國 立 交 通 大 學
工學院產業安全與防災學程
碩 士 論 文
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
之
之
之
之風險管理研究
風險管理研究
風險管理研究
風險管理研究
Risk Management Study of Accident Invasion in the Train
Operating Space at the Railway Construction Site
研 究 生 : 陳 俊 男
指導教授 : 金 大 仁 教授
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
鐵路沿線施工侵入行車空間
之
之
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之風險管理研究
風險管理研究
風險管理研究
風險管理研究
Risk Management Study of Accident Invasion in the Train
Operating Space at the Railway Construction Site
研 究 生: 陳 俊 男 Student : Chun-Nan Chen
指導教授: 金 大 仁 Advisor : Tai-Yan Kam
國 立 交 通 大 學
工學院產業安全與防災學程
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Degree Program of Industrial Safety and Risk Management
College of Engineering
National Chiao Tung University
in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Science
in
Industrial Safety and Risk Management
November 2009
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
鐵 路 沿 線 施 工 侵 入 行 車 空 間 之 風 險 管 理 研 究 學生：陳俊男 指導教授：金大仁 國立交通大學工學院產業安全與防災學程 摘 要 鐵路之立體化或地下化改建工程，具有減少公害、改善道路交通、消 弭鐵路運行事故、空出土地提供公共空間規劃等效益，因此正積極推展中。 目前全國進行之鐵路改建工程有屏東潮州、林邊、高雄、左營、沙崙、台 南、嘉義、員林、台中、內灣、南港、基隆、花東電氣化及效能提昇等共 14 個計畫，其費用高、工期久、路線長、項目龐雜故風險極高，其中以緊 鄰鐵路沿線施工，侵入行車空間造成觸電或火車碰撞之風險最高，應進行 完善的風險管理以降低風險值。 故本文以鐵路改建工程為對象針對鐵路沿線施工時侵入行車空間含電 氣化區間之風險項目，找出其中不可接受風險項目予以改善成可接受風 險，方法以探究相關文獻並加上創新方法後建立風險辨識、分析、評估、 改善、回饋等五項風險管理模式。 前述模式結合 5W2H、失誤模式及影響分析(FMEA)、因果分析法(CCA) 進行風險辨識及分析，將結果繪製成風險管制曲線圖找出風險最高項目， 並利用本質較安全方法結合創意手法來建立改善方案，並用層級分析法 (AHP)及考量表來進行最佳方案選擇，應用選定方案降低其風險值之後再予 以評估，若為不可接受風險則回模式繼續進行風險管理，若為可接受風險 則將過程及成果回饋工程安全設計，並應用於類似之工程項目。 本文使用前述步驟，對風險要項先提出監測儀器方案使風險大幅降 低，再提出鋼構覆蓋或操作程序兩個改善方案，讓管理者可依成本、時程 考量來選擇適用方案改善剩餘風險，最後使平均風險值由 911 降為 16 或 45 達 20 至 56 倍之驚人成果，研究結果有層階分明、因果明確、量化精準、 改良有法、選案公正、功效宏大等六項優勢，值得推廣。 關鍵字：鐵路改建工程、風險管理、因果分析法、本質較安全、層級分析 法。
Risk Management Study of Accident Invasion in the Train Operating Space at the Railway Construction Site
Student: Chun-Nan Chen Advisors: Tai-Yan Kam
Degree Program of Industrial Safety and Risk Management National Chiao Tung University
ABSTACT
Three-dimensional or underground railway reconstruction project, with reduced pollution, improved road traffic, eliminated incidents of railway operations; Vacant land to provide public space planning and so on.So are moving ahead with the railway reconstruction
projects. The ongoing project of the railway reconstruction has a total of 14 performance plan in Taiwan. They have high cost, long duration, long lines, items numerous, so risk very high, of which the highest risk of invade train operating space cause by electric shock and train crash when construction projects adjacent to railway, The Risk Management should be improved to reduce the risk value.
Therefore, this paper targeted the risk items of railway reconstruction project invaded the train operating space included electric range, to identify which projects to improve the unacceptable risk into an acceptable risk,Method to explore innovative approaches to literature and to add after the establishment of risk identification, analysis, evaluation, improvement, feedback the five risk management model.
Combination of the above model 5W2H, failure mode and effect analysis (FMEA), cause-consequence analysis (CCA) for risk identification and analysis, draw the Farmer risk assessment curve to identifying highest risk items, and the use of inherently safer method combines innovative approach to the establishment of improvement programs, and with Analytic Hierarchy Process (AHP) and consider the list table to make the best program selection, application programs reduce the risk of the selected value before it could be
