廖欢
（湖南科技大学资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭411201）
截至2020 年12 月31 日，中国内地共开通城市轨道交通线路233 条，完成客运量175.9 亿人次。[1]地铁以高便捷度、高准点率成为当前主要的公共交通出行方式。在享受地铁便利的同时，地铁空间有限、人员密集等特点使得地铁在运营过程中存在诸多的安全隐患，因拥挤造成的踩踏风险尤为突出[2]。因此，建立科学合理的地铁车站踩踏事故风险评估体系，对提高地铁车站安全管理水平，保护乘客公共出行安全具有重要意义。
事故树分析法(FTA)广泛应用于各类安全系统，查找导致事故的原因事件及其重要程度。但由于基本事件发生概率统计困难，通过结构重要度直接判断基本事件的重要程度，无法对系统风险性进行准确定量评估。而层次分析法（AHP）通过比较两两指标之间的重要程度，建立判断矩阵，再由计算得到各影响因素在系统风险评估中的重要程度[3]。但在比较判断过程中，受评分人员主观因素影响较大，且指标过多时，比较难度增大，在一定程度上影响了评估结果的准确性。
因此，本文结合地铁车站实际，利用FTA 法和AHP 法互为基础，综合减小使用单一方法在风险评估中可能出现的偏差，研究基于FTA-AHP 的地铁车站踩踏事故风险评估指标及其权重，为实际评估地铁车站踩踏事故风险性提供依据。
1 基于FTA-AHP 的地铁车站踩踏事故风险评估指标研究
1.1 事故树的编制
以地铁车站踩踏事故作为顶上事件，分析导致事故的基本原因事件，编制事故树如图1。
1.2 层次分析模型的建立
在事故树分析的基础上，运用层次分析法将地铁车站踩踏事故风险评估作为目标层，以基本事件作为指标层，归纳人员因素、设备因素、环境因素、管理因素作为准则层，再由准则层与指标层共同确定子准则层，建立地铁车站踩踏事故层次分析模型如图2 所示。
图1 地铁车站踩踏事故树
图2 地铁车站踩踏事故层次分析模型
1.3 基于FTA 的结构重要度分析
将地铁车站踩踏事故树转化为成功树，再进行布尔运算可得最小径集为[4]：
结构重要度分析是从事故树结构入手分析各基本事件的重要程度，根据最小径集，利用结构重要度分析公式（1）求解[4]：
k—最小径集总数；nj—第i 个基本事件所在kj的基本事件总数。
1.4 判断矩阵的构建与指标权重的确定
判断矩阵通常依靠专家评分等方法构建，但受评价人员主观因素影响，评分结果往往存在一定的偏差[5]。
基于文献[6]提出的判断矩阵构建方法，改进得到计算式（2），以各准则所包含指标的结构重要度为基础，结构重要度之间的两两比较，保留两位小数，再由分数表示，进而构建判断矩阵。
ai—判断矩阵的第i 行第j 列的数值；m,n—第i 行，第j 列准则或子准则下基本事件个数；Ui,Uj—第i 行，第j 列准则或子准则所包含的基本事件集合；以准则A 为例，由图2 可知人员因素包含指标X8,X9,X10,X11,X12,X17，其对应的结构重要度之和，而准则B,C,D 包含指标的结构重要度之和分别为两两比较构建判断矩阵见表1。
根据式（2）构建判断矩阵后，通过传统层次分析法步骤计算最大特征值 λmax和各因素权重值[7]，并进行一致性检验[8]。经计算，基于事故树结构重要度得到的判断矩阵的CI 均小于0.1，符合一致性检验，判断矩阵及其准则权重值见表1-5。
表1 准则层判断矩阵
表3 设备因素判断矩阵
表4 环境因素判断矩阵
表5 管理因素判断矩阵
1.5 地铁车站踩踏事故风险评估指标
由以上判断矩阵，以子准则层作为地铁车站踩踏事故风险评估指标，总结得到各指标及其权重如表6 所示。
2 结论
由表6 可知，D1 客流组织方案的编制与实施情况（X3,X4）、B1 通行客运设施的通过能力（X6,X7）以及A1 乘客安全意识（X8,X9,X10）是评估地铁车站踩踏事故风险的主要指标。相较于事故树结构重要度分析结果，乘客安全意识的重要度大幅提升，环境因素（X1,X2,X5）的重要度下降。在实际地铁车站运营过程中，环境因素可通过提高安全管理水平进行控制；而乘客的不安全行为发生频率较高，重复性较强[9]，往往是踩踏事故发生的直接诱因。
表6 地铁车站踩踏事故风险评估指标
表2 人员因素判断矩阵
在实际评估中以子准则层作为风险评估指标，以指标层作为参考依据，不局限于事故树所分析得到的基本事件及其重要程度，能够更为全面地评估地铁车站。综上所述，基于FTA-AHP确定的各评估指标及其权重，基本符合地铁车站实际。
3 结论
融合事故树分析法和层次分析法，建立地铁车站踩踏事故树模型，构建科学的层次分析模型，以事故树基本事件结构重要度为基础，得到各指标层的判断矩阵，总结地铁车站踩踏事故风险评估指标及其权重。FTA-AHP 法解决了基本事件统计数据缺乏所导致评价结果片面的问题，引入AHP 避免了比较过程中人员评判带来的误差与难度，还可有效综合事故树编制过程中带来的主观影响。所得结论与实际情况相符，能够为地铁车站风险评估提供合理的评估指标，也为其它相关部门确定风险指标及权重提供简捷可靠的定量方法。
