（机械工程专业论文）基于hazop分析的矿山铁路专用线模糊综合评价研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 摘要 目前，铁路专用线为企业和社会带来巨大利益的同时，也带来了列车脱轨、列车 溜逸、挤道岔等重大事故隐患。这些事故易造成车辆破损、人员伤亡、货物损失，给 公司带来经济损伤和不良的社会影响。 随着以人为本理念的深入推广，企业安全意识的不断加强，企业对安全的需求不 断提高，铁路专用线安全也成为研究的重要内容。为了提高铁路专用线的安全状况， 有效地控制和减少铁路专用线行车事故的发生，关键的一步就是进行铁路专用线现状 的安全评价。通过对铁路专用线安全现状的检测和分析，识别出安全隐患，从而制定 出相应的安全改善措施。当前，对铁路专用线安全评价的方法有很多，然而多数评价 方法都有一定的局限性，并且大多都是进行定性评价，结果的准确性容易受到实际条 件的干扰。用实际数据对铁路专用线进行安全评价更具有说服力，所以我们需要一种 能够对铁路专用线安全评价进行定量研究的方法，使之更加全面和系统的对铁路专用 线的安全现状进行研究。 铁路专用线的基于h a z o p 分析的模糊综合评价法不但系统地考虑铁路专用线工务 方面的特点对潜在危险的影响，还对铁路专用线工务现状进行定量研究，通过定量的 方式找出专业铁路工务中最危险的位置及其危险程度，从而预防事故的发生，减少人 员伤亡和经济损失，而且对铁路专用线其他单元的定量研究起示范作用。 关键词：评价；定量分析；铁路专用线；模糊 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1l 页 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h es p e c i a lr a i l w a yb r i n g sg r e a ti n t e r e s t st ot h ee n t e r p r i s ea n ds o c i e t y ，b u ti t h a sb r o u g h ts o m es e r i o u ss e c u r i t yi n c i d e n t st o o ，s u c ha st r a i nd e r a i l m e n t , t r a i nr u n a w a y , t u r n o u ts h o u l d e r e do u ta n ds oo n t h e s ea c c i d e n t sm a k et h ed a m a g eo fr o l l i n gs t o c k ， c a s u a l t i e sa n dg o o d sl o s t , a n ds o ，t h i sb r i n ge c o n o m i cd a m a g ea n db a di n f l u e n c et oc o m p a n y a n ds o c i e t y a st h ef u r t h e rp r o m o t i o no fp e o p l e - c e n t e r e dp o l i c y ，e n t e r p r i s es a f e t yc o n s c i o u s n e s sh a s b es t r e n g t h e n ，e n t e r p r i s et os e c u r i t yn e e d sh a sb ei m p r o v e d ，s ot h es e c u r i t yo ft l a es p e c i a l r a i l w a yb e c o m eo n eo fi m p o r t a n tc o n t e n ti nt h es t u d y 。i no r d e rt oi m p r o v et h es a f ec o n d i t i o n o fs p e c i a lr a i l w a ya n dt oe f f e c t i v e l yc o n t r o la n dr e d u c et h et r a f f i ca c c i d e n to ft h es p e c i a l r a i l w a y , t h em o s tc r u c i a ls t e pi ss a f e t ye v a l u a t i o nf o rt h es p e c i a lr a i l w a y t h r o u g ht h e s e c u r i t ys t a t u sd e t e c t i o na n da n a l y s i so f t h es p e c i a lr a i l w a y ，w ec a l li d e n t i f ys a f e t y d e f i c i e n c i e s a n ds ow ec a nm a k er e l e v a n ts a f e t yi m p r o v e m e n