assessed as an unacceptable risk if the model is back to continue with risk management, if the acceptable risk for the process and outcome feedback engineering safety design, and applied to similar projects.
This paper use the previous steps before this, the first item on the risk to make monitoring instrument program significantly reduce that risk, next plant out steel covered or procedures of two improvement programs, so that managers can consider cost or schedule to select the appropriate program to improve the residual risk, Finally the average risk value from the 911 to 16 or 45 has been dropped 20 to 56 times the amazing results, the results have class clear, cause and effect clear, quantitative precision, improved methods are good, Program of improvement for a fair, such as the Six grand effect, should be promoted .
Keywords: Railway Reconstruction Project, Risk Management, Cause-Consequence Analysis, Inherently Safer, Analytical Hierarchy Process.
誌 謝
鳳凰花又開，驪歌滿校園，回首來時路，事經不知難，恩謝溢胸懷。 本文雖非驚世駭俗之作也經一番精練琢磨，期間耗時無數，更改難計，終 而有成乃恩澤予尊師 金大仁教授之循循善誘。恩師學養淵而博，態度慎 而雅，循序漸進的引領學生完成論文，從理論的授課、實例的應用、過程 的去蕪存菁與論文的撰寫均賴恩師之細心指導，學生內心充滿感謝，誠摯 的向您致敬，願發揮所學利國淑世，不負您的期望。 口試期間蒙陳俊瑜院長與李文亮教授惠予珍貴的意見，使本文更趨完 善，且學生受教於門下，應用所學完成論文，雖為口試，實為成果分享， 在此真摯感謝您們的指導，同時感謝有緣在此相互扶持的同學及同事們。 最後感謝我的家人，親愛的父母，謝謝您的支持與鼓勵，還有可愛的 女兒巧芳與巧欣謝謝你們的乖巧與貼心，最特別的感謝給愛妻淑芬，因您 勉勵我進修，無怨無悔的照顧家裏與提供經濟的支持，才有這一刻，真的 是幸苦您了。星辰一夕晶亮，巧如玲瓏玉面，月如處子淑欣，夜風拂來芬 芳，長夜終將有盡，黎明不遠而來，願致全心全力，永遠珍惜至愛。目 錄
摘 要 ... i ABSTACT ...ii 誌 謝 ...iii 目 錄 ... iv 第一章 第一章 第一章 第一章 緒論緒論緒論緒論... 1 1.1 研究動機與目的 ... 3 1.1.1 動機 ... 3 1.3 研究方法與流程 ... 5 第二章二章二章 文獻回顧與二章 文獻回顧與文獻回顧與文獻回顧與背景說明背景說明背景說明背景說明... 6 2.1 鐵路組成介紹 ... 6 2.1.1 電車線用語說明 ... 7 2.1.2 鐵路行車空間用語說明 ... 8 2.2 行車空間防護之相關規定... 8 2.3 誤觸高壓電的影響 ... 9 2.3.1 人員誤觸的影響 ... 9 2.3.2 機具誤觸的影響 ... 9 2.4 風險的定義 ... 9 2.5 風險管理方法簡介 ... 10 2.5.1 5W2H ... 10 2.5.2 FMEA ... 12 2.5.3 FTA ... 12 2.5.4 ETA... 13 2.5.5 CCTA... 14 2.5.6 布林代數 ... 15 2.5.7 層級分析 ... 19 2.5.8 本質較安全策略 ... 21 2.5.9 創意方法 ... 22 第三章 第三章 第三章 第三章 五項管理模式五項管理模式五項管理模式五項管理模式... 24 3.1 模式建立過程說明 ... 24 3.1.1 收集風險管理相關資料 ... 24 3.1.2 資料歸納與整理 ... 25 3.1.3 風險管理模式建立 ... 25 3.2 鐵路改建工程五項管理模式... 26 3.2.1 危害辨識 ... 27 3.2.2 危害分析 ... 27 3.2.3 風險評估 ... 30 3.2.4 風險改善 ... 313.2.5 成果回饋 ... 32 第四章 第四章 第四章 第四章 案例研討案例研討案例研討案例研討－－－－鐵路沿線施工侵入行車空間風險管理鐵路沿線施工侵入行車空間風險管理鐵路沿線施工侵入行車空間風險管理鐵路沿線施工侵入行車空間風險管理 ... 33 4.1 危害辨識 ... 33 4.1.1 鑑定危害因子步驟 ... 33 4.1.2 鐵路改建工程產生侵入行車空間之危害項目... 33 4.2 危害分析 ... 36 4.2.1 製作 FMEA 表 ... 36 4.2.2 將 FMEA 表轉為失誤樹... 38 4.2.3 依 5W2H 聯想表建立事件樹 ... 41 4.2.4 建立因果樹 ... 44 4.3 風險評估 ... 46 4.3.1 機率、損失及風險計算 ... 46
4.3.2 繪製管制曲線(Farmer risk assessment curve) ... 47
4.4 風險改善 ... 48 4.4.1 最弱點 C6 的風險改善 ... 48 4.4.2 次弱點 C5 及 C7 風險改善... 54 4.5 成果回饋 ... 71 第五章 第五章 第五章 第五章 結論與建議結論與建議結論與建議結論與建議... 72 5.1. 結論 ... 72 5.2. 建議 ... 73 5.2.1 工程管理方面 ... 73 5.2.2 後續研究方向 ... 73 參考文獻 參考文獻 參考文獻 參考文獻 ... 74 附錄一 ... 76 附錄二 ... 80 附錄三 ... 88 附錄四 ... 104 附錄五 ... 105 附錄六 ... 107 附錄七 ... 115
表目錄
表 1 FMEA 分析表……… 12 表 2 布林代數簡化表……… 15 表 3 成對比較矩陣表……… 20 表 4 風險管理模式整理表……… 24 表 5 FMEA 與 5W2H 聯想表……… 28 表 6 初步歸類 5W2H 表……… 36 表 7 侵入行車空間 FMEA 表……… 37 表 8 機且失誤型式表……… 38 表 9 事件樹之 5W2H 聯想排序表……… 41 表 10 機率、損失及風險表……… 46 表 11 設計矛盾列表……… 49 表 12 儀器選擇考量表……… 51 表 13 AHP 評定結果……… 52 表 14 心智圖說明表……… 55 表 15 本質較安全改善列表……… 56 表 16 A 至 H 項改善原則表……… 62 表 17 功價比較表……… 70圖目錄
