基于风险管理门的高铁站场设计过程风险管理研究

朱文轩,徐 峰,柯文柱,胡 昊

(1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240； 2.宁安铁路有限责任公司,安徽芜湖 241004)

1 概述

随着我国经济社会的快速发展和科技的进步，高铁已经成为国民出行的一种重要运输方式。随着铁路建设投资的不断增加，对铁路建设标准和要求也在逐渐提高[1]。站场设计是高铁工程质量控制的关键点之一，在项目决策方面具有重要意义。如果站场设计存在风险隐患，不仅将为国家和企业带来重大的损失，同时对工程质量以及进度也会产生不利影响。而高铁站场设计在车站选址、标准选用、平面布置等方面与普速铁路有较大区别，所以开展高铁站场设计过程的风险管理研究是十分必要的。

目前，高铁站场风险管理的相关研究比较缺乏，仅有的少量铁路站场风险管理相关研究基本集中在行车安全及客运组织安全风险分析方面。例如，肖礼谆以高速铁路客运站客运组织安全问题为例，采用故障树分析法进行危险源识别，构建起高速铁路站场危险源辨识表，为高速铁路站场的安全运营管理提供指导[2]。卢笛以构建铁路客运站行车安全评价体系为目标，以安全科学基础理论为依据，探讨了铁路客运站行车安全风险因素及相互关系[3]。姚鑫以铁路运输安全指导思想为依据，以案例为样本，系统分析了铁路站场安全评价指标，最终针对铁路站场安全问题提出了管理措施[4]。Huang ZY等建立了多层次模糊综合评价模型，对大型高速铁路客运站的运行安全性进行了研究，该模型可有效发现操作安全风险，从而避免安全事故的发生[5]。汪洋、赵建华从站房设计现状分析、设计安全风险理论知识以及进行风险管理的步骤及方法角度进行了分析和研究[6]。H.J.Jo等提出使用BP(Best Practice)方法对列车控制系统进行风险评估，以确保站场行车安全[7]。J.L.Boulanger等根据欧洲规范在列车保护系统背景下，讨论了铁路站房安全关键应用程序开发的认证评估体系，确保了铁路控制系统的有效运行[8]。

而目前高铁站场设计过程的风险管理研究更是少之又少，学者们的研究主要聚焦于高铁站场的设计管理。如Zhang Yu等提出当前高铁站场设计管理趋势为多目标设计管理，并将相关理论应用于车站设计体系的建立，该体系综合考虑了多种复杂要素，能够满足站场在不同城市作为重要交通枢纽的设计要求[9]。同时，较多的学者主要在铁路设计阶段风险管理领域开展了研究工作，如F.Guenab等提出将初步风险评估方法应用于铁路设计阶段，提出初步风险分析的标准内容，并开发一种关于命令控制和信号系统的分析方法，以确定由安全问题引起的新风险和相应的措施，从而降低风险水平[10]。朱丽蓉[11]、郑宏波[12]从高铁设计阶段入手，分析了设备、环境、人力等方面的风险因素，形成了铁路勘察设计项目风险管理模型。韩金河以风沙地区铁路勘察设计特点为基础，利用项目管理基本方法，探讨了铁路勘察设计标准化管理的方法，并提出相关工作制度，为风沙地区工程项目勘察设计提供了很好的经验[13]。刘正涛[14]、李世平[15]、常玉和[16]以铁路质量管理为目标，提出利用信息化手段进行协同设计，从而降低设计变更带来的不利影响。潘世军[17]、殷继兴[18]、李嘉[19]提出在海外EPC铁路项目中，设计管理和设计优化是保证项目收益的重要前提条件，因此运用系统思维加强参与各方之间的合作与沟通，从而实现多方共赢。

针对上述高铁站场设计过程风险管理研究十分缺乏的现状，以风险管理门体系[20]为依据，结合高铁站场自身特点，对其设计过程按照时间顺序划分成两个阶段6道管理门，每道管理门分配有对应的风险管理任务，任务完成后利用预先估计的阈值进行检验，从而实现对高铁站场设计风险因素分类、分阶段管理和控制。

