基于线路区段的铁路外部环境隐患分析与风险评价

作     者：潘自彪 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐鹏

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：铁路外部环境 隐患 风险事件 线路区段 风险分析 

摘      要：铁路外部环境隐患数量多、种类多,呈现离散分布状态。尽可能地减少由外部环境因素导致铁路事故灾害的人员伤亡以及经济损失,保障铁路运输安全是当前阶段铁路外部环境隐患整治工作的主要任务。如何有效划分和分析铁路外部环境线路区段,确定区段风险水平,是提高外部环境整治效率的重要课题。论文从铁路线路区段角度出发,以排查出的隐患数据、风险事件数据为基础,分析外部环境风险概况,划分线路区段,确定风险分析方法,识别线路区段风险水平,从而预防风险事件的发生。具体内容为:(1)从宏观角度出发,运用数理统计法分析外部环境隐患与风险事件。得出硬飘浮物类、轻飘浮物类、树木种植类是外部环境隐患的主要类型。从隐患所处里程位置上看,隐患分布处于一种局部集中的离散状态;从隐患距线路的距离来看,隐患分布呈现出阶梯性递减特点,0～50m范围最为集中,其次是50m～100m范围,100m之外的隐患数量最少。从人、物、环境三要素角度出发,分析铁路外部环境风险事件,识别出了13个风险因素。利用隐患类型,对风险事件数据中的问题类型表述进行划分,得到18个风险类型。分析风险事件数据,发现非法通行类主要风险事件类型,占比为76%;对13个风险因素进行频次分析,确定非法通行、异物侵限、树植是主要风险因素,占比超过90%。(2)基于相邻隐患关系划分的线路区段风险分析。通过分析隐患特征、确定隐患影响范围与线路区段风险评价指标,划分线路区段。对线路区段风险评价指标进行灰统计决策分析,确定指标灰类,并利用灰色关联TOPSIS法计算出灰色相对贴近度值,得到线路区段相对风险值,采用自然断点算法对灰色相对贴近度值进行分割,划分出高风险、中风险、一般风险、低风险4个等级线路风险区段。(3)基于滑动窗口法划分的线路区段风险分析。统计风险事件结果数据,当量隐患风险值,以滑动窗口法划分线路区段,采用当量隐患风险值与累计频率相结合的方法划分风险区段。累计当量隐患风险值,拟合曲线,确定铁路外部环境风险区段临界百分比在87%～93%位置,分析窗口长度与步长对风险区段划分影响,确定了窗口长度为1km,步长为1km的滑动窗口法为最优选项,得到27个风险区段,合计里程占比7.04%,为36km,隐患占比46.91%,为440个,合计当量隐患风险值为4430.65。