圖 1 台灣鐵路改善計畫示意圖……… 1 圖 2 鐵路改建工程示意圖……… 2 圖 3 研究方法流程圖……… 5 圖 4 電氣化鐵路……… 7 圖 5 電路淨空示意圖……… 8 圖 6 風險危害等級……… 10 圖 7 5W2H 圖表……… 11 圖 8 失誤樹示意圖……… 13 圖 9 事件樹示意圖……… 14 圖 10 因果樹示意圖……… 14 圖 11 布林代數簡化圖……… 18 圖 12 風險改善之本質較安全策略圖……… 21 圖 13 安全帶之分析心智圖……… 22 圖 14 列表法創作流程圖……… 23 圖 15 本質較安全結合創意圖……… 23 圖 16 風險管理五項基本模式……… 25 圖 17 五項管理模式詳圖……… 26 圖 18 五項風險管理流程圖……… 26 圖 19 圖示化之 5W2H 聯想圖……… 27 圖 20 將直式因果樹改為橫式圖……… 29 圖 21 風險管制曲線圖……… 30 圖 22 風險改善流程圖……… 31 圖 23 吊掛作業示意圖……… 34 圖 24 限高門……… 35 圖 25 緊鄰行車空間堆放物品圖……… 35 圖 26 初步建立之失誤樹……… 38 圖 27 機具侵入初步分析失誤樹……… 39 圖 28 機具侵入詳細分析失誤樹……… 39 圖 29 組合後之失誤樹……… 40 圖 30 化簡並排序後之失誤樹……… 41 圖 31 初步事件樹……… 42 圖 32 完整之事件樹……… 42 圖 33 火車經過機具未停失誤樹……… 43 圖 34 產生侵入電車線淨空之失誤樹……… 43圖 35 時序圖……… 44 圖 36 因果分析樹……… 45 圖 37 直接損失風險管制曲線圖……… 47 圖 38 全部損失風險管制曲線圖……… 47 圖 39 心智聯想圖……… 48 圖 40 改良前 TC 點失誤樹……… 50 圖 41 改良後 TC 點失誤樹……… 50 圖 42 監視儀器裝設系統圖……… 51 圖 43 改良後風險管制曲線圖……… 53 圖 44 裝監視儀器之風險管制曲線圖……… 53 圖 45 侵入電車線淨空失誤樹圖……… 54 圖 46 不侵入電車線心智聯想圖……… 55 圖 47 鋼構示意圖……… 57 圖 48 行車空間之鋼構覆蓋示意圖……… 57 圖 49 附設防護網之行車空間之鋼構覆蓋示意圖……… 58 圖 50 單面式鋼構覆蓋示意圖……… 58 圖 51 指數分佈圖……… 58 圖 52 3 至 7 年區間失效機率圖 ……… 59 圖 53 7 年內失效機率圖 ……… 60 圖 54 加設阻隔設施之失誤樹……… 60 圖 55 裝鋼構覆蓋之風險管制曲線圖……… 61 圖 56 加裝警示旗及電力線保護套管圖……… 63 圖 57 吊掛收線正確方向示意圖……… 63 圖 58 危險的吊掛作業……… 64 圖 59 吊掛範圍內淨空圖……… 64 圖 60 連續壁鋼筋籠吊掛示意圖……… 65 圖 61 吊掛作業示意圖……… 65 圖 62 吊掛支點加強圖……… 66 圖 63 支撐點受力面積擴大圖……… 66 圖 64 原有限高門……… 67 圖 65 限高門貼反光貼及加 LED 警示燈……… 67 圖 66 高架橋工程防護……… 68 圖 67 防護鋼管預埋座施工圖……… 68 圖 68 改良之侵入電車線淨空失誤樹……… 69 圖 69 操作與程序改良之風險管制曲線圖……… 70
第 第 第 第一一一一章章章章 緒論緒論緒論緒論 臺灣鐵道自 1887 年(清光緒 13 年)建設自今已 123 年，因時空及營運 背景的改變歷經單軌改雙軌及電氣化等重大改建工程，而近期之改建工程 於民國 72 年 7 月 1 日由行政院核定正式成立「交通部臺北市區地下鐵路工 程處」（簡稱地鐵處），負責臺北市區鐵路地下化作業之規劃與執行，民國 88 年 7 月 1 日原臺灣省交通處東部鐵路改善工程局改隸於地鐵處，改名東 部工程處(簡稱東工處)，專責辦理東部鐵路改善工程。民國 91 年 1 月 1 日， 改制為「交通部鐵路改建工程局」（簡稱鐵工局），業務為重大鐵路改建工 程之綜合規劃、設計與施工等。 鐵路改建工程局業務範圍包括台北市、高雄市及全省各都會區，民國 96 年 1 月 2 日成立「南部工程處」，專責推動高雄、屏東等地工程，民國 98 年 7 月 1 日成立「中部工程處」，專責推動台中、員林、嘉義、台南等地 工程，目前全國所推行的鐵路改善計畫如圖 1。 圖 1 台灣鐵路改善計畫示意圖[1]
鐵路的改建工程為大地、土木、建築與鐵道工程之綜合，尤其是位於 都會中心之工程其車輛及人口密集施工難度極高其特性如下列 8 點，詳如 圖 2 所示。 1.施工用地受限，進出動線之管理規劃困難。 2.施工中緊鄰鐵路且須維持鐵路正常營運及安全，。 3.須維持鄰近道路交通之順暢及人車之安全。 4.鐵路沿線之電力、電信、瓦斯等管線之功能需維持。 5.緊臨民房施工，對民房設施之保護至為重要。 6.於橋下施工因淨高不足，須以限高之改良機具施工，難度加高。 7.施工區域狹長對環保、噪音、震動、空氣，水污染之管制困難。 8.鐵路地下化工程，因受限於兩端未鐵路地下化之原有鐵路及引道坡度之 限制，隧道上方覆土深度很淺，故採明挖覆蓋工法施工。 圖 2 鐵路改建工程示意圖 鐵路改建的效益有消除都市發展之阻礙，減少鐵路的噪音與震動等公 害問題，可以改善道路交通，減少時間延滯成本及平交道與鐵路運行之肇 事損失，健全都市之大眾運輸系統並提昇營運績效，空出土地進而規劃成 道路、共同管線、停車場、共構商場、公園綠地、機關用地、居民活動中 心等公共用地。 綜觀鐵路改建效益可觀且進行中的專案由北部擴大至全國正方興未 艾，目前進行之鐵路改建工程有屏東潮州、林邊、高雄、左營、沙崙、台 南、嘉義、員林、台中、內灣、南港、基隆、花東電氣化及效能提昇等共 14 個計畫，但是因其鄰近鐵路之特殊性與複雜度都使工程安全與進度難以
掌控，如何使工程順利進行，杜絕鐵路營運風險及確保鄰近居民之安全實 為目前此一國家重大建設之最重要之課題。 1.1 研究動機與目的 1.1.1 動機 鐵路改建為未來國家重要建設目標，且工程金額及項目龐大複雜 又危險，理應詳細分析研究其風險消弭災害以維公共工程安全與人民 之福利。細究鐵路改建工程之風險，其項目除了一般營造業風險外另 有緊鄰電化鐵路施工產生之風險項目，此風險項目中又以侵入車行淨 空的風險最高，因改建工程緊鄰鐵路甚至在鐵路下方施工(如圖 2)，需 顧及鐵路之營運安全，加上施工路線極長，且在台灣已施作超過 20 年 其工期極長，各項施工的項目如測量、基礎、擋土、結構、建築裝修 及路線改善工程等項目多又復雜，上述種種因素加起來可知其出事的 機率極高，另外出事之後造成的損失有施工機具及車輛的損壞，施工 及乘車人員受傷或生命的損失，火車運行受影響或出軌的交通損失 等，在風險值為出事機率及損失的相乘，故可知其風險值極大，因此 完善之風險管理刻不容緩，且由目前統計資料中顯示鐵路改建工程的 各項風險中也是以侵入列車行車空間之事故最高[2]。 另外由全國碩博士論文資訊網中搜查(資料至民國 99 年 6 月止)， 發現有關鐵路改建風險管理相關論文僅 3 篇，風險管理 2 篇(鐵路改建 工程風險管理之研究、鐵路立體化工程施工災害及風險管理之研究)、 風險評估 1 篇(緊鄰鐵路沿線移動式起重機具施工安全風險評估之研 究)。且經研究後發現各論文提及侵入行車空間風險管理的篇幅不多尚 無專論，且無提供改善方案，搜查 SCI 等論文期刊無類似論文，惟有 鐵路營運風險、噪音、震動等公害及經濟層面等論文。 整理上述各因素後將其問題列於下： 1.鐵路改建工程方興未艾，應重視其風險管理目前專論太少，且鐵路 沿線施工時曾經發生過侵入行車空間而造成重大事故，其後果最嚴 重，應予重點式研究進行完善的風險管理。 2.鐵路改建工程施工環境變化大，風險變動大，評估不易，應提出模 組化的風險管理方法，使安全管制工程人員可依循來進行管控。
3.現行評估法無量化分析其定性分析以列表方式進行不易了解各風險 因子的關係，最後分析結果亦以列表方式表示是否合適沒有準確曲 線圖來管控，整個過程難以得知事件的前因及後果，因果不明故難 以追蹤改善，且無提供改善方案及最佳改善方案選擇法。 本論文之動機就是如何解決上述 3 個重要問題。 1.1.2 目的 本文的目的在利用後續說明之方法來解決前述的動機所提出 3 個問題。 1.針對鐵路改建工程風險值最大項目的侵入行車空間提出完整的風險 管理專論。 2.應用現有風險管理方法，研究改良後提出合適的管理模式 3.在風險管理模式中，提出可完整呈現因果關係與建立改善方案及選 擇最佳方案之方法。 1.2 研究對象與範圍 對象為鐵路立體化或地下化改建工程，包含鐵路電氣化、場站改善、 捷運化、三軌工程與效能提昇等沿鐵路建設之工程。 範圍以前述各工程項目中緊鄰鐵路沿線施工，有侵入行車空間造成 觸電或火車碰撞之風險項目。各工程項目包含有大地工程(地質鑽探、地 質改良、基樁、連續壁、擋土、袪水、排水等)、明挖覆蓋工法(土方開 挖、支撐架設、結構體施作)、高架橋工法(整地、基樁、橋面版吊裝)為 範圍，無道路工程是因為進行道路工程(土方回填、路面施作、綠美化等) 時鐵路運行路線已移入地下或高架橋，無施工侵入行車空間之風險故不 需列入範圍。
1.3 研究方法與流程 方法與流程詳如圖 3，其中藍色框為五項管理模式詳見第三章介紹。 圖 3 研究方法流程圖
研究目的
文獻、法規、
經驗、統計資
料來進行辨識
鐵路改建工程
與侵入行車空
間之風險項目
風險因子
辨識
辨識
辨識