2 站场设计过程风险管理体系的建立

2.1 站场设计过程风险管理门构建

上海市隧道工程轨道交通设计研究院(STEDI)和上海交通大学(SJTU)的研究人员在研究隧道工程设计阶段风险管理时，从全过程管理的角度提出了风险管理门体系“RM，Gate System”[20]。该体系将隧道工程设计系统的风险管理工作分为项目立项和方案设计阶段、设计操作阶段和运营阶段等3个阶段，并细化为预可行性研究、工程可行性研究、初步设计、扩大初步设计、施工图设计、运营组织维护设计6道“风险管理门(RM-Gate)”[20]。每道风险管理门根据其特点设置对应的风险管理任务，任务完成后依次进入下一道风险管理门。

参考上述风险管理门体系，从高铁设计单位的角度出发，在考虑高铁站场设计自身特点的基础上，本文构建了高铁站场设计过程风险管理门体系，即将高铁站场工程按照设计过程划分为两个阶段6道“风险管理门”，具体如下。

(1)项目立项和方案阶段

风险管理门1：预可行性研究——初步评价高铁站场建设必要性、可行性和收益可能性，为建设部门的选择并确定是否进行下一步工作提供指导意见。

风险管理门2：工程可行性研究——在预可行性研究的基础上，对高铁站场建设可行性实行全面的技术分析，为工程项目投资决策提供科学的指导依据。

风险管理门3：方案优化研究——不断优化高铁站场项目的设计方案，从而为设计操作阶段奠定良好的基础。

(2)设计操作阶段

风险管理门4：初步设计——以现场勘察资料以及设计总说明书为设计依据，综合考虑地质、路基、环水保、预算等方面因素，从而提出高铁站场初步设计方案图纸及说明书。

风险管理门5：扩大初步设计——在初步设计的基础上，与通信、电力等部门共同论证初步设计方案实施的可行性和合理性，并进一步细化相关专业设计方案。

风险管理门6：施工图设计——以扩大初步设计阶段图纸资料为依据，结合现场地质资料情况，综合考虑进度、成本的基础上完成高铁站场施工图设计。

根据上述高铁站场设计过程风险管理门体系各个阶段的具体划分情况，可以确定每道风险管理门对应的风险管理任务，如表1所示。

表1 高铁站场设计过程风险管理门体系的阶段划分和风险管理任务

2.2 站场设计过程风险管理门阈值管理

阈值作为界定值，可用于划分事物所应处于的不同阶段，并判定某件事情何时需要实施。在高铁站场设计风险管理中，每一道风险管理门的所有风险管理任务完成后，需要利用相应阶段的阈值进行检验，以判断该道风险管理门的风险管理工作是否达到控制标准，达标后才能按顺序进入下一道风险管理门开展对应的风险管理任务，从而实现对高铁站场设计过程风险的有效管理和控制。阈值的设立可以有效地起到隔离作用，当某一道风险管理门的风险管理任务没有完成，或者风险管理任务虽然完成但没有达到风险控制标准的阈值时，将无法进入到下一道风险管理门，需要对该道风险管理门中没有达标的风险管理工作重新进行风险因素的识别、分析与控制。这样周而复始，最终达到高铁站场设计过程风险管理系统化控制的目标。同时，阈值具有实时个性化特点，其取值过程需考虑高铁站场实际项目地质勘察状况以及线路走向等因素。因此，阈值的提出和应用，更有利于发挥风险管理门体系对高铁站场设计过程风险的管理作用。

根据风险管理理论，此处将高铁站场设计过程风险管理门中风险因素的评价值定义为风险发生可能性与风险对项目影响程度的乘积。当某一道风险管理门中每项风险因素的评价值都达到了风险控制标准的阈值之后，就可以进入到下一道风险管理门，否则就要针对该道风险管理门中没有达标的风险因素进行进一步的风险识别、分析与控制，直至其评价值达标为止。由此可见，在设置高铁站场设计过程风险管理门的阈值前，需要对风险管理门中风险因素的风险发生可能性与风险对项目影响程度进行分级量化。此处，这两项指标可划分为5个级别，最高级别得分为5分，最低级别得分为1分，如表2所示。这两项指标得分相乘即为高铁站场设计过程风险管理门中风险因素的评价值，最高为25分，最低为1分。

