基于案例的地铁运营突发事故规律性统计分析

岳一博 李启明

东南大学土木工程学院 江苏 南京 211189

自1969年我国开通首条地铁线路以来，作为一种经济、绿色、快速、准时、安全的交通方式，地铁正被广泛认可，并逐渐成为城市文明的符号和区域文化的风向标。截至2019年底，我国内地已有40个城市开通了地铁，新增运营线路26条，新增运营线路长度共计832.72 km，总运营里程达5 187.02 km，与2010年1 167.3 km的总运营里程相比，10年时间增长4倍多，总运营里程世界第一。据预测，2021年北京地铁的运营里程将突破1 000 km，2022年江苏省地铁运营城市达6座，2023年南京地铁通车里程突破600 km。根据中国城市轨道交通协会的统计，在日均客运量方面，1978年，我国地铁日均客运量为7.8万人次，而2019年，我国内地地铁日均客运量为6 552.75万人次，有12座内地城市地铁日均客运量超过100万人次，北京、上海等城市日均客运量在1 000万人次以上。

随着地铁开通城市和客运量的增多，地铁运营过程中的突发事故数量不断增加，部分突发事故不仅带来了巨大的经济损失，而且严重影响了乘客的乘坐体验并对乘客的通勤造成了极大的影响。如2011年9月27日14：37，上海轨交10号线由于线路信号设备故障，在豫园站—老西门站下行区间百米标176处发生追尾碰撞，造成271人受伤，其中20人重伤。JT/T 1051—2016《城市轨道交通运营突发事件应急预案编制规范》指出，运营突发事件是指城市轨道交通运营过程中因列车撞击、脱轨、设施设备故障、损毁以及大客流等情况，造成人员伤亡、行车中断、财产损失的突发事件。为保证城市轨道交通的运营，GB/T 30012—2013《城市轨道交通运营管理规范》和GB/T 22486—2008《城市轨道交通客运服务标准》提出从列车服务可靠度、列车退出正线运营故障率、车辆系统故障率、信号系统故障率、供电系统故障率、屏蔽门故障率、自动扶梯可靠程度、电梯可靠度、售票机可靠度、储值卡充值机可靠度、检票闸机可靠度等11个方面对地铁运营进行评价。由此可见，针对地铁运营评价的所有指标均应基于事故数据统计开展，构建地铁运营突发事故库并对地铁运营突发事故进行统计分析，有助于为地铁运营阶段的安全管理提供重点方向和数据支撑。现阶段针对地铁运营阶段的事故分析统计主要有以下3种形式。

1）以某一地区、某一线路或某一事故类型为研究对象进行的专项研究。朱奥妮[1]针对2000—2019年国内外发生的52起地铁火灾事故案例，从事故原因、事故发生空间分布、发生时间分布、火灾事故损失等方面进行了统计分析；魏凌瑶[2]以无锡地铁运营期间事故为例，对事故造成的原因和相关应急救援措施进行了分析；杜宝玲[3]对国内外地铁火灾事故的起火原因、起火部位和死亡人数等方面进行了统计分析。

2）以搜集的地铁运营事故数据为依托，结合某类理论进行的前瞻性研究。李伟等[4]基于2017年11月1日—2018年10月31日期间北京市地铁年度安全生产责任保险案件报表，对其中1 180起事故中的946件事故进行了电梯伤害、摔伤、夹伤事件等聚类分析；雎羽等[5]基于能量转移理论和多米诺效应理论，以北京地铁2号线某站为例，对地铁站台因火灾而引起的拥挤踩踏、坍塌、触电等二次事故进行安全风险评估；李为为等[6]基于事故案例，从人、车辆、轨道、供电、信号及社会灾害等方面对地铁事故的原因进行分析，并提出事前预防（人员培训教育、设备和检测体系、自动监视及自动报警、应急预案及模拟演练）和事后处理（乘客疏散和组建事故处理专家系统）两方面共6条改进建议；万欣[7]通过案例对地铁乘客的异常行为进行分类，提炼出乘客异常行为导致地铁运营事故的形成机理。

