模糊LSM-集值统计法在地铁运营安全风险评估中的应用

姜秋耘

（南京地铁运营保安服务有限责任公司，江苏 南京 210008）

0 引言

地下铁道以其独有的有轨交通系统，具有不受地面道路情况的影响，能够按照设计能力正常运行，快速、安全、舒适、准点地运送乘客的优势。因此世界上许多国家都确立了优先发展轨道交通的方针，投入了大量的资金和科学技术力量[1-3]。随着地铁运营规模的不断扩大，客流量的急剧增加，轨道交通网络作为媒介势必加快风险传播、加剧风险危害，严重时会造成级联失效、网络瘫痪甚至人员伤亡。运用传统的事后堵漏、拉网排查、保姆式管理等传统安全管理方式已经不能满足当前轨道交通行业安全生产需要。风险管理的理念得到越来越多政府主管部门、地铁运营企业以及行业专家的高度认可和推崇。针对轨道交通运营安全风险辨识出来的人、物、管理、环境等风险因素，采取符合地铁行业特性的风险评估方法，评估风险模式、危害程度、因素来源、发生频率等特征，研究排除或降低风险的各种防控措施，预先预想风险失控后的应急处置，评价各种应对策略的经济和安全效益，是迫切需要进行深入研究的任务。

1 模糊LSM-集值统计法模型

1.1 模型原理

根据交通运输部《交通运输安全生产风险管理办法（征求意见稿）》要求，交通运输企业（含轨道交通运输企业）安全生产风险评估以风险事件概率、危害程度及管理控制难度作为评估指标。本文尝试提出模糊LSM-集值统计法作为地铁行业风险评估推荐方法，同时分别按照地铁运营行业历史同类安全生产事故发生情况和致险因素状况与临界控制指标接近程度确定风险事件概率L；按照历史同类事故最大损失确定危害程度S；按照风险管控所需的人、财、物和技术投入，以及生产经营单位自身能力确定管理控制难度M的取值范围。

由于地铁运营实际过程中存在着大量的不确定性，因此行业专家无论是个人还是团队均无法对风险因素给出明确的打分数据，通常使用区间数对某一特定指标进行模糊性的描述。周荣喜[4]尝试将Delphi和AHP方法进行加权集值统计，陈晓明[5]提出了基于集值统计的直觉模糊聚类，苏伟生[6]将模糊集值统计引入到输出跟踪控制器的设计。集值统计法很好的解决了评估指标模糊性、范围动态变化以及专家自身水平不一的问题，每次指标打分时得到一个模糊子集，表示专家系统对风险因素判断的一个区间估计。

1.2 LSM取值研究

地铁运营过程中的风险常具有事故后果严重、社会影响恶劣、运营系统动态、运行作业繁复等特点。LEC法作为传统的安全评价方法具有简洁、实用、适用面广的优势，但没有考虑风险源的安全防护管控作用，事故后果只考虑了人员死亡情况并未考虑到经济损失、环境破坏、社会影响等情况。运用于地铁运营风险评估，必须对其进行优化。本文在LEC法的基础上，尝试提出一种新改进的风险评估方法：LSM方法。

LSM方法，主要是计算风险源的风险大小，计算公式如下：

式中：

D—风险度，也就是风险源的风险大小；

L—风险事件发生概率大小；

S—风险事件后果严重程度；

M—生产经营单位对风险源的管控程度。

L表示风险事件发生的概率大小。参考LEC法在公路、工矿等产业中的应用获得参考取值标准，结合《交通运输安全生产风险管理办法（征求意见稿）》，将风险事件发生的可能性归类为重大、较大、一般和较小并设置一个取值区间，见表1。

表1 L的取值区间Tab.1 Value range of L

S表示风险事件后果的严重程度。类似的，将风险事件后果的严重程度归类为重大、较大、一般和较小并设置一个取值区间，见表2。

参考《GB/T 30012-2013城市轨道交通运营管理规范》运营管理控制难度分析，结合地铁行业特性和实际情况，从安全管理、经费投入以及技术人才投入3方面考虑生产经营单位对风险源的管控程度，得到管理控制难度M的取值，见表3。

D为风险度，按照风险大小由高到低，风险源依次分为重大风险源、较大风险源、一般风险源和较小风险源4个等级，见表4。

表3 M的取值区间Tab.3 Value range of M

表4 D的取值区间表Tab.4 Value range of D

1.3 集值统计法确定指标值

设某一评估指标体系中有m个评估指标，其所构成的集合称为U=｛u1，u2，ui，…，um｝。邀请参与确定指标值的专家有n个，集合为T=｛t1，t2，ti，…，tn｝。对于某一评估指标aij，各专家在限定的取值区间内打分，表示为[a1j，b1j]，[a2j，b2j]，…，[aij，bij]，…，[anj，bnj]。对于某指标ui指标值，专家系统所给出的集值区间形成一个集值统计序列，见表5。该序列叠加形成在评估值轴上的一种分布，即样本落影函数