tm e a s u r e s n o w a d a y s ，t h e r ei s s om u c hm e t h o dt os p e c i a lr a i l w a ys a f e t ye v a l u a t i o n ，b u tm o s to f t h e ma r en o to n l yh a v i n ga f e wl i m i t a t i o n sb u ta l s oa r eq u a l i t a t i v ee v a l u a t i o n ，s ot h ea c c u r a c yo fr e s u l t sv u l n e r a b l et o d i s t u r b e db yp h y s i c a lc o n d i t i o n u s i n ga c t u a ld a t ao nq u a l i t a t i v ee v a l u a t i o na b o u tt h es p e c i a l r a i l w a yh a sm o r ec o n v i n c e ，s ow e n e e dab e t t e rm e t h o dw h i c hc a nm a k e q u a n t i t a t i v es t u d y m o r es y s t e m a t i co nt h es p e c i a lr a i l w a yq u a l i t a t i v ee v a l u a t i o n t h es t u d yo ff u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o da b o u tt h es p e c i a lr a i lt h a tb a s e d o nh a z a r da n do p e r a b i l i t ya n a l y s i si sn o to n l yc o n s i d e r i n gt h ea f f e c to fw o r k sf e a t u r e ，b u t a l s om a k eq u a l i t a t i v ee v a l u a t i o na b o u tt h ew o r k s c u r r e n ts i t u a t i o n t h r o u g hq u a n t i t a t i v e w a yt oi d e n t i f yt h em o s td a n g e r o u sp r o f e s s i o n a lr a i l w a yw o r k st h ep l a c ea n dd a n g e r o u s d e g r e e ，t h u sp r e v e n t i n ga c c i d e n t sr e d u c ec a s u a l t i e sa n de c o n o m i cl o s s e s ，a n do t h e ru n i t st o r a i l w a yp r i v a t es i d i n g sq u a n t i t a t i v er e s e a r c ho nd e m o n s t r a t i o nr o l e k e yw o r d s ：a s s e s s m e n t ；q u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ；t h es p e c i a lr a i l w a yl i n e s ；f u z z 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 第1 章绪论 1 1 引言 当前，我国铁路运输安全评价的指标主要是安全天数，这就忽视了其它诸因素对 我国铁路运输安全的影响，也忽视了对设备、管理、环境等潜在的安全评价。目前， 用于铁路专用线安全评价的方法主要是安全检查表评价法( s a l t yc h e c k “s t ) 。然 而安全检查表法需要事先编制各类检查表，这样加大了安全评价人员的难度和工 作量，而且安全检查表法只能对评价对象进行定性评价，不能进行定量评价。安 全评价的结果容易受到多方面的影响，尤其是安全评价人员对他所评价对象的认 识程度与评价结果密切相关。 由西南交通大学安全技术中心、四川省安全科学技术研究院和山西同煤集体于 2 0 1 1 年共同研究的课题专用铁路( 线) 安全评价技术的研究，h a z o p ( 危险与可操 作性分析) 法引入到铁路领域，其关键作用在于“预防”。通过分析铁路各专业单元 的状态与危险源分析，经过偏差分析，以及偏离度的确定，从事故产生的原因着手， 提出合理的整改措施，最大程度地达到事前预防的目标。该方法具有结构性和系统性， 同时该方法具有可拓展性和兼容性。能从单一条件到组合条件、局部到整体的定性、 定量分析，根据不同需求给出结论。 