3）基于某段时间跨度的针对某个或多个地区事故案例的宏观统计分析。刘双庆等[8]针对某城市地铁近5年（2011—2015年）所发生的392起事故，从事故数量、事故类别、事故月份分布、事故致因分析等维度进行了统计分析，并从“人、机、环、管”等方面提出了对策建议；刘文疆[9]对一个世纪以来美国纽约、英国伦敦、法国巴黎等地的地铁事故和21世纪以来北上广等地的1 825起铁路事故进行了统计，并对国内外事故进行了对比；汪志红等[10]收集整理了《广州地铁经营年报》（1999—2008年）中的93起地铁运营事故，并将事故类型分为短时停运、火灾、相撞、脱轨、水灾、停电和其他等7种类型，而将造成事故的主要因素分为人（乘客）因素、车辆因素、轨道系统因素、电路因素、信号因素及自然灾害因素。

1 数据来源和数据分类

现阶段，我国还没有针对地铁运营事故的统一的资料数据库，只有部分研究对地铁运营事故进行了宏观的统计分析，但相关统计数据比较早，数据并未得到及时补充和更新。因此，本文以上海、北京、广州、深圳、重庆和南京等6个城市地铁为研究对象，运用网络和文献搜索，搜集整理相关城市2014—2018年间地铁运营突发事故案例1 230例，其中网络搜索主要来源于政府与媒体官网，如众多城市地铁部门开通的官网或微博等，而文献查阅则主要来源于期刊、硕博论文等。之后，运用统计分析的方法，按事故发生的年份、月份、旬、时间段以及造成的延误时间等5个方面，从总体分布、城市分布和事故类型分布3个维度进行了分析整理，以揭示我国地铁运营突发事故的规律。

2 数据统计情况说明

2.1 事故分类说明

目前，我国已经有相关文件对地铁运营事故进行分类，相关分类主要依据为事故造成的人员伤亡、行车中断时间和财产损失等，但分类的结果并不统一。《国家城市轨道交通运营突发事件应急预案》（国办函〔2015〕32号）（以下简称“32号文”）将运营突发事件分为特别重大、重大、较大和一般4个级别，并根据严重程度和发展态势，将应急响应设定为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级4个等级。JT/T 1051—2016《城市轨道交通运营突发事件应急预案编制规范》将运营突发事件分为设施设备故障、突发大客流和火灾等3大类15小类。而在《上海地铁运营故障（突发事件）晚点社会告知宣传分类详解》中，地铁故障与突发事件分为车门故障、车辆故障、列车紧急装置异常启动（导致列车迫停）、信号设备故障、异物侵入线路、供电设备故障、线路设备故障、人员进入线路、屏蔽门故障及其他因素共10项23个故障症状类型，并显示了预计处置时间。除此之外，交通运输部发布的《城市轨道交通运营突发事件应急演练管理办法》（交运规〔2019〕9号）中，对地铁运营事故也有分类。在学术研究中，刘双庆等将地铁运营事故分为车辆故障、道岔故障、设备故障、车门故障、供电故障等类型。汪志红等将事故类型分为短时停运、火灾、相撞、脱轨、水灾、停电和其他等7种类型。因此，根据JT/T 1051—2016《城市轨道交通运营突发事件应急预案编制规范》和《上海地铁运营故障（突发事件）晚点社会告知宣传分类详解》中针对突发事件的分类信息，并参考GB/T 30012—2013《城市轨道交通运营管理规范》、GB/T 22486—2008《城市轨道交通客运服务》和GB/T 30013—2013《城市轨道交通试运营基本条件》中针对地铁运营情况的评价指标，本研究将地铁运营阶段突发事故分为：车辆故障、信号系统故障、供电系统故障、线路设备故障、特种设备故障、机电设备故障、车辆和设施侵限、火灾和其他因素等9类，具体如表1所示。其中，特种设备故障包括自动扶梯故障和电梯故障两类，本研究只将造成人员伤亡或行车中断等情况的故障考虑在内，如2014年4月2日早高峰时段，上海轨交2号线和7号线在静安寺站换成通道内的自动扶梯突发故障逆行，造成13名乘客受伤（其中1人重伤）。