其中，aij≤ui≤bij时，x（aij，bij）=1；ui＜aij或ui＞bij时，x（aij，bij）=0；i=1,2,...,n；j=1,2,...,m。

当各专家评分区间分布比较集中，说明评估者对评估指标把握度较好，落影分布图形状较收敛，反之则较为扁平。当n个专家给出的是同一常数值时，说明评估结果不是一个区间，可以精确定量计算，评估者对于指标度量完全有把握。多个专家对单个评估指标ui的指标值为：

表5 评估指标集值统计区间Tab.5 Value range of index

2 地铁客运系统风险评估指标体系建立

地铁运营安全生产风险指标体系建立主要采取现场观察法、问卷调查法、安全检查表法、预先危险性分析法、脑力风暴、危害与操作性分析、工作安全分析等方法对风险源进行辨识，在辨识的过程中，把危险因素分为物理性因素、化学性因素、生物性因素、心理生理性因素、行为性因素以及其他因素等6种，从不同的因素中全面考虑到所有可能的风险源，采取有效的措施来减轻突发事件的危害。从时态（过去、现在和将来）、状态（正常、异常和紧急）和影响因素（人、物、环境和管理）等3个方面出发，结合各专业特性选择恰当的辨识方法，同时对风险源进行定期更新。

以南京地铁运营风险辨识结果为例，大致可以归纳为客运风险、物资设施风险、票卡风险、车辆风险以及综合后勤保障风险五类一级指标。每类一级指标又可细分为火灾类、设施设备类、行车事故类、人身伤害类、自然灾害类、公共事件类以及其他类为二级指标。二级指标下面又可根据风险因素细分众多三级指标，体系较为复杂、庞大。本文基于篇幅有限，仅以客运系统风险评估为例进行指标体系建立，本文所指客运系统暂不涉及设施设备类风险，见表6。

表6 地铁客运系统风险评估指标体系Tab.6 Risk evaluation index system of metro transport system

3 应用实例

以南京地铁为例，邀请来自地铁安全技术部门、客运部门、调度部门、外聘专家、政府主管部门的5位专家对表6的各项客运系统风险源进行模糊LSM-集值统计法评估。专家在表1-3取值限阈内进行模糊区间打分。以火灾类风险（乘客携带危险易燃品u1、电气火灾u2、禁烟区域吸烟u3、动火作业u4）为例进行操作说明。专家打分，见表7。

表7 地铁客运安全风险评估指标专家打分表Tab.7 Expert scoring table on risk evaluation of metro transport system

根据式（3）得：

根据地铁设计防火标准等相关规范，地铁施工均采用阻燃、难燃材料，划分防火、防烟分区，且布设火灾自动报警、气体灭火系统、防排烟系统、自动喷淋系统、疏散指示系统等，因此火灾发生的风险概率不大，但是由于事故后果程度严重，管控难度较大，因此火灾风险等级较高。上述数值处理结果恰好印证了地铁客运火灾风险总体评估等级为较大级。针对地铁客运火灾风险，运营方应采取相应的管控措施，一是根据加强巡视，确定车站消防安全巡查频次为每2小时一次，并做好动火管理；二是加强安检，从源头上消除危险能量。以设备安检为主，人工安检为辅，做到逢包必查，逢液必查，逢疑必问；三是配备防爆桶，防止能量散逸；四是做好车站安全文明乘车及禁带违禁品目录的宣传工作；五是加强警地联动协同机制，每半年至少开展一次车站火灾应急演练，确保一旦事故发生，立即采取措施，抑制事态发展以降低后果的严重度。

4 结论

（1）模糊LSM-集值统计法原理简洁清晰，容易被地铁运营安全管理人员接受和掌握，具有很强的可操作性。同时肯定了企业安全防护管控在评估风险性时的作用，有较强的现实意义。

（2）能够最大限度地发挥专家的作用，确保初始风险评估结果最大可能的符合项目的实际情况，使后期的风险防控工作更具科学性和有效性，保证了评估结果的可靠性，提高了风险评估的精度。

（3）将风险评估这一个复杂的过程按层次分解为多个子过程，各个子过程的评价指标是有关人员在风险评价标准阈值内，根据实际情况以及个人经验进行评估得出，使评估人员的思维过程数学化、系统化，便于半定量的计算出风险度D的值，计算结果可信度强。