在用h a z o p 分析法对铁路专用线安全评价的研究过程中，有许多问题需要我们 去解决，比如定性参数定量化的问题。h a z o p 分析实际上就是分析单元中的参数的偏 差，通过分析偏差对风险进行概率定量化。通过对h a z o p 分析在石油化工领域应用 的研究发现现阶段对我国铁路专用线进行h a z o p 分析主要存在两个困难：缺乏统一 安全评价数据库，对偏差进行定量缺乏更好的依据；偏差产生的后果的概率受检测设 备、人员素质等因素的影响。为了解决h a z o p 定量分析过程中定性参数的定量问题， 本文引入模糊综合评价法对铁路专用线工务段的定性参数进行定量研究，从而使评价 模式，评价过程更加合理科学。 1 2 研究的意义 铁路专用线是社会主义市场经济体制下以国家投资为主、地方和企业投资为辅的 铁路，是一些企业提升生产能力、扩大生产规模必需的投资。随着经济和科学技术的 不断发展，我国铁路专用线在安全管理、制度建设和基础设施等方面有了较大的进步 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 和发展。铁路专用线在铁路路网中有着举足轻重的地位，为了我国铁路路网的健康和 安全发展，我们应该更加关心铁路专用线的建设。然而根据铁道部安监部门统计，自 2 0 0 8 年以来，地方铁路专用线安全生产事故呈上升趋势，部分省市甚至以高于往年三 倍的速度增长。经专家调研分析，主要原因如下： ( 1 ) 干线铁路运能的快速发展，提高了机车的牵引能力和货运车辆的装载能力，轴 重有了较大的提升，对线路的动力作用明显加大； ( 2 ) 地方铁路专用线规模差异很大，不同程度地延用2 0 年前的老标准，突出反映 在线路、桥梁、隧道等基础设施等方面，尚没有实现与干线重载运输的同步改造，长 期超负荷运行，积累多种病害，普遍存在重大安全隐患； ( 3 ) 地方铁路专用线管理部门缺乏配套的、专业齐全的技术资源和丰富的铁路安全 管理经验，在及时发现安全隐患、快速治理和应急响应等方面急待提高。 为了提高专用铁路的安全状况，首要且关键的一步就是进行铁路现状的安全评价， 认清其安全水平，明确改善对象，进而制定相应的安全措施。目前运用在铁路专用线 安全评价的方法有很多，然而一般的评价方法虽从多角度对专用铁路进行评价，但有 一定的局限性。并且常规的评价方法主要进行定性评价，结果的准确性容易受到实际 条件的干扰。通过数字来表征铁路专用线的安全评价现状更加直观明了。基于h a z o p 分析的模糊综合评价法，能够更为系统地、全面地对专用铁路的安全现状进行定量研 究。 模糊综合评价法以模糊数学为基础，根据模糊数学中的隶属度理论实现定性评价和 定量评价之间的转化，模糊综合评价法能够更好地解决模糊的、难以量化的问题。专 用铁路h a z 0 p 模糊综合评价研究不但系统地考虑铁路专用线工务方面的特点对潜在 危险的影响，还对铁路专用线工务现状进行定量研究，通过定量的方式找出专业铁路 工务中最危险的位置及其危险程度，从而预防事故的发生，减少经济损失及人员伤亡， 而且对铁路专用线其他方面的定量研究起示范作用。 1 3 国内外现状 国外发达国家在铁路系统在安全评估方面的研究比较先进和完善，制定了很多可 行的评估技术标准，比如说i e c 6 1 5 0 8 。欧洲电气化标准委员会制定e n 5 0 1 2 6 作为欧洲 铁路行业在铁路应用( 包括铁路安全性、可维护性和可靠性等方面) 的安全评估标准。 相比发达国家，我国安全评价体系发展比较滞后。运用于国内外的铁路专用线安 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 全评价方法主要有头脑风暴法和安全检查表法。在这些评价方法的使用过程中，评价 结果较大程度的受人为因素的制约。 h a z o p 分析法和模糊综合评价法在高等级公路、石油工业等其它行业中已经成功 实现定量研究。然而在专用铁路上将h a z o p 分析法、模糊综合评价法和计算机辅助技 术相结合进行定量研究还处于初级探索阶段。 同国家铁路的发展相比，我国铁路专用线的相关管理和技术远远滞后，存在的安 全隐患也很多，这对我国铁路网的稳步建设和健康发展不利。主要问题有如下几点： ( 1 ) 作业人员和管理人员的安全意识不高，缺少严格、有效地安全教育和培训。 ( 2 ) 铁路安全管理不够系统和全面，尤其是在日常的管理水平上更为突出。 ( 3 ) 缺乏科学合理的日常维护和保养机制。 ( 4 ) 很多铁路专用线基础设施落后。如国铁客运专线和干线均采用6 0 k g m 钢轨轨 道结构，大秦重载运煤线路均采用7 5 k g m 淬火钢轨轨道结构。而多数铁路专用线钢轨 型号并不统一，有的铁路专用线采用6 0 k g m ，有的铁路专用线采用5 0 k g m ，部分铁路 专用线采用4 3 k g m 钢轨，因为铁路专用线钢轨型号的不统一，所以我国铁路专用线的 健康发展受了很大的制约。 因此，基于这些问题而产生的铁路交通事故也频频发生，脱轨、溜逸、冲突、火 灾等危害人身安全、财产损失的事故存在于各专用线、专用铁路，影响了铁路货运安 全和企业发展。 1 4 本文研究方法及主要内容 本文主要研究危险与可操作性分析方法( h a z o p 分析法) 在铁路专用线上的应用、 铁路专用线辅助软件的开发以及怎样对铁路专用线工务段定性参数进行定量评价的问 题。 