辨識確認
風險因子
辨識
辨識
辨識
辨識確認
風險分析
分析
分析
分析
風險分析
分析
分析
分析
改善
改善
改善
改善方案
改善
改善
改善
改善方案
研究動機
選擇方案
結論建議
找出不可接受風
險進行改良使成
為可接受風險。
研究對象範圍
成果評估
合乎目的
風險評估
評估
評估
評估
風險評估
評估
評估
評估
鐵路延線施工
侵入行車空間
風險管理
5W2H圖示
FMEA
因果分析法
AHP方案選擇
風險曲線繪製
研究方法
本質較安全設
計結合創意法
可
接
受
風
險
不可接受風險
工程
工程
不合乎目的
五項管理模式
第二二二章二章章章 文獻回顧 文獻回顧文獻回顧文獻回顧與背景說明與背景說明與背景說明與背景說明 蕭建和[2]研究鐵路沿線施工時以侵入行車空間風險值最大，前述風險 項目由陳柏震[3]研究以吊掛作業最危險。黃清賢[4]整理目前風險評估方 法，鐵路改建工程局之「工程紀要」[5]整理鐵路改建工程之工法，勞委會 之技術指引[6]說明風險值計算方法。張承明與于樹偉[7]之索引式分析可 引導聯想風險因子間關聯，交通部鐵路改建工程局「電化鐵路安全須知」 [8]確認鐵路改建危害因子。台鐵統計資料[9] 之事故資料可得知侵入行車 空間事故發生的機率及影響，張應輝[10]研究鐵路事故損失，金大仁[11] 整理系統可靠度評估，張承明[12]及林建明與陳俊瑜[13]提出本質較安全 設計之策略，創意發展協會[14]提出腦力激盪、心智圖、列表法以進行創 意設計，鄧振源、曾國雄[15]提出 AHP 層級方案選擇法，政府採購法[16] 訂採購考量項目。本文參考保險[23]、公共工程[24] [26]、社會經濟[25]、 鐵路工程採購[27]等風險管理相關文獻建立五項管理模式，分析鐵路改建 緊鄰鐵路之工程及項目，將風險因子列表並進行分類後使用 5W2H 及 FMEA 分析後製成因果分析樹，計算出風險並據以製作風險管制曲線，並針對風 險最高項目來進行改善，使用本質較安全策略結合創意方法設計出改善方 案，並選擇出適合之方案進行改善，當風險降低後將成果回饋施工安全設 計。首先將本文應用並將本文有應用前述之文獻部份簡介於後。 2.1 鐵路組成介紹 目前台灣鐵路除了東部少數路段之外，已全面電氣化。未來將朝全面 電氣化目標進行。電氣化鐵路其相關組成如圖 4
圖 4 電氣化鐵路 2.1.1 電車線用語說明 1.活線：指帶電之導體，電氣化路線之電壓為 25K 伏特。 2.電車線設備：在路線上方，固定於一定位置，以供應電力列車所需電 源之設備，及其必要之附屬設備等之總稱，包含主吊線(吊掛電車線)、 接觸線(接觸電車集電弓)、架空地線(連接接地線)、回流線等。 3.自動平衡裝置：以懸鍾重量或油壓力量等，自動調整主吊線及接觸線 之張力，使其達到所需之張力。 4.連軌線：軌條間之連接線，用於電力系統之回流電路與號誌軌道電路。 5.接地線：電車線設備之鋼架、橋樑或其他金屬構造物，連接至回流軌 條或地線之連接線。 6.回流軌：連接接地線與各路線設施，使短路時電流從此通過。 7.號誌軌：連接各號誌設施，使其各設施之訊號得以互相連絡。 8.斷路：切開開關或拆除電路某一接點等，使電流不能流通。 9.短路：在電路上新添低電阻，能使電源上產生大電流流動之電路。 10.分區間絕緣器：設在兩分區間電車線之接觸線間之絕緣裝置以分離兩 分區間，使集電弓自一分區間順利滑至另一分區間，而繼續接觸接觸 線。 11.中性區間：用以分隔兩區間之電車線設備，即使在集電弓通過亦可確 保兩個區間相互隔離。 主吊線 接觸線 架空地線 回流線 號誌軌 絕緣鐵軌 回流軌 非絕緣鐵軌 接地線 自動平 衡裝置
圖 5 鐵路淨空示意圖 2.1.2 鐵路行車空間用語說明 1.施工地段距軌道之安全距離：在軌道旁施工，電化區間為離軌道中 心 5 公尺以上，非電化區間可縮減為 3 公尺以上，以軌道中心側 5 公尺以上範圍為行車淨空。 2.報請鐵工局同意施作安全距離：距最近軌道中心 2.3 公尺以上（含 5 公尺）範圍內。 3.報請臺鐵同意施作安全距離：距最近軌道中心 2.3 公尺範圍內 4.軌道上空之安全高度：電化區間需鐵工局現場會勘，視施工區域之 電車線架設情況，決定其施工安全高度。非電化區間，則不需會勘。 其電車線淨空為電車線上下左右各 1.5 公尺範圍。 以上詳如圖 5 其它相關的解釋請參閱附錄五鐵路法之鐵路用語說明。 2.2 行車空間防護之相關規定 目前台灣區防止意外侵入行車空間之相關規定如下： 1.台灣鐵路管理局頒訂之鐵路法(附錄五)、平交道管理要點、纜線防護 須知、管線處理要點。 2.鐵工局頒訂之鐵工局電化鐵路安全須知[8]。 3.鐵工局頒訂之鐵路沿線施工行車安全工作要點(附錄三)，包含工地進 1.5 1.51.5 1.5公尺公尺公尺公尺 電車線淨空 電車線淨空 電車線淨空 電車線淨空 感電範圍 感電範圍 感電範圍 感電範圍 上下各 上下各 上下各 上下各1.51.51.51.5公尺公尺公尺公尺 25000 25000 25000 25000伏特伏特伏特伏特 接地線 接地線 接地線 接地線 行車淨空 行車淨空行車淨空 行車淨空 軌道中心側 軌道中心側軌道中心側 軌道中心側5555公尺公尺公尺公尺
出平交道簡易限高門、鐵路沿線施工圍籬、鐵路沿線安全警示帶設置、 鐵路沿線工程施工行車安全檢查表、瞭望員之任務、配置、執行要領、 承包商工程用汽車之引導員(誘導員)之任務、配置、執行要領、承包 商指派重機械引導員(誘導員)之任務、配置、執行要領。 2.3 誤觸高壓電的影響 2.3.1 人員誤觸的影響[3]： 1.胸部肌肉收縮，妨礙呼吸，導致窒息而死。 2.神經中樞麻痺，導致呼吸停止。 3.引起心肌局部顫動，而妨礙正常心跳。即心臟肌肉不同時收縮而各自 發生收縮，且不能自然地復原，致血液循環停止而死亡。 4.受大量電流後，心臟肌肉收縮，致心臟停止跳動，但受災者脫離電路 後即可恢復正常的心跳。 5.由大量電流產生的熱，使組織、器官、神經中樞及肌肉出血或壞死。 6.電燒傷是觸及高壓電，電流通過身體各部份而引起生理失調與不可回 復性組織的傷害，血管栓塞後肌肉組織壞死，而大範圍肌肉不可逆壞 死，可釋放肌蛋白引起腎小管阻塞導致腎衰絕。 7.感電後，肌肉收縮，失去平衡，致使從高處墜落造成二次性傷害。通 過人體的電流其所造成的傷害。 一般 60Hz 且 100mA 的交流電就會使人心跳停止，若為 25KV 的電車 線感電，其電流量會立即產生高熱將人體破壞呈焦黑狀，非常危險。 2.3.2 機具誤觸的影響 1.高壓電流破壞絕緣部位，產生高熱引發火災，若延燒之部位有油箱、 溶劑等可燃物後果更嚴重。 2.對電流敏感的電子部份，即使是小電流即足以燒毀其電路而故障。 3.高壓電產生的高熱，可使密閉空間含水氣或油氣之設備爆炸。 4.動作中之機具會因電流通過產生干擾，進而誤動作產生危害。 2.4 風險的定義 依勞委會「危害辨識及風險評估技術指引」[7]之定義，風險是事故或
意外發生的機率乘上其損失，即風險=機率 X 損失，機率、損失及風險 危害的等級如下，機率分不可能、可能、很可能，損失分不嚴重、嚴重、 很嚴重，風險分極高風險、高度風險、中度風險、低度風險、極低風險 五個等級。其之間的關聯繪如下圖所表示，蹤軸表示機率由下至上增 大，橫蹤為損失由左至右增大，風險為兩軸所包之範圍，由左下至右上 增大，其代表的意義如圖 6 所示。 圖 6 風險危害等級 2.5 風險管理方法簡介[4] 2.5.1 5W2H 5W2H 是 事 件 發 展 的 描 述 項 目 ， 內 容 為 Who( 人 ) 、 Why( 事 ) 、 When(時)、Where(地)、What(物)、How(如何)、How much(損失)共七 項，因為可以與事件的因果來結合，如圖 7 所示，一事件的產生，可 大略以 5W2H 來進行歸因，由事件的產生、地點、組成物、關係人、發 展時序、事件進行經過與其發生的後果，可發現有前後相聯之因果關 係，故本文應用此方法提供分析者在推理發展因果樹時有可依循及聯 想之依據。 機 率 很 可 能 可 能 不 可 能 不嚴重 嚴重 很嚴重 損失 中度風險 高度風險 中度風險 高度風險 極高風險 極低風險 低度風險 低度風險 中度風險
上述圖表之實例聯想如下： 圖 7 5W2H 圖表 Why 事 Why 事 Who 人 Who 人 When 時 Where 地 Where 地 What 物 What 物 How much 損失 How much 損失 How 如何 How 如何 落石 事件 落石 事件 遊客 遊客 2009年7月11日14時20分 太魯閣 太魯閣 石頭 石頭 頭受傷 倒下 頭受傷 倒下 撞擊 撞擊 22分
