安全、综合治理安全等诸多方面。为了更好地避免事故的发生，对轨道交通运营安全的影响因素进行分析，有针对性的着手来做好安全预防工作，对个轨道交通运营企业都是至关重要的。
3.1 城市轨道交通运营安全影响因素分类及关系
一、单因素影响分析
（一）人员影响因素分析
人在保障运营安全方面的重要性。在安全问题中，认识矛盾的主要方面，因为即使是高度自动化的系统也避免不了人的介入，不可能完全不受人的操纵和控制。德国安全专家库尔曼认为，人是一种安全因素和防护对象，机器是一种安全因素，环境是一种安全因素和应予保护的财富。在人—机—环境系统中只有人向安全问题提出挑战，一个掌握足够技能和装备的人能够发现并纠正系统故障，并使其恢复到正常状态。不幸的是，绝大多数事故的发生均与人的不安全行为有关。如2003年韩国大邱市地铁火灾，地铁司机和控制中心有关人员对事故的发生有着不可推卸的责任。
交通运营安全与许多活动有关，所有各项活动都依赖于高效、安全和可靠的人的行为。人对运营安全的特殊作用可归纳为下述三点：
1.人的主导性
在人和设备的有机结合体中，人是主导方面。设备必须由人来设计、制造、使用和维护，即使是技术状态良好的安全设备，也只有通过人的正确使用，才能发挥它的保安作用。
2.人的主观能动性
当情况突然变化时，人能立刻采取相应的措施和灵活的方法，排除故障等不安全因素，使系统恢复正常运转。只有人才具有主观能动性，从而具有处理意外情况的能力。
3.人的创造性
人能够通过研究和学习，不断的提高和改进现有的系统的安全水平。
影响城市轨道交通运营安全的人员可以分为以下两类：
(1).工作人员
主要指供电系统、通信系统、给水系统与排水系统、防灾与报警系统、环境与监控系统、自动售检票系统、通风空调与采暖系统等部门的各领导人员、专职管理人员和基层作业人员，他们是保证运营安全关键的人，城市轨道运营实践表明，工作人员特别是工作在第一线的职工和富有管理责任的人员，他们的思想品质，技术业务水平及心理，生理素质等不适应城市轨道交通运营工作的要求往往是酿成事故的重要原因。
(2).运营系统以外的人员
主要指乘客，轨道交通沿线的居民，可能穿越轨道交通线路的机动车驾驶人以及可能影响轨道交通运营的其他人员等。
（二）设备影响因素分析
设备是除人以外，影响城市轨道交通运营安全的另一个重要因素。质量良好的设备既是轨道交通运营的基础，又是运营安全的重要保证。
影响城市轨道交通运营安全的基础设施设备主要包括土建设施、线路设备、供电系统设备、机车车辆、通信系统设备、信号系统设备、通风空调与采暖设备、给水与排水设备、电梯与自动扶梯等。
1.供电系统设备
供电系统设备主要危险是电气火灾和触电。电气火灾的原因主要包括：当电路发生短路时，电流可能超过正常时的数十倍，致使电线电器温度急剧上升，远远超过允许值，而且常伴有短路电弧发生，易造成火灾；线路，变压器超载运行均将导致其绝缘材料过热起火；导线接头连接不牢或焊接不良均会使接触电阻过高，导致接头过热起火。接触不良的接头，开关接点滑触线等还会迸发火花，引燃周围易燃易爆物质；变压器一段都配有散热设备，如风叶，散热器等。如果风叶断裂，变压器油面下降均会导致散热不良，使供电热量累计起来，电缆沟，电缆并内电缆过密，散热不良亦会引起火灾。引起触电事故的主要原因，除了设备缺陷，设计不周等技术因素外，大部分是违章作业，违章操作，对运营工作人员操作正确性进行监督，防止在运营过程中由于人的精力和体力出现不适应而造成运营事故。例如，速度监控，列车无线调度电话等。
2.车辆系统设备
城市轨道交通车辆在运营过程中可能存在的危险因素有：列车失控、轨道损伤或断裂、列车脱轨、列车相撞等都可能造成严重的伤亡事故；车辆安全标志不醒目，可能造成机械伤人事故，并且在事故发生后，不利于应急救援以及人员疏散。列车内空调供暖等易引起火灾，且列车相关材料选择不当，可能引起人员伤亡事故。
3.通信、信号系统
城市轨道交通专用通信系统是直接为城市轨道交通运营管理服务的，是保证乘客及列车安全，列车快速高效运作的必不可缺的信息传输系统。当发生紧急情况时，通信系统应当迅速转为应急通道，为防灾，应急，救援提供方便，同时若通信系统的应急电源发生故障或通信设备本身发生故障等问题时，各种行车，票务及控制信息出现间接性不可靠传输，易会引发事故或事态扩大。
信号系统是整个城市轨道交通运营的大脑，他保证乘客和列车的安全，实现快速，高密度有序运行的功能。信号系统的不完善或信号系统故障，相当于大脑瘫痪，则运营整体处于瘫痪状态，或者不能保证运营安全。
4.环境通风系统
城市轨道交通环境密闭，空间狭窄，联通地面的疏散口较少，逃生路径长，，发生火灾不仅蔓延快，而且积聚的高暖浓烟很难自然排出，并迅速在城市轨道交通隧道，车站内蔓延，给人员疏散和灭火抢险带来相当大的困难，严重威胁乘客，城市轨道交通员工和抢险人员的生命安全。环境通风系统故障，管理不到位，妨碍了通风系统的正常运作，则势必扩大事故后果和影响。