随着高铁站场设计过程逐渐开展，进行风险防范的成本不断升高，但项目终止或暂停的可能性也随之逐渐降低。因此，此处取参数a、b来表达各个风险管理门对应的阈值。

(1)若某一道风险管理门中各项风险因素的评价分数均在[1，a]，说明该道风险管理门中的各项风险都处于能够接受的范围，高铁站场设计过程可以继续往下一步开展，即可以进入下一道风险管理门。

(2)若某一道风险管理门中存在风险因素的评价分数在[a，b]区间的情况，说明该道风险管理门中的风险仍处于能够接受范围，但需严格、谨慎应对以避免风险发生。具体来讲，需要对该道风险管理们中风险评价分数处于[a，b]的风险因素采取有效的应对措施，重新进行应对后的风险识别、分析和评价，并进行多轮循环，当其评价分数处于[1，a]区间之后，才能继续向下一道风险管理门推进项目。

(3)若某一道风险管理门中存在风险因素的评价分数在[b，25]区间的情况，说明该道风险管理门的风险超出了可接受范围，项目需要暂停、采取重大整改或终止。

以安九高铁建设项目中安庆西站为例，由5位高铁站场设计专家根据表2，对安庆西站设计过程中6个风险管理门阈值的参数a、b分别给出参考值，汇总后取平均值，从而确定安庆西站设计过程中6个风险管理门的阈值，如表3所示。

表2 高铁站场设计过程风险管理门中风险因素的级差量化

表3 安庆西站设计过程六道风险管理门阈值确定的专家调查

2.3 站场设计过程风险管理门的应用方法

在风险管理门的实际应用中，目前主要采取核对表法、专家会议法以及风险后评估法进行风险识别、分析工作。核对表法是一种受到实践经验肯定的、操作性强的风险识别方法。在实际操作中，利用核对表法可以使质量风险识别的工作更高效、简洁，同时也满足了更精确、全面的要求[21]。专家会议法是在专家个人判断和专家会议方法的基础上发展起来的一种直观预测方法，特别适用于客观资料或数据缺乏情况下的长期预测，或其他方法难以进行的技术预测。因此在高铁建设工程等大型复杂建设工程项目中，专家会议法有强烈的现实意义，其应用在一定程度上保障了高铁建设工程质量[21]。风险后评估是对上一道风险管理门残余风险进行核对分析，同时将其作为当前风险管理门的风险进行控制，从而更好地应对风险发生的滞后性与潜伏性[21]。

(1)核对表法

核对表法是在经验总结的基础上，对未来工作进行指导的方法。经过实践考验的核对表法，具有较强的可行性和针对性。它根据人们联想思考问题的习惯，对项目工程可能发生的风险因素进行预测。首先需根据相关人员工程建设经验编制风险识别核对表，即将高铁站场设计过程某道风险管理门所经历过的风险事件及其来源罗列后制成风险因素核对表，然后根据核对表，管理人员可以进行高铁站场设计过程某道风险管理门的风险因素识别。

在使用核对表法时，由于高铁站场设计过程某道风险管理门可能发生的风险因素已经全面地列在核对表中，因此管理人员仅需结合实际项目的建设情况，通过经验对风险因素进行筛选即可。综上所述，在高铁站场设计过程中，核对表的使用不仅精简风险识别过程，更能保证风险因素识别的准确性和全面性，从而使得核对表法具有一定的优越性。

(2)专家会议法

专家会议法是在可行性研究报告、环评报告、勘察报告的基础上，利用召开专家会议的方法，确认高铁设计过程重要风险事件及应对措施。其工作重点为利用核对表法罗列出风险因素，由专家给出各个风险因素合理的控制意见。因此它是由专家通过调查研究对高铁设计过程风险事件做出分析判断、评估和预测的一种方法[21]。专家会议法利用召开会议的方式，总结归纳与会人员意见，经过多轮论证，最终形成专家统一意见。因此，此方法在前后两道风险管理门依次接替过程较为适用，同时由于经过专家多轮讨论，其具有一定的可靠性。