h a z o p 分析是一种系统化地分析流程潜在危害的分析方法。欧美等国已经在石油 化工以及航天等领域的风险评估中将广泛地使用这种方法。h a z o p 分析思想是：对工 艺或操作的特殊点进行分析( 这些特殊点称为“分析节点一) ，然后通过分析每个“节 点，识别出具有潜在危险的偏差，然后提出建议措施，改善安全管理。 h a z o p 分析中，是引导词法是最常用的偏差确定方法。即将引导词作为工艺参数 确定出由实际意义的偏差( 偏差 = 引导词) + 参数 ) 。然而铁路专用线中存在着大量 的定性参数，这类参数是定性描述的参数，不能够直接用数值进行表示，因而在进行 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 铁路专用线h a z o p 分析辅助软件开发时，不能直接对这类参数进行偏差分析，所以 这就需要一种方法来将这些定性的参数转化成定量参数，便于对铁路专用线现状的风 险的概率定量化。模糊综合评价法能够把定性评价转化为定量评价，因而，本文 采用模糊综合评价法对对铁路专用线工务段中的定性参数进行定量评价。 本论文在h a z o p 分析的基础上，以模糊综合评价方法为指导，结合我国铁路专用 线的现状，依据国家相关法律法规和维修规则，将铁路专用线中的一些定性参数的定 性评价进行定量评价，探索模糊综合评价方法在铁路专用线h a z o p 分析中定量评价 的应用。 本论文研究的主要内容有以下几个方面： ( 1 ) h a z o p 分析在铁路专用线上的应用。数学模型的建立。根据模糊数学的原理， 建立数学模型。 ( 2 ) 铁路专用线h a z o p 分析辅助软件的开发。 ( 3 ) 选取一个定性参数，用模糊综合评价法探索对其的定性评价。在用模糊综合评 价法进行定性评价时，采用层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s 简称a h p ) 确定评 价因素的权重。 1 5 本章小结 根据国内外铁路专用线安全评价现状和我国的相关法律法规和维修规则，采用 h a z o p 方法和模糊综合评价相结合的方法虽然还处于探索阶段，但是这对我国铁路专 用线安全现状进行研究有极其重要的意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 第2 章专用线安全评价方法介绍 2 1 安全评价概念与方法介绍 2 1 1 安全评价的概念 在欧美各国安全评价被称之为“风险评价 ( r i s ka s s e s s m e n t ) 、“危险评价”或 者“风险评估”；在日本称为“安全评价 ；我国也多称之为“安全评价 。安全评 价的目的是确保安全。安全评价运用系统工程方法，按照科学的程序和方法，对评价 系统中的潜在危险进行预先的识别、分析和评价，为管理决策者制定相应的依据和解 决措施，降低事故的发生率、最少企业的损失、使安全投资效益更好同时减少人员伤 亡，从而达到系统安全的过程，其内涵可用图2 1 表示。 安全评价一 j 危险性辨识一危险度评价一 li liil 危险源辨识一计算风险率一危险性控制一安全指标一 难查) + l溯认p溯认p ( 设定) 一 1 ，新危险源一1 ：事故发生1 ：消除危险社会允许的 2 ：危险源变概率一措施一安全指标一 化一2 ：后果严重2 ：降低危险 度化一 措施一 图2 1 安全评价图 从图2 1 安全评价图可知，安全评价包括危险性辨识和危险度评价。危险性辨识就 是危险源的辨别，并确定危险源带来的各种危险性的概率和可能造成的后果的严重程 度；危险度评价是为了控制危险源带来的各种危险性，包括危险性控制和安全指标。 危险度评价即使把危险源带来的风险和社会允许的安全指标进行比较，判断风险可不 可以接受，然后确定相应的消除或者降低危险的措施。 2 1 2 安全评价的目的 安全评价的目的是确保安全，降低事故的发生概率，减少企业的经济损伤和人员 伤亡，使企业获得最好的安全投资效益。安全评价的目的包含有如下几个方面： ( 1 ) 有效地揭示评价对象在设计和操作过程中存在的缺陷，系统地从计划、设计、 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 制造、运行等过程中考虑安全技术和管理问题，找出生产过程中潜在的危险因素，并 提出相应的安全措施，实现安全生产的目标。 ( 2 ) 分析和预测危险源有可能的事故，并对事故的安全性进行定性或者定量评价， 提出良好的建议措施。 ( 3 ) 对评价对象的系统设计或者其装置、设备、设施或系统的风险和收益之间的平 衡进行评价，看其是否合理。如果危险高于社会可接受的危险水平时，我们就必须更 改评价对象的设计方案；如果无法对不在我们可接受的风险范围内的设计方案进行改 进，我们就必须放弃这种设计方案。 ( 4 ) 在装置、设备、设施或系统进行试验或使用之前，必须对装置、设备、设施或 系统中潜在的危险进行评价，来确保危险已经消除或者降低在我们的可控制范围内， 提供消除或者降低风险所花费的费用的支持。 ( 5 ) 在生产过程中，评价装置、设备、设施或系统是否达到了安全生产的相关规定， 是否实现了技术和管理的安全、科学和标准化。 ( 6 ) 安全评价在思想上以预防为主，这就使评价对象显在和潜在的危险能够得到控 制。 