2.5.2 FMEA
失誤模式及影響分析(Failure Modes and Effects Analysis)之目的在 於鑑認單一設備和系統的失誤模式，以及每一個失誤模式對系統或程序 的潛在影響，並提出可增加設備可靠度之改善建議，藉以提昇製程的安 全性。 其使用方法如表 1 所示，將構成的項目、零件名稱或編號列於表頭，依 項目進行失誤型式、可能原因、造成影響、機率、嚴重性及建議改善措 施詳列於上。 表 1 FMEA 分析表 項目、零 件名稱 或編號 失誤型 式 失誤可 能原因 失誤造成 的影響 失誤機 率 嚴重 性 建議改善措 施 2.5.3 FTA
失誤樹又稱故障樹分析(Fault Tree Analysis)
將各種不欲發生之事故意外之情境，利用一套推理圖由上而下的方式， 回溯發展模式，演繹或推論至其原因來進行分析的方法，其特色如下: 1.強迫分析者應用推理的方法，努力思考可能造成故障之原因。 2.提供明確的圖示方法，以使設計者以外之人，也可很容易地明瞭導致 系統故障的各種途徑。 3.可顯示系統較脆弱的環節。 4.提供了評估系統改善策略的工具。 5.實施失誤樹分析之步驟如下: (1).定義分析範圍、分析邊界、起始條件、頂端事件。 (2).系統邏輯模型建構以建立失誤樹。 (3).建立失誤率資料檔。。 (4).依工程條件、環境因素等資料修正基本事件失誤率。 (5).定性分析:布林代數化簡、找出最小分割集合。
(6).定量分析:求出頂端事件及最小分割集合之失誤率及機率。 (7).最小分割集合排序。
如圖 8 所示
圖 8 失誤樹示意圖 2.5.4 ETA
事件樹分析(Event Tree Analysis)
1.事件樹是以下而上的前向發展模式，歸納或導引原因(Cause)至其後 果，其特色亦與失誤樹相同，如圖 9。 2.其建立方式也與失誤樹相同。 (1).定義分析範圍、各階段場景、開始事件。 (2).各階段場景模型建構以建立事件樹。 (3).建立損失資料檔。。 (4).依工程條件、環境因素等資料修正事件及損失組合。 (5).決定各場景產生事件之機率及其損失。
圖例
說明
基本事件 不需分析 AND gate 同時發生 往上發展 OR gate 任一發生 往上發展 次因事件 繼續分析 頂上事件 最後結果 發展未完 全的事件a
b
c
d
Top Even or and(6).計算各事件的風險。
圖 9 事件樹示意圖 2.5.5 CCTA
因果樹分析(Cause-Consequence Tree Analysis)，即組合前述失誤樹與 事件樹兩者之分析法。 如圖 10 圖 10 因果樹示意圖 a b c d Top Even safe fails
safe fails safe fails
A B C D or and 失誤樹(事件起因) 事件樹(事件結果) initial safe fails safe fails safe fails A B C D 開始 情境1 情境2 結果
2.5.6 布林代數 布林代數(Boolean algebra)[11] 失誤樹的簡化，必用布林代數來運算，可靠度分析人員應熟通之。 1.布林代數原理是由電路之通路及斷路而來，令通電為 1，斷電為 0。 2.很多現象如安全分析、機率分析、電子網路與流體力學與此電路之通 與斷相同，故均可使用來化簡。 3.應用上類同二進位的 0 與 1 之運算。 4.邏輯 0 與 1 之意思如表 2 所示。 表 2 布林代數簡化表 邏輯 0 邏輯 1 偽(false) 斷、開(off) 低(low) 否(no) 閉(closed) 真(true) 通、閉(on) 高(high) 是(yes) 開(open) AND gate =A．B 輸入 輸出 A B 通路 on 為 1 斷路 off 為 0 二個都斷路 0．0=0 輸出為斷路 輸入 輸出 A B 其中一個通路 0．1=0 輸出為斷路 輸入 輸出 A B 二個都通路 1．1=1 輸出為通路 推理如下： 0．A=0 (若 A=0 則 0．0=0 若 A=1 則 0．1=0) 1．A=A (若 A=0 則 1．0=0 若 A=1 則 1．1=1) A．A=A (若 A=0 則 0．0=0 若 A=1 則 1．1=1) A=0 A=1 B=0 B=1 0 0 0 1 ． 整理如下表 A B
故可以推論如下： 0+A=A (若 A=0 則 0+0=0 若 A=1 則 0+1=1) 1+A=1 (若 A=0 則 1+0=1 若 A=1 則 1+1=1) A+A=A (若 A=0 則 0+0=0 若 A=1 則 1+1=1)
A．A′=0(若 A=0 則 0．1=0 若 A=1 則 1．0=0)稱為互補律 A + A′=1(若 A=0 則 0 + 1=1 若 A=1 則 1 + 0=1)稱為互補律 (A．B)′=A′+B′(此式一般稱為狄摩根定理) A=0 且 B=0 則(0．0)′=1=1+1 A=0 且 B=1 則(0．1)′=1=1+0 A=1 且 B=0 則(0．0)′=1=1+1 A=1 且 B=1 則(1．1)′=0=0+0 其中 0′=1 且 1′=0 通路 on 為 1 斷路 off 為 0 二個都斷路 0+0=0 輸出為斷路 OR gate A = A+B 輸入 A=0 A=1 B=0 B=1 0 1 1 1 + 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 其中一個通路 0+1=1 輸出為通路 兩個都通路 1+1=1 輸出為通路 A B A B A B 整理如下表 B
5.綜合上面的屬性可依數學定義歸納如下： (1).交換律 ①：A．B=B．A ②：A + B=B + A (2).結合律 ①：A．(B．C)=(A．B)．C ②：A + (B + C)=(A + B) + C (3).分配律
①：A．(B + C)=A．B + A．C
②：A + (B．C)=(A + B)．(A + C) (4).恆等律(全等性) ①：A．A=A ②：A + A=A (5).吸收律 ①：A．(A + B)=A ②：A+A．B=A (6).互補律 ①：A．A′=0 ②：A + A′=1 ③：(A′)′=A
(7).狄摩根定理(De Morgan’s Theorem) ①：(A．B)′=A′+B′ ②：(A+B)′=A′B′ (8).0 與 1 運算 ①：0．A=0 ②：1．A=A ③：0 + A=A ④：1 + A=1 ⑤：0′=1 ⑥：1′=0 (9).其它運算 ①：A + A′．B=A + B ②：A．(A′+ B)=A．B ③：A′．(A + B′)=A′．B′=(A + B)′
舉例如圖 11 所示 左圖可化簡為右圖 A=A1．A2 =(B+C)(B+D)使用分配律 =B+CD 左圖可化簡為右圖 A=A1．A2 =(B．C)(B+D) =BC+BCD = BC(1+D) =BC 圖 11 布林代數簡化圖
2.5.7 層級分析
層級分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[15]
最早為 Saaty 所提出（Saaty，1977），是公認可協助決策者進行方 案評估之有效方法。首先將要分析的問題使用層級結構的方式分解成好 幾個評估因子，再利用群體的評論方式來進行每一階層各個因子間之成 對比較及評量，最後形成比對矩陣計算後，提供數據來讓決策者來選擇 最要方案，其建立方法如下。 1.建立層級結構： 將欲評選之各方案中所有重要的評估因子予以納入，並以層級的 結構方式建立。 2.問卷設計及調查： 以各因子間成對比較之問卷設計方式，並將比較結果區分為非常 重要、較重要、同等重要、較不重要及非常不重要五個等級，用以評 量兩兩因子間之相對重要度。問卷是以目標層（第一層）為基準，進 行主評估因子間（第二層）之相對比較。同理，次評估因子間（第三 層）之相對比較，係以主評估因子（第二層）為基準。最後，再以次 評估因子（第三層）為基準，針對各次因子對每兩個間之相對重要度 進行詢問。 3.一致性檢定 在問卷回收後需對問卷進行一致性的檢定，其主要目的在於確認 受訪者在成對比較過程中，其評估與判斷為前後一致，此可以一致性 指標（Consistency Index，C.I.）來加以檢定。若C.I.等於 0，表 示受訪者的前後判斷完全具有一致性，否則表示存有不一致性。通常 以小於或等於 0.1 ， 作為一致性之可容許誤差.
