我国城市轨道交通安全现状与评价体系构建初步研究毕业论文
2020-03-29 12:53:09
摘 要
摘要:自改革开放以来,随着我国城市化发展的快速进程,机动车的数量逐年持续增长,庞大规模的机动车数量[1],给我国城市交通带来了巨大的压力,也给环境造成了极大的污染。城市交通堵塞问题日益严重,不仅给人们出行造成了不便,同时也制约了城市经济的发展。因此,本文通过文献调研,统计近20年来我国城市轨道交通在运营过程中发生的事故,在此基础上,运用层次分析法评价我国城市轨道交通安全现状,分析城市地下轨道交通运营过程中主要病害及其应对策略。
本文首先对地铁运营体系中的影响因素及其病害进行了分析,接着,选定了本文采用的分析方法,再针对地铁运营体系中各因素的特点,建立了地铁运营安全评价指标体系,并运用层次分析法软件确定了各指标的权重;然后运用等级比重法和线性加权综合法对地铁运营系统中各指标进行综合评价,得出武汉市地铁安全水平;最后建立地铁运营安全评价标准,并针对地铁运营系统中存在的问题提出对策。
关键词:地铁车辆;安全评价;评价指标;评价标准。
ABSTRACT
Abstract: Since the reform and opening up, with the rapid development of urbanization in China, the number of motor vehicles has continued to increase year by year. The huge number of motorized vehicles has brought tremendous pressure on China's urban transportation and also caused great environmental pollution[1]. . The problem of urban traffic congestion has become increasingly serious, which not only causes inconvenience to people's travel, but also restricts the development of urban econoomy.Therefore, through the literature research, this paper counts the major safety accidents that occurred during the operation of urban rail transit in China in the past 20 years. Based on this, it uses the Analytic Hierarchy Process (AHP) to evaluate the safety status of urban rail transit in China, and analyzes the urban underground rail transit operations. The main diseases and their coping strategies.
This paper first analyzes the influencing factors and its diseases in the subway operation system. Then, the analysis method adopted in this paper is selected. Then, based on the characteristics of various factors in the subway operation system, a subway operation safety evaluation index system is established and applied. The analytic hierarchy process software determines the weight of each index; then it uses the rank proportion method and the linear weighted synthesis method to comprehensively evaluate each index in the subway operation system, and then obtains the safety level of the subway in Wuhan; finally sets up the metro operation safety evaluation standard, and The problems existing in the subway operation system put forward countermeasures.