2 1 3 安全评价的意义 安全评价与日常生活中的安全生产管理和监督不同，安全评价以技术方法的负面 效应为出发点，对其给带来的企业和社会带来的损伤已经给人员带来的伤害的可能性、 影响范围、严重程度以及采取的建议措施等进行分析和评价。安全评价的意义主要体 现在以下几个方面： ( 1 ) 有效地减少事故的发生和职业的危害 安全评价不仅能确认评价系统的危险性，还能分析其发生事故的可能性和事故造 成损失的严重程度，并计算事故造成的损失，即风险率。以便合理地选择消除、减少 事故的措施。 ( 2 ) 能够系统地进行安全管理 我国安全生产的基本方针是：“安全第一，预防为主 ，这项基本方针是我国进 行安全评价的重要手段。通过对评价系统进行安全评价，可以确认企业是否具备安全 生产的条件。 ( 3 ) 用最少投资获得最佳安全效果 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 安全评价工作，尤其是设计之前的安全预评价，能够有效地提高工程安全设计的 质量和投产后的安全可靠程度；投产时的安全验收评价，是根据国家有关技术标准、 规范对设备、设施和系统进行符合性评价，提高安全达标水平；系统运转阶段的安全 生产技术、安全管理等方面的安全现状评价( 也称在役生产装置评价) ，可客观地对企业 安全水平做出结论，使企业不仅了解可能存在的危险性，而且明确如何改进安全状况， 同时也为安全监督管理部门了解企业安全生产现状、实施宏观控制提供基础资料。 ( 4 ) 促进企业的安全生产和安全监督标准制定。 ( 5 ) 能够迅速提高安全评价工作技术人员的工作水平和工作效率。 安全评价能够使企业的各部门和全体工作人员明确各自的安全指标要求，在明确 企业的目标的情况下，各部门和全体工作人员齐心协力，分工合作，使得安全管理工 作科学化、标准化和统一化。 2 1 4 安全评价的地位 安全评价在消除或者减少事故的发生和降低事故带来的损失和人员伤亡，以及对 事故发生的原因进行分析等起着至关重要的作用。现如今，越来越多的国家已经把安 全评价列入本国的相关标准、规范和法规的条款中。 ( 1 ) 在工程项目建设中，安全评价已经成为一项必不可少的要进行的工作 在美国，大部分重要的工程项目都要进行安全评价。在日本，新建和改建的化工 厂必须要执行化工装置六阶段安全评价。在英国，除了新建和改建的化工厂，连新 建的企业都必须要进行安全评价。在我国的工程项目中，安全评价被视为“三同时”的 一项新内容，是使“三同时”工作进一步科学化和制度化的重要举措。 ( 2 ) 是安全管理标准体系中的基础性内容 随着工业的发展，质量保证体系及环境保护体系得到人们的认同，i s o9 0 0 0 系列 标准和i s 0 1 4 0 0 0 系列标准在全世界范围内广泛采用。职业安全卫生管理体系也越来越 受到社会的关注，就世界范围看，安全管理体系业已形成。危险辨识、安全评价是做 好安全管理的前提，因此，国内外在有关安全管理的标准中几乎无一例外地将安全评 价作为一个重要的组成部分：加拿大的责任与关怀将“安全评价”作为“支持实施规 程应遵守的合作计划9 项工作内容之一，美国职业安全卫生管理体系、英国标准b s 8 8 0 0 、澳大利亚标准a s1 4 7 0 也都包括了安全评价的内容：我国的职业安全管理体 系试行标准主要由5 个要素组成，在“计划”要素中将“危险辨识、安全评价和危险控 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 制计划”作为一项重要内容。 ( 3 ) 是控制重大工业事故的重要手段 为避免重大工业事故，1 9 9 3 年，国际劳工组织通过了预防重大工业事故公约。 预防重大工业事故公约中要求“危险的鉴别与分析以及对事故危险的评估，包括 考虑各种物质之间可能的相互作用 。1 9 8 8 年，重大事故控制实用手册出版，这为 企业提供了多中安全评价方法。1 9 9 6 年，欧洲共同体对1 9 8 2 年发布的塞维索指令 进行了修改，修改后的指令要求各成员国的企业安全管理体系中应涉及“鉴别、评价重 大危险修订、实施由正常操作或不正常操作引发的重大危险的系统鉴别方法，评 价重大危险的可能性和严重程度”。 2 2 安全评价的类型 安全评价从工程项目立项到正常生产乃至退役、报废，其中的任何一个阶段都有 不同的评价分类方法。根据评价对象的不同，安全评价分为安全预评价、安全验收评 价、安全现状评价。安全预评价是根据建设项目( 包括新、改、扩建项目) 可行性研究报 告的内容，分析和预测该建设项目可能存在的危险、有害因素的种类和程度，提出合 理可行的安全对策措施及建议。安全验收评价是在建设项目竣工、试运行正常后，通 过对建设项目的设施、设备、装置实际运行状况及管理状况的安全评价，查找该建设 项目投产后存在的危险、有害因素，确定其程度并提出合理可行的安全对策措施及建 议。安全现状评价，也就是在役装置安全评价，是针对某一个生产经营单位总体或局 部的生产经营活动的安全现状进行安全评价，查找其存在的危险、有害因素并确定其 程度，提出：合理可行的安全对策措施及建议。 