城市轨道交通安全风险分析与评价研究

城市轨道交通安全风险分析与评价研究

摘要：安全风险分析是城市轨道交通建设、运营安全的重要保证。本文结合风险管理的相关理论，从预先危险性分析入手对轨道交通项目的风险进行分析，并联系实际，提供了几种典型的风险分析评价方法。其研究成果对今后轨道交通项目的风险分析评价具有一定的借鉴意义。

关键词：城市轨道交通安全评价预先危险性分析评价方法

Abstract: the safety risk analysis is the urban rail transit construction, operation of the importance of safety guarantee. Based on the related risk management theory, from the preliminary hazard analysis of rail transit projects of the risk analysis, and with practice, provide several typical risk analysis evaluation method. The research results of the rail transit projects for future risk analysis evaluation is a certain significance.

Keywords: urban rail traffic safety evaluation the preliminary hazard analysis evaluation method

前言

城市轨道交通对于缓解交通压力，节约资源能源，实现交通可持续发展有着重要意义。进入2012年，各大城市纷纷开始轨道交通的规划建设。据统计，目前已有29个城市轨道交通项目规划获得了批复。根据相关计划，至2015年前后，全国规划建设的轨道交通线路有96条，建设线路总长将达2500多公里，总投资超过1万亿元，标志着轨道交通行业已经步入了黄金期。随着轨道交通的蓬勃发展，随之而来的各种负面影响也日益增多。为了保证轨道交通的安全和运输能力，对轨道交通项目进行合理的风险分析与评价显得愈加重要。

1 城市轨道交通风险管理的理念

随着轨道交通项目的快速发展，在其建设和运营过程中的风险和安全问题日益突出。由于轨道交通项目具有投资大、建设周期长、技术复杂、影响范围广的特点，所以简单的风险分析和规避已不能满足其发展需求，必须要树立风险管理的理念。

项目风险管理[1]是指对项目风险管理组织对可能遇到的风险进行规划、辨识、估计、评价、应对的过程，以科学的管理方法控制和处理项目风险，防治和减少损失，减轻或消除风险的不利影响，以最低的成本取得对项目安全保障的满意结果，保障项目的顺利进行。风险分析包括两个方面的内容[2]：一是将积

极因素所产生的项目风险管理流程影响最大化；二是使消极因素产生的影响最小化。本文所述的风险分析只要是指第二方面的内容。

城市轨道交通项目的风险分析与评价虽然逐渐被重视，但是还为形成一套成熟的理论，目前的评价分析方法[3]大多是借鉴铁路工程经济评价或者建设项目经济评价的方法，这两者的侧重点有所不同，但是均与城市轨道交通实际不符，另外针对项目安全的评价研究也较少。本文是针对影响项目安全的风险进行分析评价，并对典型风险给予相应的评价方法。

2 预先危险性分析

预先危险性分析[5]（PreliminaryHazardAnalysis，简称PHA）是在进行某项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）之前，对系统存在的各种危险因素（类别、分布）、出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概略分析的系统安全分析方法。其目的是早期发现系统的潜在危险因素，确定系统的危险等级，提出相应的防范措施，防止这些危险因素发展成为事故，避免考虑不周所造成的损失，属定性评价。即：讨论、分析、确定系统存在的危险、有害因素，及其触发条件、现象、形成事故的原因事件、事故类型、事故后果和危险等级，有针对性地提出应采取的安全防范措施。

2.1预先危险性分析法的功能主要有：

（1）大体识别与系统有关的主要危险；

（2）鉴别产生危险的原因；

（3）估计事故出现对系统产生的影响；

（4）对已经识别的危险进行分级，并提出消除或控制危险性的措施。

2.2预先危险性分析步骤

（1）对分析系统的生产目的、工艺过程以及操作条件和周围环境进行充分的调查了解；

（2）收集以往的经验和同类生产中发生过的事故情况，判断所要分析对象中是否也会出现类似情况，查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性；

（3）根据经验、技术诊断等方法确定危险源；

（4）识别危险转化条件，研究危险因素转变成事故的触发条件；

（5）进行危险性分级，确定危险程度，找出应重点控制的危险源；

1。

（6）制定危险防范措施。

分析的结果最终以表格的形式表示。 2.3危险、有害因素的危险性等级

PHA分析的结果用危险性等级来表示。危险性可划分为四个等级，见表

表1 危险性等级划分表

3 风险的分析评价和处置对策

3.1火灾风险分析方法

对火灾风险采用FDS（Fire Dynamics Simulator 火灾动力学模拟）评价方法。FDS一种火灾驱动流体流动的计算流体动力学软件，其原理是火灾的场模拟计算，场模拟是利用计算机求解火灾过程中状态参数的空间及其随时间变化的模拟方式，场是指状态参数如速度、温度、各组分的浓度等的空间分布。场模拟的理论依据是自然界普遍成立的质量守恒、动量守恒、能量守恒以及化学反应的定律等。火灾过程中状态参数的变化也遵循着这些规律，因而可以用场模拟方法求解火灾过程。FDS通过大涡模型对连续方程、动量、能量方程以及压力收敛方程进行求解，可得到温度、压力、气体成分、可见度等参数的空间分布。

火灾风险分析采用大涡场模拟模拟软件FDS version 3进行数值模拟，对车站隧道火灾情况进行模拟，其分析评价内容为：

1）针对典型站台和通道结构，研究火灾的发生和发展，获得站台的通道内不同局部位置的温度和烟浓度分布等；

2）研究不同传热状况（辐射、对流、导热等）下典型站台和通道内的热效应和作用区域；

3）火灾条件下烟气的动态扩散和传递特征，获得烟气在站台和通道内的分布规律和对人员的影响；

4）火灾、烟气条件下典型站台和通道内的人员疏散模拟；

5）基于对典型站台和通道内火灾和烟气的发生、发展、扩散和传递的规律的研究，获得防范安全事故、人员疏散和救援的操作预案。

3.2地压稳定性风险分析评价

主要运用三维有限元计算程序对地下车站及隧道进行分析，分析典型地铁站及隧道的稳定性情况，并提出相应的安全技术对策措施。

其内容和目的是建立反映典型隧道围岩状态的三维模型，模拟围岩的力学状态和变形破坏状态；确定典型车站和隧道的工作边界条件及周边材料参数；运用三维有限元仿真，计算显示车站、隧道在正常运行状态下的应力、变形情况；根据计算提出必要的安全技术措施建议。

评价采用Itasca公司的FLAC3D程序，该程序为国际公认的三维岩土分析程序，可以进行非线性及线弹性计算，并可以很方便的模拟施工过程。