Keywords: subway vehicles; safety evaluation; evaluation index; evaluation criteria.
目录
中文摘要 4
ABSTRACT 5
第一章 绪论 8
1.1 研究背景与意义 8
1.2 国内外轨道交通安全研究现状 9
1.2.1 国内轨道交通安全研究现状 9
1.2.2 国外轨道交通安全研究现状 10
1.3 研究主要内容 10
第二章 国内城市轨道安全现状 12
2.1 我国城市轨道交通建设现状 12
2.2 我国轨道交通安全现状 14
2.2.1 我国轨道交通安全事故统计 14
2.2.2 轨道交通事故影响因素及病害分析 19
第三章 轨道交通评价方法及指标构建流程 22
3.1评价方法 22
3.1.1国内主要的评价方法 22
3.1.2 评价方法的确定 23
3.1.3 层次分析法的基本原理和步骤 23
3.2 指标的构建流程 25
3.2.1 指标的构建原则 25
3.2.2 构建流程 26
第四章 地铁运营安全评价实例分析 28
4.1 实例概况 28
4.2 评价体系构建 29
4.2.1 评价指标 29
4.2.2 构造判断矩阵 30
4.2.3 确定权重系数 32
4.2.5 数据分析 37
4.3 基础指标评价值的确定 39
4.3.1 评价方法的确定 39
4.3.2 隶属度矩阵的确定 40
4.3.3 指标合成方法 41
4.3.4 指标合成 42
4.4 地铁运营安全评价结果分析 44
第五章 针对我国地铁安全现状的对策分析 45
5.1 现状分析 45
5.2 人员安全对策 46
5.3 环境安全对策 46
5.4 管理安全对策 48
5.5 设施设备安全对策 49
结论 51
展望 52
附表 A 53
附表 B 55
参考文献 56
致谢 58
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
近年来,随着我国城市化发展的快速进程,机动车的数量逐年持续增长,截至2017年年底,中国机动车保有量达3.10亿辆,其中汽车2.17亿辆;机动车驾驶人达3.85亿人,其中汽车驾驶人3.42亿人[1],如此庞大规模的机动车数量,给我国城市交通带来了巨大的压力,也给环境造成了极大的污染。城市交通堵塞问题日益严重,不仅给人们生活、出行造成了诸多不便,同时也制约了城市经济的快速发展。
城市轨道交通因其具有环保降能、快速高效、大承载量等特点,成为了解决城市交通拥堵的首选出行方案。截止2017年12月31日,中国共有35个城市开通运营城市快速轨道交通路线,其中,上海以628.3Km的运营线路长度排名第一,北京以591.7Km位列第二,广州以368.9Km位列第三,南京以348.2Km、深圳以283.6Km分别位列第四第五位[1]。其中地铁,因其在地下进行施工经营,可以有效的减少地表土地占有量和车流量,具有低能耗,污染少,运载量大,快速准时等特点,逐渐成为了现代交通的主要方式。截止2017年1月,我国已有31个城市开通地铁,总里程达到4238.09Km[1]。
地铁在带来交通便利的同时,也隐藏着许多风险。地铁属于地下工程,内部空间狭小,运营空间相对封闭,加之运载量大,人员分布密度高,应急疏散难度大,倘若发生事故,不能进行及时有效的处理,极易造成严重的人员伤亡、财产损失或者不良的社会影响。
地铁事故,从事故性质可以主要分为两个方面:一是由于人员的管理不当或者操作不当而造成的设备失灵、损坏等造成列车延误或者停运的事故;二是由人为破坏,自然灾害等因素造成的火灾,爆炸,中毒等灾难性事故。城市轨道交通系统是整个城市的筋脉,关乎着整个城市健康有序和谐的运转,安全高效的城市轨道交通系统,能带动轨道交通系统周围的发展,进而缓解城市中心人员密集,住房紧张,空气污染严重等问题,促进城市经济发展。
1.2 国内外轨道交通安全研究现状
1.2.1 国内轨道交通安全研究现状