表1 地铁运营突发事故分类

虽然社会安全灾害（如恐怖袭击、群体性事件等）也是地铁事故的组成部分，但我国自1969年开始地铁建设至今，还没出现过类似事故。自然灾害引起的地铁事故一般比较严重（如1972年北京地铁事故），但自然灾害并不会直接对地铁造成影响，且目前国内地铁在台风、暴雨等自然灾害发生的时段，多采用主动停运的方式规避风险，因此本研究并未考虑自然灾害和社会安全灾害带来的事故。

2.2 延误时间划分说明

32号文中对事件进行等级划分时，除考虑人员伤亡、经济损失外，还将连续中断行车时间纳入考量。其中，连续中断行车2～6 h为一般运营突发事件，连续中断6～24 h为较大运营突发事件，而连续中断行车24 h以上的则为重大运营突发事件。GB/T 30012—2013《城市轨道交通运营管理规范》通过统计车辆故障造成2 min以上晚点事件的次数和5 min以上延误次数，对地铁车辆系统故障率和列车服务可靠度进行评价。GB/T 22486—2008《城市轨道交通客运服务》中则认为一年内列车发生5 min及以上（至15 min）延误之间平均行驶的车公里数，数值越大，列车服务的可靠度越高。广州、深圳企业标准中，将5～15 min、15～30 min、30 min以上分别作为列车服务可靠度的计算界限，并规定“因同一原因引起的多个5 min（15 min、30 min）晚点，作为1个5 min（15 min、30 min）晚点事件统计”。

在学术研究中，针对延误时间的界定主要在于事故发生时，乘客进行逃生的时间长度。班希翼等[11]认为火灾逃生的最佳时间为5 min左右，当火灾事故发生在隧道内运行的列车上时，车内乘客衣物一旦被引燃，车内火势将会在短时间内扩大，允许逃生的时间更短。刘文疆将运营贻误时间超过5 min以上的事故均称为运营事故。万欣在总结国家标准和上海市标准后对地铁安全事故等级进行分类时，在晚点和停运事件方面，以10、30和60 min为分界点。

综上所述，本研究将事故延误时间按5、15、30、60、120和360 min进行界限划分。

3 数据统计结果分析

相关国际地铁运营事故的研究表明，火灾和恐怖袭击是地铁运营事故的首要原因。朱奥妮认为，地铁火灾事故多发生在城市轨道交通线网规模较大和经济发达的城市。这与本研究的地铁运营事故统计结论存在较大差异。刘文疆发现国外事故中脱轨、恐怖袭击、相撞、火灾等事故占有很大比重，而国内发生事故的原因多为信号、车辆、车门等故障或乘客跳下站台这类质量或意识上的问题。刘双庆等认为信号故障、车辆故障和车载故障是发生最频繁的事故，合计占事故总数的64%。与之相似，在本研究中，从事故类型来看，车辆故障和信号系统故障是造成地铁运营事故的最主要原因，火灾引起的事故则占比极小。

从城市上来看，2014年，北京和上海的地铁运营里程分别为527 km和548 km，远超其他4个城市。近5年来，每个城市的地铁运营里程虽均有大幅增加，且广州、深圳、重庆、和南京的地铁运营里程接近翻倍，但仍然远少于北京和上海地铁的运营里程。因此，本研究中的事故仍以上海地铁和北京地铁运营过程中产生的事故为主，其中上海地铁运营事故758起，约占总事故数量的6成。南京的事故数量最少，仅26起，这与地铁运营里程小有较大关系。

3.1 按照事故发生的年份统计

2014—2018年间，6个城市的地铁运营里程呈现稳步上升的趋势（图1），5年间运营里程从1 700.0 km增加至2 416.4 km，但从事故数量上来看，地铁运营事故并未因此而增加，反而略有下降（图2），从2014年的223起降至2018年的215起。具体而言，2015年是地铁运营事故发生的高发时期，全年发生地铁运营事故291起，远超5年间事故的平均数（246起）。