4.建立成對比較矩陣
由各專家對因子間的評量結果，利用表列可據以建立比較矩陣： 如表 3 所示。
表 3 成對比較矩陣表 5.計算因子之相對權重： 在建立成對比較矩陣後，運用矩陣運算可求得矩陣之特徵值（λ） 與其特徵向量。特徵向量（n × 1，n 為因子個數）是各評估因子 所對應的權重向量，代表優先向量或排序向量。特徵向量愈大， 表示該因子之相對重要度愈大；反之，則其相對重要度則愈小。 由上式的結果，可獲得矩陣之最大特徵值（ max λ），max λ所 對應的特徵向量，即為評估因子間的相對權重。 6.整合群體意見： 由於方案評選往往是基於數位受訪者或領域專家之評量與討論的 結果，故須綜合群體的評選結果，以獲得最後的評估值。 7.計算各因子及方案之相對權重值： 由步驟（5）所獲得之同一層級之各因子（準則）間的權重，可據 以評量各方案或各因子的相對權重值， Rw 。如下式 其中， i ＝1，2……..n，為評估因子； jk w 為第j 層對應第 k 層之相對權重； kl w 為第 k 層對應第 l 層之相對權重， j ＝1， 2……..n， k ＝ j +1， l ＝ k +1。由上式求得之各方案或因子 的Rw 值，可用以評定方案或評估因子的優先順序；即當方案或評 估因子之Rw 值愈大時，表示該方案或評估因子的排序應愈為優先。 ⋅ = n n n n n n n w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w A M L M L M M L L 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 1 1 / / / / / / / / /
∑
∑
= = = n j n i ij ij i i j n a a n w 1 , 1,2, , 1 L ji ij a a =1/ aij =aik/ajk(
)
t n w w w w= 1, 2,L, w w A =λmax∑
= = n j kl jk W w w R 12.5.8 本質較安全策略[13][30] 傳統的風險管理策略所採取的預防保護措施可分為 4 種： (1) 本質採用不具危害性質的物質以及製程條件來消除危害。 (2) 被動式消除或減低因製程及設備設計特色所產生之危害，不動用任 何裝置即可減少事故發生之頻率或危害之後果。 (3) 主動式工程控制、安全互鎖裝置及緊急停機系統去偵測製程偏離， 並在該偏離造成任何嚴重後果前採取適當的矯正措施。 (4) 程序採用操作程序、行政控制、緊急應變及其他管理方式來預防事 故的發生或減低事故發生之嚴重性。 本質較安全之設計，是在找尋方法使基本製程較不具危險性，即便是 安全系統發生故障，後果也是可以接受的。其重點是在避免危害而不是 控制危害，特別是減少使用或處理危害物質之數量，以及減少危害作業 之數量來達到安全的目的，同時影響製程設計作業較大，為安全專家們 在進行設計時 優先考慮之項目，如果在設計階段就能考慮本質安全性， 則更容易應用，同時省下費用較高，其策略如圖 12。 圖 12 風險改善之本質較安全策圖 製程機具 製程機具
避免骨牌效應
強化 強化 取代 取代 限制 限制 影響 影響 減弱 減弱 Hazard 危害 Cause 起因 Deviation 偏離 Accident 事故 Consequ ence 後果 簡單 簡單 化 化 防愚 防愚 狀態 狀態 清晰 清晰事故
事故
安全屏障1 預防措施 安全屏障2 管理控制 安全屏障3 防護措施 安全屏障4 緊急應變 操作 操作 容忍 容忍 易於 易於 控制 控制2.5.9 創意方法[14] 創意方法有腦力激盪、卡片法、心智圖、列表法、因果法、NM 法、 演繹法、歸納法、魚骨圖法、PERT 法、得懷術（Delphi）、複眼思考、 三維思考、TTHS 法、TRIZ 法等。本論文採用心智圖及列表法來進行最 佳方案的製作。 1. 心智圖將欲改善目標列於中心，改善的連想列於旁邊，各相關的事 件以箭線互相連接來發展關係，今舉防墜落安全帶分析之例，將思 考的事件置於中心，依分析的要項，進行相關性的發展與連想如圖 13。值得注意的是創意方法會依每個人的思想方式不同而產生很大 的差異，這也是創意的特色，與有邏輯性的分析用樹狀圖如失誤樹 或失誤樹來比，心智圖是漫無目的，依個人的思想與聯想來進行串 聯，在過程中來引發不一樣的想法，進而產生創意。而分析用樹狀 圖旨在找出事件的來龍去脈，其必需依一定的程序來進行，以確保 不同的人來分析也有相同的結果。 圖 13 安全帶之分析心智圖 2.列表法又稱矛盾矩陣表(Contradiction Sheet) 將待解決的問題以文字敘述，試著找出問題的矛盾，由那些相互矛 盾的屬性所引起的問題，利用矩陣找出這兩相互矛盾屬性交叉方 格，將解決的相關聯想填入，依照解決聯想找出解決原則再依此原 則轉換原先問題為一般性解決方法，找出可能的有效解決之道。如 便利性 便利性 著裝 著裝 合法認證 合法認證 成本 成本 安全帶 安全帶 CNS CNS等等 法規 法規 低：劣 低：劣 高：良 高：良 功效 功效 安裝 安裝 過重 過重 型式 型式 繩長 繩長 腰掛 腰掛 背負 背負 母索 母索 切換 切換 繩太長 繩太長 繩太短 繩太短 強度 強度 不能裝 不能裝 母索間 母索間 場所間 場所間 腰掛 腰掛 背負 背負
租用
租用
提供者 提供者 使用者使用者圖 14 所示。 圖 14 列表法創作流程圖 本文應用前述兩種方法，首先將不確定性的關念，利用心智圖作一大 致的關連與腦力激盪，在得出一些心得或聯想之後，可以將上述的聯想與 心得利用矛盾表來分類，首先將可改善的特性列為一列，將想避免惡化的 特性列為一列，想辦法來增進可改善並避免想惡化的，如此讓創意有一大 原則性的聯想，不致天馬行空，或漫無目的使創意無法成為法則，在上述 兩個大致法則下，儘量使自已各種不同的想法呈現，不管是可行或不可行， 甚至是無邏輯或異想天開的念頭都可納入，這就是創意的源頭。將上述過 程與本質較安全策略整合如圖 15 所示。 圖 15 本質較安全結合創意圖 欲改善的特性 AND 避免惡化的特性 矛盾表 創新法則 創意方法 創意階段 本 質 較 安 全 法 產 生 可 行 方 案 心 智 圖 轉 矛 盾 表 腦 力 激 盪 本質較安全策略 化 避免 應 化 作。
第三章 第三章第三章 第三章 五項管理模式 五項管理模式五項管理模式 五項管理模式 3.1 模式建立過程說明 3.1.1 收集風險管理相關資料 1.相關論文、期刊、著作收集。 2.風險管理方法及理論收集、研究、比對、及適用性研討。 3.國內相關工程應用案例研討。 4.相關風險管理模式表列，分析、歸納。 將上述的資料整理如下表所示 表 4 風險管理模式整理表 項 目 應用 範圍 風險管理模式 主要內容 參考 文獻 1 社會 經濟 保險 1.風險之鑑定與認識。 2.風險之衡量與分析。 3.選擇風險管理技術。 4.執行與評估。 研究風險的結構來應 用決策行為，以經濟 保險之成本效益來分 擔風險。 [23] 2 公共 工程 1.風險確認。 2.風險量化。 3.風險損失分析。 4.風管理策略。 收費道路與隧道之風 險考量與維護管理模 式，探討相關風險管 理技術。 [24] 3 社會 經濟 1.風險辨識。 2.風險評估。 3.風險控制。 應用於社會經濟的風 險管理，提供管理者 決策使用。 [25] 4 公共 工程 1.風險辨識。 2.風險量測。 3.風險評估。 4.風險演算。 5.風險管控。 以風險管理制度來討 探公共建設生命週期 中之不確定風險因素 與建立風險管理之依 據。 [26] 5 鐵路 工程 採購 1.風險辨識。 2.風險分析。 3.風險改善。 4.成果回饋。 5.風險監視。 以聯合風險管理 (JRM)的角度來探討 建設計畫之採購風 險，與管理之技術。 [27]