我国轨道交通建设起步较晚,但通过对国外研究成果的学习,加上我国科研人员的不断创新,短短30多年,我国轨道交通已积累了深厚的设计、施工、运营管理的经验,许多技术甚至已经接近国际先进水平,如明挖法、暗挖法、盾构法等都已经接近世界先进水平。但是,我国在城市轨道交通的合理布局规制,安全管理的模式和评价方法,核心技术装备等仍与世界先进水平有一段差距。例如:我国的城市交通规划在进行城市轨道建设规划时与传统的交通方式发生矛盾;隧道挖掘主要的机械设备部分由国外引进等等。
1965年,我国于北京建成第一条地铁线路。早期的地铁运行安全保障,主要是确立安全生产责任制来保障的。
现如今我国大力发展城市轨道交通安全防范预警系统,为城市轨道交通配备通信系统、火灾预警报警系统、隧道安全疏散系统等等比较先进的安全防范措施,同时设置隧道通信系统,隧道状况实时监测系统等,通过安全防范系统,可以有效的处理大量安全事故[2]。
我国就地铁的安全评价工作来说起步晚于发达国家,安全评价在我国的产生和发展过程大致经历了三个阶段:第一阶段是上世纪60年代至80年代初,以引进和应用国外安全评价方法为主;第二阶段是上世纪80年代初期至上世纪末,这一阶段我国自主研发了一些安全评价方法;第三阶段是2001年至今,我国安全管理、评价机构,安全法律法规体系不断完善[3]。
近几年轨道交通事故频繁发生,我国对于轨道交通的安全系统铺设以及安全运营逐渐重视。到目前为止,我国轨道交通相关的标准共610部,其中国家标准279部,行业标准258部,国际标准72部,地方标准1部[4]。以下列举一些典型的法律法规和标准:2004年,北京出台了《北京市城市轨道交通安全运营管理办法》;2005年,建设部颁布了《城市轨道交通运营管理办法》;2007年,国家安监局颁布了《城市轨道交通安全与评价细则》;2008年,建设部颁布了《地铁运营安全评价标准》[5];2009年,北京颁布了《城市轨道交通运营服务管理规范》;2011年,中华人民共和国住房和城乡建设部颁布了《地铁与轻轨系统运营管理标准》等等。
1.2.2 国外轨道交通安全研究现状
1832年,世界上第一条城市轨道交通于纽约建成,1863年,世界上第一条地下铁路于伦敦通车,国外的城市轨道交通经历了较长的发展期,已经发展的颇为成熟。城市的轨道交通运营安全的概念由国外学者在1940年前后提出,下面介绍两种国外的地铁安全评价体系:
(一)哥本哈根地铁安全评价体系:
丹麦哥本哈根地铁安全评价体系选用独立的第三方进行城市轨道交通安全建设和安全评估等工作,它所依据的是安全评估相关的法律法规。该体系主要涵盖系统定义、风险分析、系统要求、项目设计和实施、制造、安装、运营和维护的系统验证和认可。在设计、施工、运营、维护等各个阶段必须独立进行风险分析,使之达到相应的安全等级,实现地铁建设运营的安全实时监控[6]。
(二)新加坡地铁安全防范体系:
新加坡地铁在设施配备、逃生路线设置、应急救援和安全管理方面做到的较为完善。地铁安装了自动防护系统、自动监控系统以及消防报警系统,每节车厢都装有探测器,通过这些探测器可以对列车的运行情况进行实时监测,火灾自动报警系统,自动灭火系统保证了列车在运行时及时有效的处理突发事故,地铁工作人员定期要进行各种应急演练和培训等等使得新加坡地铁运行时有了极大的安全保障[7]。
就轨道交通建设来说,最早进行地铁建设的是伦敦,其地铁轨道网络形成较早,是世界上网络规模最大的地铁系统[8],轨道交通运营线路总长1225公里;巴黎的地下轨道交通系统主要是地铁,自1900年至今,巴黎地铁运营路线总长度达214公里,在世界上排名第十一位,其排名前者的城市依次为上海、伦敦、纽约、北京、首尔、东京、莫斯科、马德里、广州和香港[8]。
1.3 研究主要内容
本文通过文献调研,统计近20年来我国城市轨道交通在运营过程中发生的重大安全事故,在此基础上,运用层次分析法评价我国城市轨道交通运营安全现状,分析城市地下轨道交通运营过程中主要病害及其应对策略。主要研究内容如下:
(1)地铁车辆安全运营现状分析。通过对地铁安全事故进行分析,找出其中的危险因素的分布规律、发生概率、造成影响之间的关系,找出其病害所在。
(2)国内轨道交通安全事故统计。通过统计国内轨道交通事故,分析轨道交通高发事故的主要类型及影响因素。
(3)地铁车辆安全运营影响因素。通过从人、机、环境、管理四个方面深入分析地铁运营安全影响因素。
(4)安全评价体系构建。首先建立地铁运营安全评价指标,然后选择评价方法,最后构建地铁运营安全评价体系。
(5)针对病害相关对策的提出。通过分析病害机理,提出相应的对策。
第二章 国内城市轨道安全现状
2.1 我国城市轨道交通建设现状