图1 2014—2018年间相关城市地铁运营里程统计

图2 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故数量统计

在城市分布方面，上海和北京是地铁事故的高发城市，超过8成的运营事故发生在上海和北京，这与2个城市地铁运营里程较大相对应，其中上海地铁发生运营事故758起，占总数的一半以上。从城市事故分布来看，6个城市的事故发生量与总的事故发生量或地铁运营里程的增长变化情况并不相同（图3）。如上所述，2015年是总运营事故发生最多的年份，但2015年上海地铁事故数量与2014年持平，并无增长，2016年的事故数量却是上升的。北京地铁的运营事故数量变化趋势与总事故数量变化趋势相同，但2015年事故数量（104起）是北京5年事故数量平均值（50.8起）的1倍多，与前后2年相比，波动率明显高于所有城市同期事故数量的变化情况。广州地铁的运营事故数量则逐年增加并在2017年达到最高（13起）。重庆地铁在2016年和2017年的事故数量显著偏低，不足重庆年均事故数量（16.8起）的1/3。而南京地铁的前期事故数量较低，但2018年有15起，超过其他4年事故数量的总和。

图3 2014—2018年间相关城市历年地铁运营突发事故数量统计

在事故类型方面，车辆故障和信号故障分别以49.47%和21.69%的占比成为地铁运营事故中最主要的两大事故类型（图4）。国际地铁事故中，脱轨、恐怖袭击（或群体性事件）、相撞、火灾占有很大比重，但我国地铁运营过程中并无恐怖袭击、相撞、脱轨等事件发生，且火灾的占比也低于1%，为极小比例事件。从事故数量的变化趋势来看，由信号系统故障引起的运营事故数量与总事故数量的变化呈现相同趋势，但线路设备故障和机电设备故障引起的事故数量却在不断增加，分别从2014年的7起和19起，增加至2018年的15起和36起，更是成为2018年度第3和第4大事故类型。此外，线路设备故障和机电设备故障事故数量变化波动也比较大，事故数量最大值均超过最小值的2倍。供电系统故障、特种设备故障、车辆和设施侵限和火灾引起的事故则在逐年减少，其中车辆和设施侵限的事故数量排名更是从2014年的第3降至2018年的第5。此外，2016年是车辆故障引起事故发生最多的年份（157起）。

图4 2014—2018年间相关城市各类地铁运营突发事故数量年度统计

3.2 按事故发生的月份统计

总体而言，运营阶段发生的地铁事故数量波动不大（图5），每月约发生事故102起，3月和5月是运营事故发生数量最少的月份，仅有不到90起。而4月、6月、7月和12月发生的地铁事故则超过110起，尤其是12月，以115起事故成为事故最高发月份。

图5 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故数量的按月统计情况

从单个年份来看（图6），2014年全年事故数量呈现波动性上升趋势，但波动幅度较小，从16起（1月）增至21起（12月）。同时，3月最低（14起），11月则最多，有22起。而2015年和2016年事故数量按月波动较大，其中事故发生最多的月份分别在9月（34起）和7月（33起），这也是5年内单月事故发生量超过30起的2个月份。此外，2015年事故发生最多的9月是2016年事故发生最少的月份（14起），而2015年事故发生最少的7月（16起）则是2016年事故发生最多的月份。同2014年相比，2017年整体呈现波动性上升趋势，2017年1月（15起）是所有年度中1月事故发生量最少的月份，2017年12月（28起）则是全年其他月份和其他年份同期中事故发生量最高的月份。但是2017年事故发生最少的5月（13起），同时也是其他年份同期中事故最少的月份。相比其他年份，12月和1月的事故发生量处于全年事故数量的中间位置，2018年的1月（23起）和12月（25起）则是全年事故发生较多的月份，而2月和9月则是事故发生最少的月份，分别为9起和12起，这也是5年内事故发生最少的月份。