參考表 4 各項內容後取各模式的交集，風險辨識→風險評估→風險 控制三者為骨幹，各模式中如風險演算、分析等集同等為風險分析， 加上最新的觀念即回饋，因本文旨在鐵路改建工程，特性為一段時 間並非常設性故去除監督，成立五項模式如圖 16，接著進行細部建 構。 圖 16 風險管理五項基本模式 3.1.2 資料歸納與整理 1.本文的緒論介紹動機、目的、對象、範圍、方法、流程等。 2.文獻回顧與應用說明，將鐵路背景、改建工程的項目、產生侵入 行車空間危害之方式、本文所應用之文獻及改良創新之方法作一 說明。 3.從文獻、歷史資料、訪談紀錄、統計資料來進行風險的辨識，應 用 FMEA 及加上結合失誤樹 (Fault Tree Analysis，FTA)及事件 樹(Event Tree Analysis，ETA)之因果樹分析法再加上 5W2H(who why when where what how how much)方法來進行風險的評估，評 估的結果以風險曲線(Farmer risk assessment curve)來呈現， 將其中不可接受之風險項目找出進行改善，使用化學工業上常用 之本質較安全的觀念，加上創意的手法進行改善方案，當方案超 過一個時應用 AHP 及考量表來進行最佳方案選擇，應用選定方案 降低其風險值之後再予以評估，若為不可接受風險則回模式繼續 進行風險管理，若為可接受風險則將過程及成果回饋工程安全設 計，並應用於類似之工程項目。綜合上述的流程建立風險辨識、 風險分析、風險評估、風險改善、成果回饋五大風險管理模式。 4.提出模式，將前述過程作整理提出五項管理模式於 3.1.3 節。 3.1.3 風險管理模式建立 1.應用文獻及統計資料之整理來建立風險因子辨識確認之程序。 風險管理 1 危害 辨識 2 危害 分析 3 風險 評估 4 風險 改善 系統 安全 設計 系統 安全 計畫 5 成果 回饋 可接受 風險 不可接 受風險
2.結合 5W2H 及 FMEA 與改良之因果分析法進行風險的定性及定量分 析。
3.利用分析結果建立風險管制曲線(Farmer risk assessment curve) 進行風險評估。 4.應用本質較安全與創意法來建立改善方案，接著使用層級分析 法、列表法進行最佳方案選擇來改善風險。 5.風險改善結果回饋工程設計、施工與類似工程。 結合 1 至 5 建立風險辨識、分析、評估、改善、回饋等五項風險 管理模式如圖 17。 圖 17 五項管理模式詳圖 3.2 鐵路改建工程五項管理模式 本文經由 3.1 節步驟整理後提出五大風險管理模式包含危害辨識、危 害分析、風險評估、風險改善、成果回饋來進行管理簡化後如圖 18。 圖 18 五項風險管理流程圖 4.風險風險風險風險改善改善改善改善 定量 機率 定性 損失 評估選定 解決方案 建立 替代方案 1. 危害 危害 危害 危害 辨識 辨識 辨識 辨識 3. 風險 風險 風險 風險 評估 評估 評估 評估 2.風險風險風險風險分析分析分析分析 鐵路 沿線 施工 安全 設計 鐵路 沿線 施工 安全 計畫 可接受風險 不可接受風險 相 乘 5. 5.5. 5. 成果 成果成果 成果 回饋 回饋回饋 回饋
風險管理
1. 危害 辨識 1. 危害 辨識 2. 危害 分析 2. 危害 分析 3. 風險 評估 3. 風險 評估 4. 風險 改善 4. 風險 改善 5. 成果 回饋 5. 成果 回饋 鐵路 線 施工 安全 設計 鐵路 線 施工 安全 計畫 不可 接受 風險 可接受 風險3.2.1 危害辨識 鑑定危害因子步驟：以下列步驟得出危害的因子。 1.文獻，整理鐵路改建工程風險、安全相關文獻[1][2][3]所列之風險。 2.法規，電化鐵路安全須知[8]、施工規範、圖說、技術文件[5]所列危 害項目。 3.經驗，訪談有經驗之現場施工人員。 4.統計資料，依民國 79 至 98 年共 19 年間之事故紀錄統計資料[9]。 綜合上述 1 至 4 項目的各種資料後，將可能之危害一一表列，可初步使用 5W2H 來分門別類，大致分類後將可以進行下一階段的危害分析。 3.2.2 危害分析 1.上一階段資料細部過程使用失誤模式及影響分析 FMEA(Failure Modes and Effects Analysis)加以分析，並加上 5W2H 以利轉換為因果樹時 之聯想，其中事為因果樹的事件，時為時間軸，人、物、地及如何為 失誤樹與事件樹的組成要件，如圖 19。 圖 19 圖示化之 5W2H 聯想圖 2.最重要的是如何為各失誤樹與事件樹發生的關聯，要使用 FMEA 來進一 步分析，在下列 FMEA 表中，項目為失誤樹的主要失效形態、失誤型式 為次要失效形態、失誤可能原因為事故的遠因或近因、失誤造成的影 響為事件樹中最後之損失，其中頻率為事件發生次數。 在本文中使用 5W2H 聯想圖來輔助 FMEA 表，其過程依什麼人→什麼物 →什麼行為→什麼時間→什麼地點→如何產生→其後果如何來考量， 可以在定性分析的過程上輔以明確及邏輯性的分析，故在製 FMEA 表時 Why 事 Why 事 因 因 果果 Who 人 Who 人 When 時間軸 When 時間軸 What 物 What 物 How much 損失 How much 損失 How 如何 How 如何 FMEA Where 地 Where 地
有一可發展性的思維，更可作出明確並完整的分析表。 轉入 FMEA 表時，詳見表 5 (1).項目→事(Why)、地(Where) (2).失誤型式→人(Who)、物(What) (3).可能原因→如何(How) (4).造成的影響→損失(How much) (5).事件前後→時(When) 表 5 FMEA 與 5W2H 聯想表 項目 失誤型式 可能原因 (如何) 造成的影響 (損失) 機率 嚴重性 建議改善 措施 疏忽 死傷 0.3 中 教育 工人(人) 酒醉 死傷 0.2 中 酒測 疏忽 車撞擊 0.1 大 訓練 侵入 (事) 鐵軌 (地) 車輛(物) 故障 車撞擊 0.1 大 維修 侵入 (事) 電車線 (地) 吊車(物) … … … … … … … … … 左側定性分析← →右側定量分析 使用 FMEA 表之優勢尚可將機率，嚴重度與改善措施填入，可初步的進行量 化，在表格的前半為定性分析，即事件的發生經過描述，後半為定量分析， 即事件的機率、嚴重度資料的填寫，其缺點是發生的過程與相依性無法以 表格方式來呈現，且若無 5W2H 來輔助，表格的製作也有因果不明的缺失， 因此本文加入 5W2H 與因果分析樹，將以上缺點改正，並互相輔助，除去各 項缺點。
3.因果分析之建構理論係結合失誤樹與事件樹成因果樹[28]，其機率之 計算與損失之計算階可依邏輯圖之相互關係來進行，另參考最近之論 文，學者提出演繹因果分析 DCCA(Deductive Cause-Consequence Analysis)[29]，其提出 FMEA 結合因果分析可更仔細的了解事件發生 的前因後果，其演繹的過程將更加完整，因此本文利用 FMEA 來輔助因 果分析，另外本文首創將因果樹由直式改為橫式並加上時序，將各因 子之機率及損失依大小由上至下排列以彰顯其重要性，接著進行定性 定量分析，並將計算式與後果的嚴重度填列於圖中如圖 20。其優點條 列於下： (1).時間由左至右排序，可大致了解事件發生的過程，利用最左之原 因可進行發生原因的治本防制，在時間緊迫下可利用最右之損失 最大之項目進行治標但快速收效的防制。 (2).人的左右視野大於上下，故目前電腦螢幕寬高比均趨向 16:9，故 將圖型橫置更方便閱讀。 (3).嚴重度與發生頻率作一大致的分類，由上至下來排序，可讓人們 立刻掌握重要的項目。 (4).利用圖型，可進行布林代數化簡，更可精確的量化 圖 20 將直式因果樹改為橫式圖 a b d c Top Even safe fails safe fails safe fails A B C D or and a b c d Top Even safe fails
safe fails safe fails
A B C D
or and
直式因果樹 橫式因果樹
3.2.3 風險評估
風險評估必需製作風險曲線(Farmer risk assessment curve)，以上 一階段計算得出之風險之平均值建立風險管制曲線如下圖所示，曲線內側 為可接受風險，而曲線外側為不可接受風險，在不可接受風險側選出其中 風險值最高的項目(位於右上角方塊項目)來進行改善，目的是讓其機率及 損失或兩者降低至曲線內側成為可接受風險。 此外在風險管理的階段，不可接受風險是相對而非絕對，其影響因素 有下列 3 點。 1. 社會安全意識提昇，風險容忍度降低。 2. 工藝水準進步，不可接受風險增加。 3. 安全管理研究得到突破，找出降低風險方法。 因此，製作風險曲線並非定義可接受或不可接受風險，而是找出風險最高 之項目予以改善，在可能的範圍內儘量使管制曲線降低，達成持續改善， 提昇整體安全進化之目的。 圖 21 風險管制曲線圖 機 率 損失 不可 不可 接受 接受 管制曲線 非 非 安全 安全 內側 可接受風險
3.2.4 風險改善