2 3 安全评价基本程序 安全评价基本程序如图2 2 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l 图2 2 安全评价基本程序 安全评价的工作程序，有以下四个环节： ( 1 ) 准备工作 安全评价的准备工作主要是进行现场勘察和资料收集。现场勘察是为了了解评价 对象的地理环境、社会环境和气象条件，同时了解设备、设施和生产工艺的事故情况。 资料收集主要明确要评价的对象，收集国内外相关法律法规和标准。 ( 2 ) 危险辨识危险与有害因素辨识 危险辨识即是对评价对象中的一些危险的有害的因素进行辨识。辨识和分析可能 发生的事故类型、原因。 ( 3 ) 安全性评价 在危险分析的基础上，对评价对象划分评价单元，并选择相关的评价方法，定性 或定量评价事故发生的可能性和严重程度，并进行危险性分级，以确定哪些地方需要 重点管理。 ( 4 ) ( 风险) 控制 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1o 页 根据评价和分级结果，提出有效的安全对策措施和应急预案。 2 4 安全评价的限制因素 无论是在理论上还是实际评价工作中，安全评价都存在一定的限制，这是因为安 全评价在很大程度上与评价人员的经验有关。所以，不管是多么高质量还是多么有效 的安全评价，都有局限性。安全评价的限制因素主要有以下几个方面： ( 1 ) 不完整性 安全评价的不完整性主要包括以下两个方面：不能保证已辨识的危险考虑到所有 可能事故引起的原因以及事故的后果；不可能保证评价人员找出了所有的危险和潜在 事故状况。有经验的专家，能够根据自身多年来的相关经验，运用系统的安全评价方 法辨识出最严重的危险及其事故的原因和后果。 ( 2 ) 主观性 由于评价结果与假设条件密切相关，不同的评价人员使用相同的资料评价同一个 项目，所用的评价方法也各异，所得出不同的结果也不同，所以安全评价具有高度主 观的性质。尽管有许多经验性的预测方法，安全评价的质量在很大程度上还取决于判 断正确与否，尤其是假设条件选择。 ( 3 ) 与评价人员的经验相关 安全评价在很大程度上取决于评价人员的经验和主观判断力，不同的评价人员对 即使对相同的评价对象，其评价结果也不一定相同，有的甚至天壤之别。有的时候， 评价人员的进行安全评价所采用的方法同评价人员的经验相比，前者远不如后者重要。 由于很多事件在安全评价之前并没有发生过，所以安全评价人员必须根据自身的主观 判断来确定可能导致事故的原因及其产生的后果。 ( 4 ) 安全评价所带来的效益并不能直接得到验证 预防事故所能产生的经济效益不能确切估算出，可是安全评价的效益会随着时间 的推移而逐步显示出来。它主要包括：在项目的寿命全过程中很少发生事故；降低了 事故的严重程度：改善了应急救援体系；提高了培训水平并弄清工艺状况；操作更加 安全有效；修订规章制度并改善了社会关系。即使对项目的寿命全过程进行高质量安 全评价后，也并不能保证安全杜绝事故的发生。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 第3 章 l ! 心o p 分析法在铁路专用线中的应用 3 1h a z o p 方法可行性研究 h a z o p 分析对处于设计、运行、报废等各阶段的生产装置进行危险分析。与 其他的风险分析方法相比其最大的优势在与：由来自于不同专业的专家，根据分 析对象的情况建立h a z o p 分析偏差库，再通划分的节点进行分析。铁路专用线可 以通过力的传递方向将铁路专用线线路划分为：曲轨、直轨、道岔、涵洞、隧道 等单元，同时通过建立铁路专用线的偏差分析数据库，所以应用h a z o p 进行铁路 专用线安全评价是可行的。 3 2 实行地坦o p 分析的意义和必要性 根据铁道部安监部门统计，自2 0 0 8 年以来，地方铁路专用线发生铁路运输安全生产 事故呈上升趋势，部分省市甚至以高于往年三倍的速度创造出历史最高纪录，引起了各 级主管部门的高度重视经专家调研分析，主要原因如下： ( 1 ) 干线铁路运能的快速发展，提高了机车的牵引能力和货运车辆的装载能力，轴重 有了较大的提升，对线路的动力作用明显加大； ( 2 ) 地方铁路专用线规模差异很大，不同程度地延用2 0 年前的老标准，突出反映在线 路、桥梁、隧道等基础设施等方面，尚没有实现与干线重载运输的同步改造，长期超 负荷运行，积累多种病害，普遍存在重大安全隐患； ( 3 ) 地方铁路专用线管理部门缺乏配套的、专业齐全的技术资源和丰富的铁路安全 管理经验，在及时发现安全隐患、快速治理和应急响应等方面急待提高。 同煤集团矿山铁路分公司铁路专用线里程长，运营负荷重，部分区段也存在着上述 涉及到的普遍安全隐患。全面系统地摸清家底，掌握运营状况，提高铁路运输管理水 平和工作质量，确保行车和货物安全，加速车辆周转，提高经济效益是当前和今后一 段时间内的工作目标。以先进的检测、检验技术和理论研究，分析、评估铁路专用线 的安全技术指标，辨识危险有害因素，提出风险控制措施和应对预案，建立综合安全 管理体系，创造本质安全环境则是实现这一目标的基础性工作。应用铁路系统成功推 广的安全技术与管理成果，促进矿山铁路安全生产与管理综合实力快速提升，是行之 有效的方法。