图6 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故数量的年份和月份分布

在城市地铁事故分布方面（图7），北京、上海和重庆的地铁事故数量呈现较大波动，其中，上海呈现阶段上升趋势，从1月的60起增加至12月的86起。此外，4月、7月、10月和12月的事故数量则均较前后月份多，为阶段事故数量上升的高点。相比而言，北京地铁的运营事故数量在2月份达到最多，之后呈现较为平稳的降低趋势，并在12月份事故数量降低至约为2月的1/3（13起）。重庆地铁事故主要发生在4月和6月，12月则是最少的月份，仅有2起，占4月事故数量的1/7。虽然1月份深圳地铁事故数量（3起）是所有城市中最少的，但深圳地铁事故按月呈现逐步上升趋势，至12月单月事故数量已经超越广州、重庆和南京，成为第3大事故发生城市，且仅比北京少4起。此外，7月和10月深圳地铁事故数量也排第3。广州地铁和南京地铁的事故数量月度变化并不明显，且南京地铁在10月并无运营突发事故发生。

图7 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故数量的城市和月份统计

在事故类型方面，除事故总量占比较少的特种设备故障和火灾引起的事故外，其他原因引起的安全事故在各月均有较大波动，但各类事故的发生规律并不一致（图8）。虽然前两大事故类型（车辆故障和信号系统故障）上半年月度事故总量的变化趋势基本一致，且1月和4月均为两大事故类型高发时期。但从全年事故数量来说，车辆故障、信号系统故障、供电系统故障、线路设备故障及车辆和设施侵限等5类故障类型的下半年事故数量明显高于上半年。

图8 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故数量的月份和类型统计

具体而言，车辆故障发生次数最多的是8月、9月和12月（均为57起），而事故最少的月份则是3月和5月。同时，虽然信号系统故障的1月事故数量（28起）为全年最高，但其前半年仅1月和4月的事故数量多余20起（平均值22起），而后半年的事故数量波动较小且均高于20起。针对供电系统故障类事故，其下半年事故数量（28起）是上半年（17起）的1.65倍，且发生事故最多的月份为7月（8起）。2月、7月和12月是车辆和设施侵限类事故的高发月份，其事故数量更是成为继车辆故障和信号系统故障之后的第3大事故类型。线路设备故障在11月（8起）最容易发生，同时6—8月也是事故高发月份。与之相反，事故总量排在第3的机电设备故障，上半年事故数量高于下半年，且年初和年末的事故数量均在本类型事故数量的平均值（9.75起）附近，但中间月份波动较明显，3月（15起）和6月（16起）的事故数量为9月（6起）事故数量的2倍多。

3.3 按照事故发生的上中下旬统计

上中下旬事故发生量与年度事故数量大体呈相似趋势，事故总量在2015年后均有不同程度下降（表2）。具体而言，上旬和下旬的事故变化波动最为突出，2014年上旬事故数量最多而下旬最少，但自2015年起下旬事故数量超过上旬成为高发时段，而上旬则逐步成为事故发生最少的时段。此外，2017年下旬事故数量是上旬事故总数的近1.5倍，是两者差距最大的年份。

表2 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故的按旬统计情况

在城市地铁事故分布方面，6个城市事故数量按旬统计的年度变化趋势与总量按年度进行统计的变化趋势基本相同（图9）。另外，所有城市上旬的事故发生量均不是当月最多，广州和重庆的中旬事故数量分别以19起和34起为本地区事故数量最高，而上海、北京、深圳和南京4个城市下旬发生的事故则较多。

图9 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故按旬和城市统计情况

在事故类型方面（图10），线路设备故障容易发生在上旬（19起），特种设备故障和机电设备故障容易发生在中旬，而车辆故障、信号系统故障、供电系统故障和火灾容易发生在下旬。 此外，信号系统故障、供电系统故障和其他因素引起的事故数量按旬逐步增加，而线路设备故障事故数量则在逐渐减少。

图10 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故按类型和旬统计情况

当事故数量按日进行统计时（图11），每月4日（29起）是地铁发生事故最少的一天，其次是每月20日和30日（因31日并不是每月都有，故不予考虑）。与之相对，每月21日和27日则是当月事故发生率最高的一天（51起）。

