城市轨道交通风险管理与可接受风险水平的探讨
2016-09-06刘潍清
王 博,方 鸣,刘潍清
(中国铁道科学研究院,北京 100081)
城市轨道交通风险管理与可接受风险水平的探讨
王 博,方 鸣,刘潍清
(中国铁道科学研究院,北京 100081)
结合城市轨道交通运营安全评估课题的研究,对国际上风险管理、可接受风险等概念,以及个人生命风险、社会风险、常见风险的可接受风险标准等做出阐述。文章详细介绍了城市轨道交通如何全面采用风险管理确保运营安全,运用系统安全理论(RAMS、系统生命周期)、工程风险分析与管理技术以确保系统运行始终处于风险管理控制之下,并对在依法、合理的范围内保证城市轨道交通系统运行的人员、财产和环境安全的相关措施提出建议。
城市轨道交通;风险管理;可接受风险水平;ALARP准则
0 概述
根据中国城市轨道交通协会的统计,截至 2015 年末,全国(不含港台)共 26 个城市开通城市轨道交通,各种类型的运营线路总长度达 3 612 km,城市轨道交通的安全已经成为政府和社会关心的焦点。如何确保城市轨道交通安全,借鉴发达国家成熟的经验,全面采用风险管理,运用系统安全理论(RAMS、系统生命周期)、工程风险分析与管理技术已提到了重要的地位。也就是说,确保城市轨道交通安全不仅要考虑系统的失效可能性,还应预估失效所产生后果的严重性。风险管理的意义在于能够使系统的运行始终处于风险管理之下,在依法、合理的范围内确保城市轨道交通系统运行的人员、财产和环境的安全。
1 风险管理与可接受风险水平概述
风险管理是研究风险发生规律和风险控制技术的管理科学,包括危险源辨识、风险分析、风险评价、风险控制与风险管理等内容,涉及风险的定义、测量、评估和发展以及应对风险的策略的管理过程(图1),其目的是将可避免的风险、成本及损失最小化。
可接受风险指根据当今社会的水准所能够接受的风险。降低风险需要采取措施,因而需要付出代价(费用)。而对风险的接受,从不同的角度出发会有不同的态度(图2)。为了量化可接受风险,发达国家通常采用“可接受风险水平”这一概念。
图1 风险管理过程框图
图2 可接受风险的权衡
风险管理 ALARP 准则由英国健康安全委员会(HSE)提出,已成为进行风险管理和决策的准则和确定可接受风险水平的标准框架(图3)。
图3 ALARP准则广义的和项目特定的风险容忍度框架示意图
2 可接受风险的表征
风险的表征有定性和定量等形式。通常情况下,学者们往往从人的生命、社会、经济和环境等方面的损失来表征风险,如个人生命风险、社会风险、经济风险、环境风险以及总风险等。
2.1 个人生命风险
个人生命风险通常指 1 个人未采取保护措施永久处于某一危险场合,由于发生事故而导致的死亡概率,它以每年的死亡概率来表示。
式(1)中,Pfic为每年的死亡概率;Pd/fi为发生1 次事故被杀死的概率;βi为对策因数,即随一项活动 i 的自愿程度与感觉到受益变化的范围。如表1 所示,0.01 表示在没有任何直接受益感知的强加风险情况下,建设液化石油气站(LPG)所应选择的对策因素值。
表1 自愿程度与感觉受益变化范围
2.2 社会风险
社会风险为一个群体遭受特定事故导致死亡的人数与其相应概率的关系。由于社会风险框架的基础是一种基于国家层面上对于某一种活动风险的评价,因此在国家层面上建立风险准则更为可取,并且在评价可接受的风险水平时应考虑设施的实际数量、活动的成本效益以及安全的外延,以形成一个自我循环的周期过程。
社会风险是典型的危险活动与周边环境中人口密度的结合,它以一种概率分布函数的形式存在,表示方式为 F-N 曲线。
社会风险表达式如下:
传统假肢矫形器制作技术是一种典型的手工制作技术,制作过程包括取模、修模、成型加工等步骤,3D打印通过三维扫描仪获得肢体或残肢的数据,再通过相关软件进行设计修改,最后通过设备打印。两种制作方法比较见表1。
式(2)中,Pf(x)为死亡人数大于 x 的年概率;FN(x)为年死亡人数 N 的概率分布函数,表示死亡人数 N 小于或等于 x 的年概率;fN(x)为年死亡人数 N 的概率密度函数。
2.3 经济风险
经济风险在运营决策过程中起到重要的作用。它可以采取社会风险同样的表示方法,以经济损失的概率密度函数表示。
式(3)中,Pf(x)为事故造成的经济损失的概率;FD(x)为经济损失的概率分布函数;fD(x)为经济损失的概率密度函数。
2.4 总风险
总风险是表示各种类型事故后果的总和,常以符号 Rm来表示。
式(4)中,Pi为未来事件 i 的概率;Ci为未来事件 i 的后果;φ(Ci)为风险的厌恶度,为后果的函数;ω(i)为防止事件 i 所采取措施的意愿度。
3 基于ALARP准则的城市轨道交通可接受风险水平的确定
可接受风险水平的确定是一个很复杂的课题,国外自上世纪 60 年代末就开始了研究。可接受风险水平是一个多维的变量,不仅需要考虑人为因素,同时还涉及政治、经济、健康和环境等领域。由于各国社会、经济、政治、文化、伦理等方面各异,目前还没有统一的国际公认的可接受风险的标准。但随着人们心理承受能力的增强及对各种风险认识的加深,可接受风险标准也在发生着变化。
3.1 国外常见的可接受风险标准