所以我们提出了在同煤集团公司开展矿山铁路专用线h a z o p 安全评价 技术研究， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第12 页 2 0 1 2 年4 月1 7 日，国务委员兼国务院秘书长马凯在“全国集中开展安全生产领域 “打非治违 专项行动电视电话会议 上强调要在全国范围内深入开展“打非治违 的专项行动。依照法律法规和政策，严厉打击各类非法违法生产经营建设行为( 以煤矿、 非煤矿山、烟花爆竹、烟花爆竹消防、民用爆炸物品、危险化学品、道路和水上交通、 建筑施工和冶金9 个行业领域为重点) ，坚决治理和纠正违规违章行为，整改安全隐患， 防范重特大事故，促进全国安全生产形势持续稳定好转。 3 3 铁路专用线安全现状分析 同煤集团矿山铁路分公司成立于2 0 0 0 年1 0 月，承担着集团公司口泉、云岗2 2 6 2 7 4 k m 的铁路专用线，成为一支集维修、管理、作业、施工于一体的铁路专用线养护队伍， 该专用线铁路与大秦铁路接轨，承担着同煤集团每年亿吨左右的煤炭外运任务，接发 编组列车日均最高8 对，成为西北部地区乃至全国唯一一家具有两万吨组合编组能力， 且运行快、运能大、自动化程度高的煤炭专用铁路。同煤集团矿山铁路分公司所辖铁 路专用线属于3 级以外的铁路，专用线上共有曲线3 3 3 个，总延长5 6 6 2 9k m ，占线路 总长的2 6 ，曲线最小半径为1 8 0 m ，半径小于3 0 0 m 的曲线6 4 个，还有少量的反向 曲线。同煤集团矿山铁路专用线由于其直接连通大秦重载铁路，属于重载地方铁路 随着现代化企业的发展，企业铁路专用线在轴重、轨道等方面都发生了很大的变 化。 3 3 1 轴重的变化 我国在2 0 世纪五六十年代，新中国开始自己制造货车，替代旧中国的破烂车辆， 主要产品有c 6 5 、c 6 2 、c 6 2 型敝车，p 6 0 、p 6 l 型棚车，n 1 6 、n 1 7 型平车，g 6 0 、g 1 2 型罐 车。2 0 世纪8 0 年代，制造c 6 4 、c 6 1 型敞车，p 6 2 、p “型棚车，n 1 7 a 型平车，g 7 1 d 、g 1 7 型罐车。其最大特点是载重量多是为6 0 吨。构造速度1 0 0 公里小时。2 0 0 4 年起第三 次换代，目标有4 项即：轴重提高到2 3 吨；载重量增至7 0 吨；时速1 2 0 公里小时； 单列货车载重量提高到5 0 0 0 吨。大秦线1 9 9 8 年使用c 7 6 a ，全部重量达1 0 0 吨( 自重 2 4 吨，货物7 6 吨) ，轴重2 5 吨。 c 8 0 系列敞车为大秦线2 万吨级运煤重载列车设计，载重均为8 0 吨，自重2 0 吨， 运行速度1 2 0 公里小时。 货车重载的发展表现为：轴重从2 1 吨到2 3 吨，重载线路2 5 吨，运行速度提高到 1 2 0 k m h ；单列货车提高到5 0 0 0 吨，重载专线2 吨到3 万吨。 - 一 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 3 3 2 轨道的变化 1 9 6 0 年代初，冶金部对新制钢轨统一规定为3 种类型：3 8 k g m 、4 3 k g m 、5 0 k g m 。 为了适应铁路运量及速度的提高，1 9 6 5 年我国又制成了6 0 k g m 的钢轨。1 9 8 0 年代后 期又制成了7 5 k g m 的钢轨，用于重载运输的大秦铁路线上。现在的国家标准钢轨类型 为5 0 k g r n 、6 0 k g m 、7 5 k g m 。钢轨长度4 3 k g m 有1 2 5 米和2 5 米；5 0 k g m 有2 5 米、5 0 米、1 0 0 米三种；无缝线路是先生产1 0 0 米，运到焊轨厂焊成5 0 0 米钢轨，在 将其运到工地焊接。 如果在不考虑对铁路系统中其它部分的影响，增加铁路系统中某部分的轴重会对 铁路轨道和桥梁带来影响，钢轨特性的改变也有可能引起车轮特性的变化。 3 3 3 铁路法律环境的变化 1 9 9 1 年5 月1 日，中华人民共和国铁路法开始实施；2 0 0 2 年1 1 月1 日实施中 华人民共和国安全生产法；2 0 0 5 年4 月1 日实施铁路运输安全保护条例；2 0 0 7 年9 月1 日实施铁路交通事故应急救援和调查处理条例；铁路交通事故调查处理 规则和铁路交通事故应急救援规则2 0 0 7 年9 月1 日实施。2 0 1 0 年3 月1 6 日开 始实施最高人民法院关于审理铁路运输人身损害赔偿纠纷案件适用法律若干问题的 解释 其中铁路交通事故调查处理规则明确对事故等级、事故报告、事故调查、事故 责任判定和损失认定、事故统计与分析、罚则等内容作出了明确规定。尽管铁路专用 线主要以货运为主，特别重大事故比较少，但较大和一般事故时有发生。事故发生频 率的增加大大加大专用线企业的安全生产风险。 3 3 4 铁路周围环境的变化 随着紧邻专用线的城镇、乡村的建设及交通设施不断发展，很多铁路专用线面临 周围环境的极大变化。特别是专用线道口，在设计和使用初期公路车辆通行比较少， 近些年出现井喷式增长。很多道口的设施设备远远不能满足安全技术条件的要求，安 全形势非常严重。 根据最高人民法院关于审理铁路运输人身损害赔偿纠纷案件适用法律若干问题 的解释可知，无论铁路运输企业( 铁路专用线产权单位) 无论是否履行安全防护、 警示等义务都必须承担责任。显然路外安全风险也在不断增长。