(3)风险后评估

高速铁路站场设计过程风险管理的后评估，是指从项目立项之后直到设计操作完成的这一段时间内，在对某一道风险管理门进行风险分析时，对照项目立项决策、设计的管理要求，对项目设计过程中上一道风险管理门的残余风险因素展开分析，对这些残余风险在本道风险管理门中产生的危害进行评价，以判断上一道风险管理门的风险控制实际效果，并及时在本道风险管理门中做出相应的风险调控措施。它是在对高铁站场设计阶段的风险管理工作进行及时总结的同时，及时反馈上一道风险管理门的残余风险，也为下一道管理门的风险管理工作提出了新的任务和要求。

3 案例分析

安庆西站按照横列布置，到发线有效长650 m，铺设60 kmg/m无缝钢轨。站台长度按450 m设计(有普客停靠的站台长度满足550 m)，雨棚长度与站台长度等长，既有天桥及地道等跨线设施相应改建。

本节以安九高铁项目中安庆西站设计过程中第6个风险管理门施工图设计为例。首先通过核对表法列出风险因素，再由管理人员结合安庆西站具体设计情况，对风险因素进行筛选，并对风险进行分级。为了讨论各级风险因素适宜采取的应对措施，需召开专家会议。此时，第一步是需要确定参与此次安庆西站施工图设计过程风险分析的专家，其要求为高级工程师及以上职称以及拥有5年以上相关工作经验。通过建设、设计、施工和监理单位的推荐，本次会议邀请了5位站场设计方面的专家，包括中铁第五勘察设计院2位教授级高工、西南交通大学1位教授、北京交通大学1位教授、中铁上海设计院1位教授级高工。本次专家会议的最终会议结果如表4所示。

表4 安庆西站施工图设计阶段一、二级风险因素表及应对措施(节选)

同时为了验证本文提出的风险管理门阈值管理方法，检验风险管理工作的有效性，采用上节通过专家调查法得到的阈值(如表3所示)，对该道风险管理门的主要风险因素进行检验，若所有风险处于能够接受范围则进入施工阶段，若有风险超出风险接受范围则对该道风险管理门中未达标风险因素重新进行识别、分析、评估和控制。

通过专家会议法对安庆西站施工图设计阶段的8个二级风险因素进行打分。由于篇幅所限，本文综合本次专家会议的专家意见仅给出最终打分结果，并利用表3所示的安庆西站施工图设计阶段风险管理门阈值(a=9，b=15)，对安庆西站施工图设计阶段风管理情况进行检验，如表5所示。

从表5可以看出，通过比较各项二级风险因素的综合评价分数与阈值关系，在安庆西站建设项目施工图设计阶段，主要风险因素均处于可接受范围，表明这一阶段的风险管理工作达到标准，可以开展下一阶段的工作。由此可见，阈值在本案例中发挥了“开关”式作用，不仅有利于实现风险因素的隔离和控制，而且能够实时进行风险管理工作的阶段式检验，从而促进高铁站场设计阶段的风险管理工作水平的提升。

表5 安庆西站施工图设计阶段风险管理门评价检验(节选)

4 结论

高铁站场作为高铁建设中的关键节点，对高铁网络的培育和发展具有重要作用。高铁站场设计过程风险因素众多且复杂，后期资金投入较高，对当地社会经济有较大影响，因此有必要对高铁站场设计过程风险管理进行研究。

以风险管理门体系为基础，将高铁站场设计过程按照时间顺序划分为预可行性研究、工程可行性研究、方案优化研究、初步设计、扩大初步设计、施工图设计等6道风险管理门，每道风险管理门设置对应的风险管理任务；在风险管理门理论实际应用中，一般结合核对表法以及专家调查法对某道风险管理门的风险因素进行识别分析，同时提出相应风险应对策略；某道风险管理门的风险管理工作结束后，利用专家调查法设置对应阶段的阈值；若该道风险管理门的所有风险因素评价分数符合阈值标准，则进入下一道风险管理门继续进行下一设计阶段的风险管理工作，直至项目结束；若该道风险管理门中存在风险因素评价分数不符合阈值标准，则需要对这些未达标风险因素重新进行风险识别、分析和应对工作，直至其风险评价分数符合本阶段阈值标准。

综上所述，基于风险管理门理论构建的高铁站场设计过程风险管理体系，实现了高铁站场设计过程风险管理工作阶段式控制，不仅有利于提高高铁站场设计质量，控制设计风险，也为高铁站场设计过程风险管理提供了新方法，从而弥补了当前高铁站场设计过程风险管理研究的不足。