图11 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故按日统计情况

3.4 按照事故发生的时间段统计

北京地铁4号线、上海地铁3号线和南京地铁10号线均在5：00—6：00发出首班地铁，且多数地区的末班地铁在24点左右能够到达，因此，考虑到地铁首末班发车时间，本研究在进行事故发生的时间段统计分析时，将统计时段从5：00— 23：59按小时划分为20段。

所有运营事故的发生时间呈现明显的规律性变化，早上7：00—9：59和晚上17：00—19：59这2个早晚出勤高峰时段也是事故的高发阶段（图12），尤其是8：00—8：59。该时段的地铁运营故障数远高于晚上，接近17：00—19：59间事故发生量的总和，也是7：00—7：59所发生事故数量的近1.5倍。

图12 2014—2018年间相关城市地铁运营突发事故的发生时间段统计

在对事故类型分析（图13）后发现，8：00—8：59是车辆故障（157起）的高发时段；7：00—7：59是信号系统故障（52起）的高发时段；10：00—10：59是供电系统故障（9起）的高发时段；7：00—8：59是线路设备故障（13起）和机电设备故障（44起）的高发时段；8：00—8：59是特种设备故障（3起）的高发时段；13：00—14：59是车辆和设施侵限（20起）的高发时段；11：00—11：59则是火灾（2起）的高发时段。

图13 2014—2018年度相关城市地铁运营突发事故的类型和发生时间段分布

从城市维度分析可知，上海、广州和深圳的事故高发时间为8：00—8：59，而北京、重庆和南京的7：00—7：59也是高发时段（图14）。所有城市晚间的事故虽集中在18：00左右，但数量相比早上要少很多。此外，重庆事故发生时段比较分散，14：00—14：59和16：00—16：59也是重庆地铁运营事故的突发时段。

图14 2014—2018年度相关城市地铁运营突发事故的城市和发生时间段统计

3.5 按照事故延误时间统计

本次统计事故造成的地铁运营时间延误主要集中在5～30 min，占事故总量的6成以上，而近9成的事故都能在1 h内给予处理。在城市层面，上海、深圳和南京的事故一般在6～15 min内就能解决并恢复线路运行（图15），而北京、广州和重庆则一般在6～60 min中内完成处理，31～60 min内事故处理量相对较多。此外，虽然本次统计中，深圳地铁的突发运营事故仅有67起（占总量的5.45%），但有近4成地铁延误360 min以上。

图15 2014—2018年度相关城市地铁运营突发事故的城市和延误时长统计

统计结果表明，车辆故障、线路设备故障、机电设备故障引起的延误多在6～30 min，信号系统故障和车辆设备侵限引起的延误则较长，主要在16～60 min。供电系统故障造成的延误集中在16～120 min。特种设备故障由于多发生在通道和站厅，故对地铁延误的影响较小，一半以上的特种设备故障对地铁运营造成的延误影响在5 min以内。相比国际市场，国内地铁发生火灾的情况较少且危险性较低，所以在此次统计中，火灾带来的地铁延误能够在1h内给予处理并恢复地铁线路的运营。

4 结语

随着我国城市交通网络的不断构建和补充，城市地铁建设项目的稳步和快速推进，地铁的运营里程正在不断上升，地铁运营突发事故也将居高不下。本文针对我国地铁突发运营事故的统计分析，从不同角度对地铁运营事故发生的特点和规律进行了总结，不仅能够预见未来地铁运营中的事故，有助于新建地铁城市在进行地铁运营管理时抓住重点，进而降低运营事故的发生率，也能为我国地铁运营事故数据库的构建提供借鉴。

相关媒体资料和文献中对地铁运营事故的报道有限，使得相关数据统计不够全面，因而本文主要侧重从时间指标方面进行分析。现阶段大型城市地铁网络复杂程度不断提高，地铁网络中某一线路的事故不可避免地会对相关换乘线路的运行产生影响。本研究未能将事故所发生的具体线路及对线路的影响程度、线路已运营里程或时长对事故数量的影响等进行考虑和分析，因此相关数据有待进一步挖掘并提高其准确性。