本文总结了一些国家和地区政府经过多年风险研究制定的常见风险的可接受风险标准,见表2 和表3。
表2 个人可接受风险
表3 社会可接受风险
表4 哥本哈根地铁风险评估的 ALARP 限制
可容忍危害率(THR)和安全完整性等级(SIL)的对照值。表4 给出了来自哥本哈根地铁风险评估的ALARP 限制。
3.2 可接受风险与 ALARP 准则
风险管理的决策通常是控制成本与风险损失之间的权衡。ALARP 准则由英国健康安全委员会提出后,已成为进行风险管理和决策的准则和确定可接受风险水平的标准框架。
3.3 可接受风险水平需要考虑的因素
综合考虑城市轨道交通可接受风险水平需要考虑的各项因素,并参考国外个人、社会风险等的可接受风险的相关标准,提出城市轨道交通脆弱性管理的“损失分类”框图(图4)。
4 对我国城市轨道交通行业可接受风险水平确定的建议
(1)引进国外发达国家城市轨道交通行业风险管理的先进经验,完善风险管理的法规和标准架构,建立统一的风险定义和风险分析、评估体系。在建立风险评估的基础上确定可接受风险水平,建立一个相同的风险定义与一致定量的表示方法,制定统一的风险可接受水平,并由政府主管部门发布执行。
(2)借鉴国外的经验与成果,结合我国的实际情况来确定可接受风险水平。广泛开展国外可接受风险水平的决策过程与相关准则的收集、分析与研究,与此同时,从技术层面上开展国内以往事故/事件的情况(着重在事故/事件后果方面)调查,进行统计分析,并与国内相关行业进行比较。
(3)根据我国城市轨道交通行业的历史与现状开展相关研究,尤其是在含缺陷结构与超期服役的系统或装置、设备的风险评估与可接受风险方面的研究,推进城市轨道交通行业的安全评估工作。
图4 城市轨道交通的损失分类框图
(4)调查运营、建造、设备供应商,以及社会、企业职工和社会公众对我国城市轨道交通行业风险的可接受意愿和社会的经济承受能力,并且与我国相关的法律、法规与标准结合起来,初步提出我国城市轨道交通行业风险可接受水平。
5 结语
我国城市轨道交通的运营安全评估工作才刚刚起步,特别是城市轨道交通运营安全风险的法律法规,风险管理框架和可接受水平或可接受风险准则的研究也尚未展开。因此,建议国家一方面要加快在这一领域的研究步伐,另一方面也要结合我国的具体国情开展工作,从社会、经济和环境等各方面开展可接受风险水平确定的理论研究,更好地为制定我国城市轨道交通行业可接受风险准则提供理论依据和科学方法。如此才能为政府部门科学决策、制定相关的法律法规和实用的可接受风险准则和我国城市轨道交通运营企业的全面风险管理提供条件。
[1] 中国城市轨道交通年度报告课题组.城市轨道交通2016年度统计和分析报告[R].北京:北京交通大学出版社,2016.
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责任编辑 孙锐娇
Discussion on Risk Management of Transit and Acceptable Risk Level
Wang Bo, Fang Ming, Liu Weiqing
Based on the study of operational safety assessment project of urban rail transit, the paper makes a brief description of the international practices of risk management, the level of acceptable risk concept, the acceptable risk criteria of individual life risk, social risk,and common risks.It introduces in-detail the method of full use of risk management in safe operation of urban rail transit, applying the theory of system safety (RAMS,system life cycle), project risk analysis and management techniques to ensure system operation always under the control of risk management.Meanwhile it makes some recommendations on some related measures abiding by laws and within reasonable range to guarantee operation personnel safety, property and environmental safety of the urban rail transit system.
urban rail transit, risk management, acceptable risk level, ALARP standard
U298
王博(1968—),男,高级工程师
2016-03-03