至2017年12月31日,我国开通城市轨道交通线路的城市共有35个,其中内地累计31个[1],(上海运营路线条数共计15条,路线长度达597.1 Km;武汉运营路线条数共计7条,运营线路达237.5 Km;贵阳运营路线条数共计1条,运营线路达12.9Km)内地运营线路总长度达4396.7Km,港台地区4个(香港、台北、高雄、桃园),港澳地区运营线路总长度达426.4 Km,运营线路总和长度达4823.1 Km,累计建设规划运营线路157条,运营车站3191座[1]。具体如表2.1所示:
表2.1 2017年中国城市快速轨道交通运营线路统计表
城市 | 运营线路名称 | 线路条数 | 线路长度 | 车站数 |
北京 | 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、13、14、15、16号线,机场线,八通线,大兴线,昌平线,亦庄线房山线,S1中低速磁浮线,燕房线主线[1] | 21 | 597.1 | 361 |
上海 | 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、16、17号线 | 15 | 628.3 | 409 |
天津 | 1、2、3、5、6、9、号线 | 5 | 166.0 | 133 |
广州 | 1、2、3、4、5、6、7、8、9、13、14号线,APM线,广佛线(广州段) | 13 | 368.9 | 213 |
佛山 | 广佛线(佛山段) | 1 | 21.5 | 15 |
深圳 | 1、2、3、5、7、9、11线 | 8 | 283.6 | 198 |
重庆 | 1、2、3、5、6、10号线 | 6 | 261.1 | 155 |
南京 | 1、2、3、4、10号线,机场线,宁天线,宁高线,宁和线 | 9 | 348.2 | 164 |
武汉 | 1、2、3、4、6、8、21号线 | 7 | 237.5 | 166 |
成都 | 1、2、3、4、7、10号线 | 6 | 179.4 | 138 |
沈阳 | 1、2号线 | 2 | 55.0 | 44 |
西安 | 1、2、3号线 | 3 | 91.2 | 66 |
苏州 | 1、2、4号线 | 3 | 119.7 | 97 |
昆明 | 1、2、3、6号线 | 4 | 88.9 | 59 |
杭州 | 1、2、4号线 | 3 | 116.0 | 85 |
哈尔滨 | 1、3号线 | 2 | 23.1 | 22 |
郑州 | 1、2号线,地铁城郊线 | 3 | 93.5 | 60 |
长沙 | 1、2号线,磁浮线 | 3 | 68.5 | 46 |
宁波 | 1、2号线 | 2 | 74.8 | 51 |
无锡 | 1、2号线 | 2 | 56.0 | 45 |
长春 | 1号线,轻轨3、4号线 | 3 | 66.8 | 63 |
大连 | 1、2、3、12号线 | 4 | 119.9 | 62 |
青岛 | 2、3号线 | 2 | 46.4 | 40 |
南昌 | 1、2号线 | 2 | 48.4 | 41 |
福州 | 1号线 | 1 | 25.7 | 21 |
东莞 | 2号线 | 1 | 37.8 | 15 |
南宁 | 1、2号线 | 2 | 52.9 | 43 |
合肥 | 1、2号线 | 2 | 52.4 | 47 |
石家庄 | 1、3号线 | 2 | 30.3 | 26 |
厦门 | 1号线 | 1 | 30.3 | 24 |
贵阳 | 1号线 | 1 | 12.9 | 10 |
内地合计 | 31 座城市 | 139 | 4396.7 | 2899 |
香港 | 观塘线、荃湾线、港岛线、东涌线、东铁线、西铁线、将军澳线、迪士尼线、马鞍山线、机场快线、南港线[1] | 11 | 194.6 | 112 |
台北 | 文湖线、淡水信义线、中和新芦线、松山新店线、板南线[1] | 5 | 137.6 | 121 |
高雄 | 红线、橘线 | 2 | 42.7 | 38 |
桃园 | 桃园机场捷运 | 1 | 51.5 | 21 |
港台合计 | 4座城市 | 18 | 426.4 | 292 |
我国开通城市轨道交通线路的35个城市当中,上海以628.3Km的运营线路长度位居第一,北京以591.7Km的运营线路长度位居第二,广州以368.9Km的运营线路长度位居第三,南京以348.2Km、深圳以283.6Km的运营线路长度分别位居第四第五位,武汉以237.5Km的运营线路长度位居第七,具体的各大城市轨道交通运营线路排名如图2.1所示[1]:
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