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 4 页 3 3 5 铁路运输组织的变化 周转车列数量递增及运行速度的增加，无疑增加安全因素的暴露时间。铁路两侧 及道口环境的变化，也大大增加路外伤亡事故的可能行。 3 4h a z o p 在专用铁路( 线) 安全评价中的应用 3 4 1h a z o p 分析过程 h a z o p 分析实施过程由多方面组成，在准备工作充分完成的基础上，开展铁路专 用线危险和可操作性分析( h a z o p ) 总的技术路线按如下五个步骤实施：课题调研、 h a z o p 分析改进技术研究、h a z o p 辅助分析系统开发、h a z o p 定量方法研究：成果 文件及应用。其项目研究的技术路线框图3 1 如下： 项 目 研 究 总 体 方 i 风险识别与评价水平调研，常用安全评估分 一 i 析，研究e a z o p 方挂的适用性。研究铁路 课题调研+ 一h 专用线系统过程参数中与i e a z o p 相关联的 。i 数据t 虱潲羹燃 i i a z o p 辅助 技术开发一 开发辅助动能强大，结构合理，能弥补分析 经验不足、提高效率的软件系统一 叠引蚕麟黼燃添 戚果应用- 提出监督层决策层、管理层、操作层对于 的成果文件。左应用中发现问题，可持续改 进和完善一 图3 1h a z o p 分析技术路线 3 4 2 乩吧o p 方法的实施 h a z o p 采用标准化“引导词 对系统的中间变量设定“偏离 ，沿偏离在系 统中反向查找非正常“原因一，沿偏离在系统中正向查找不利“后果”。查找系 统中针对各重要“原因一后果”对偶已有的安全措施，提出整改或新的安全措施 建议。所以h a z o p 在铁路专用线安全评价中的应用也完全按照这个思想来实施， 其具体的实施流程如图3 2 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 5 页 jl i 选择节点或操作步骤卜j l 选择节点或操作步骤+ r 解释工艺指标或操作下一个节点或操作步 步骤- jl 工 选择工艺参数或任务+ 卜_ 1 下一个工艺参数- 0t 使用引导词于上艺参 l 数建立有意义的偏差，一 下一个引导词 j 1 分析偏差后果( 假设所 有保护失效) 一 提出措施t 根据后果、原因及保护 l 列出偏差的可能原因一 估计风险+ 一一选择节点或揉步骤。l j 图3 2h o z o p 分析流程图 3 4 3 铁路专用线评价单元的划分 h a z o p 分析需要先对分析对象划分评价单元，才能进行偏差分析。评价单元根据 评价对象的情况可以划分为一级评价单元，也可以是二级、三级评价单元，或者更多 级数的评价单元。评价单元的划分至关重要，划分的好坏直接影响到后面的偏差分析。 面对千差万别的铁路专用线，按每个专用线建立模型必然存在大量的重复性工作， 同时也存在大量的无效工作。由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统的研究 每一个划分的h a z o p 分析单元，分析偏差所导致的危险和可操作性问题。单元 划分及数量设计尽可能的和技规相一致，反映铁路专用线的全部安全单元。根据 铁路专用线的自身特点，将铁路专用线分为车务、机车、工务、电务、车辆五个一级 评价单元( 划分区间从接轨点开始，到最后的车挡为止) 。再根据铁路专用线力的传递 方向，将铁路专用线工务段分为线路基础、直股钢轨、曲股钢轨、道岔、桥梁、涵洞、 隧道以及其它8 个二级评价单元。矿山铁路专用线h a z o p 评价单元划分见表3 1 ： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第16 页 表3 - 1h a z o p 分析单元 i 级单元车务机车工务电务车辆+ 线路基础 直股钢轨 曲股钢轨 道岔 级单元 桥梁 涵洞 隧道 其他 对应其i i 级单元的 级单元 下属单元 3 4 4 引导词与偏差的选择 基于引导词的h a z o p 方法通过选择的引导词对每一个分析节点的各个参数形成 每个参数有意义的偏差，然后分析偏差产生的原因、可能导致的危险后果，然后在现 有措施的基础之上提出应该采取的安全措施。 3 4 4 1 引导词 结合专用铁路安全的特点，选用h a z o p 的引导词见表3 2 。 表3 2h a z o p 的引导词 引导词含义说明 n o ( 空白)对设计意图的否定设计或操作要求指标或事 件完全不发生 l e s s ( 减量)数量减少同标准值比较，数值偏小 m o r e ( 过量)数量增加同标准值比较，数值偏大 p a r t o f ( 部分)质的减少只完成既定功能的一部分 a sw e l l a s ( 伴随) 质的增加在完成既定功能的同时伴 随多余事件发生 3 4 4 2 偏差与参数 偏差的表示方法如下： 嗡差 = 传l 导词) + 惨数】 或者表示为： ( 3 1 ) 西南交通大学硕士研究生学位论文 第17 页 【峨】= 例如：线路的轨道接头技术偏差的表示与描述： 【y = y ，：轨道几何尺寸 y 2 ：联接零件 y ，：道床弹性3 ：遭床捍住 y 。：轨枕及弹性垫层 y ，：钢轨质量 y ，2 陟。y 1 2 y 2 = y 2 1