本文提出本質較安全[13]設計結合創意方法來建立改善方案，如果改 善方案超過兩個以上時若方案考量項目單純使用列表法，較複雜使用 AHP(Analytical Hierarchy Process)層級分析法來決定要使用那一個方 案，其流程如圖 22。針對欲改善項目，收集分析資料後，應用創意方法來 輔助本質較安全策略來創造改善方案，若方案超過一選擇方案，最後為應 用改善方案及後績的評估檢討。 圖 22 風險改善流程圖 方案選擇 1.兩兩相比AHP層級分析法。 2.考量項目優劣列表。 3.功能價格比較表。 方案選擇 1.兩兩相比AHP層級分析法。 2.考量項目優劣列表。 3.功能價格比較表。 本質較安全策略 本質較安全策略 本質較安全策略 本質較安全策略：：：： 1.強化。 2.取代。 3.減弱。 4.限制影響。 5.避免骨牌效應。 6.防愚。 7.狀態清晰。 8.易於控制。 9.軟體操作。 10.簡單化。 本質較安全策略 本質較安全策略 本質較安全策略 本質較安全策略：：：： 1.強化。 2.取代。 3.減弱。 4.限制影響。 5.避免骨牌效應。 6.防愚。 7.狀態清晰。 8.易於控制。 9.軟體操作。 10.簡單化。 創意方法 創意方法創意方法 創意方法： 1.心智圖。 2.矛盾表。 3.腦力激盪。 創意方法 創意方法 創意方法 創意方法： 1.心智圖。 2.矛盾表。 3.腦力激盪。 產生單一方案 是 否 實行與評估 針對欲改善項目，收集並分析資料 創 意 輔 助 本 質 較 安 全
3.2.5 成果回饋 經過上述之改良後，其成果回饋有下列 8 方面。 1.提供施工規劃設計與管理考量。 此為最重要項目，在設計規劃時放入改良方案所得到的效能是最高 的，也是本質較安全策略之最高指導原則。 2.提供安全管理指標。 改良方案可提供工程安全管理之指標，使安全管理作業有可依循之項 目與量化依據，量化後可形成績效，提供考核與激勵工程人員士氣之 參考。 3.增進工程可靠度。 若工程已在進行，改良方案可改善不安全狀況，增進可靠度，降低危 險，使施工人員安全。 4.增進營運可靠度。 因鐵路改建工程均位於鐵路營運路線，改良方案可提昇營運可度，降 低事故，減少營運意外支出，增加準點率，進而改善獲利或營運績效。 5.降低保險金額。 整合至安全計劃，可爭取較低之保險金。 6.提昇風險管理技術。 改善計畫之積極目標。 7.提供事故損失統計與分析。 後續再改善計畫之依據 8.提供類似型態工程參考。 它山之石可以攻錯，改善計畫可提供其它工程參考。
第 第 第 第四四四章四章章章 案例研討案例研討案例研討案例研討－－鐵路－－鐵路鐵路鐵路沿沿沿沿線施工侵入行車空間風險管理線施工侵入行車空間風險管理線施工侵入行車空間風險管理線施工侵入行車空間風險管理 本章依第三章介紹之五項管理模式來進行實際案例研討，鐵路沿線施工侵 入行車空間之風險管理。 4.1 危害辨識 4.1.1 鑑定危害因子步驟 以下列步驟得出危害的因子。 1.文獻，整理鐵路改建工程風險、安全相關文獻[1][2][3]所列之風險。 2.法規，電化鐵路安全須知[8]、施工規範、圖說、技術文件[5]所列危 害項目。 3.經驗，訪談有經驗之現場施工人員。 4.統計資料，依民國 79 至 98 年共 19 年間之事故紀錄統計資料[9]。 由 1 至 4 之資料進行下一步確定危害項目 4.1.2 鐵路改建工程產生侵入行車空間之危害項目 1.鐵路改建工程項目如下 (1).假設工程(測量、管線探測遷移、臨時水電、臨時道路、圍籬等)。 (2).大地工程(地質鑽探、地質改良、基樁、連續壁、擋土、袪水等)。 (3).明挖覆蓋工法(土方開挖、支撐架設、結構體施作)。 (4).高架橋工法(整地、基樁、橋面版吊裝、裝修)。 (5).建築裝修(車站、通風口、抽水站等) (6).道路工程(土方回填、路面施作、綠美化工)此時鐵路運行路線已移 入地下或高架橋，故無侵入鐵路行車空間之虞。 各工程項目只要是緊鄰鐵路均可能侵入行車空間，此空間有一般運行區 間與電氣化區間二種，侵入方式中人員、機器、車輛為主動侵入，物品 材料則因固定不良加上重力或風力產生被動侵入，侵入後即產生觸電及 列車碰撞等後果，說明如下。 2.侵入行車空間之方式 侵入電車線的空間必侵入行車空間，後果必定是觸電及影響列車行駛 甚至產生列車碰撞。但侵入行車空間只要高度未達電車線範圍則不會 侵入電車線空間，達電車線則後果同前，未達則後果為列車碰撞。 (1).吊掛作業：各種方式中以吊掛作業風險值最高，其作業流程如下
①為避免誤觸高壓電車線造成人員觸電，機具必需接地，使用接地線 將其與鐵軌之回流軌互相連接。 ②作業時依瞭望員之任務、配置、執行要領(附錄三)設立瞭望員監視 火車有無通過，瞭望員配戴安全帽、穿著反光背心、攜帶警示旗、 口哨、對講機及行車時刻表等配備，負責列車監視工作。 ③自列車接近到通過期間，應即通知吊車操作手停止操作，以防止操 作不慎或意外，而危及行車安全，俟列車通過後，始得繼續動作。。 ④為求安全前項工作同時以無線電通知指揮手、工程(軌道)管理者， 引導員(誘導員)，指揮手立刻指揮吊車之操作手停止作業，避免吊 掛作業誤入區間造成火車撞擊之意外事故。 流程：緊鄰鐵路吊掛作業→派瞭望員→操作手使機具接地→瞭望員 監視→火車接近→瞭望員通知操作手或指揮人員停止操作→火車通 過→繼續吊掛。詳見下列圖 23 圖 23 吊掛作業示意圖 (2).限高門失誤使車輛侵入電車線空間 限高門如圖 24，因工地緊鄰鐵路，各工程車輛均會通過平交道，若車 輛及其設施或載貨超過限高門時將卡在架上，不使車輛誤碰高壓電車 線，因此工地進出平交道有簡易限高門的施作規定，若限高門失效(損 壞或高度太高)則有車輛侵入電車線空間產生觸電的危害，因此提醒司 機注意限高門高度是非常重要的一環。
操作手
操作手
停止操作吊車 停止操作吊車指揮手
指揮手
指揮操作手 指揮操作手 停止作業 停止作業瞭望員
瞭望員
火車通過 火車通過 時聯絡 時聯絡 指揮手 指揮手 或聯絡 或聯絡 操作手 操作手 火車 火車 機具接於回流軌道 機具接於回流軌道 高壓電車線及淨空 高壓電車線及淨空圖 24 限高門 (3).物品的掉落或侵入：高架橋施工、吊掛作業、緊鄰鐵路沿線的基樁 作業都會產生物品掉落侵入行車空間，若將電車線打斷，將引起火車 停駛之意外，若掉落物品很大又在鐵軌上，可能會引起火車出軌之意 外，另外基礎施作時，若鐵路邊圍籬之防溢座失效，其泥流會流入鐵 軌，輕則造成號誌短路使火車無法行駛，重則會引起火車出軌之意外， 又物品放置於鐵路邊之圍籬旁時，如基樁之鋼筋籠等重物，在固定失 效時會不慎滾入鐵路行車空間造成火車碰撞或出軌之意外，如圖 25 所 示非常的危險。 圖 25 緊鄰行車空間堆放物品圖 (4).人員入侵：人員因施工、測量、引導、維修、裝置等因素，都會進 入鐵路行車空間操作，若教育訓練、危機意識、不良環境、生病不適、 醉酒暈眩等因素，未在火車通過時閃避，往往發生傷已等意外，此一 項風險占相當大的比例。
經由前述(1)至(4)可得出危害因子資料，利用 5W2H(Who 人、Why 事、When 時、Where 地、What 物、How 如何、How much 損失)來初步歸類危害因，並 整理如表 6，其目的除了製作 FMEA 表時方便聯想找出事故的關聯。
表 6 初步歸類 5W2H 表 項 5W2H 相關項目 人 駕駛、操作手、指揮手、瞭望員、一般工人 事 侵入火車行車淨空、侵入高壓電車線之淨空；其中電車線之淨空， 含高壓電車線上下各 1.5M。軌道淨空，為軌道中心側 5M。侵入電 車線之淨空必定侵入行車淨空，但侵入行車淨空未必侵入電車線之 淨空。 時 遠因(教育、訓練、檢修)、近因(疏忽、故障)、發生之歷時狀況。 地 靠近鐵路專行空間之施工場所。 物 機具(吊車、吊卡車、怪手、卡車、施工車)、物料。 如 何 機具侵入、吊物侵入、物料侵入、人員侵入，使用 FMEA 分析。 損 失 跳電、碰撞、人傷亡、電車線斷裂及機具車輛損壞產生營運損失、 人員傷亡、工期損失。 4.2 危害分析 上一階段資料細部過程使用失誤模式及影響分析 FMEA(Failure Modes and Effects Analysis)加以分析，並加上 5W2H 以利轉換為因果 樹時之聯想，並且在後續分析中的事件樹分析。 最重要的如何為各失誤樹與事件樹發生的關聯要使用 FMEA 來進一步 分析，在表 7 之侵入行車空間 FMEA 表中，項目為失誤樹的主要失效形態、 失誤型式為次要失效形態、失誤可能原因為事故的遠因或近因、失誤造 成的影響在後續的分析中非常重要，屬於事件樹中最後之損失，其中頻 率為事件發生次數。 4.2.1 製作 FMEA 表 FMEA 填寫說明： 1.在表 6 中的如何，可見 4 種侵入方式，列為 FMEA 表主要項目。 2.主要項目之可能原因依人、物、地三方來進行細部考量，。 3.失誤造成的影響為表 6 之損失，依性質予歸類。 4.頻率由附錄一之統計資料來計算。 5.依發生的頻率來決定嚴重度。 6.最後提供一般性的建議改善措施。
表 7 侵入行車空間 FMEA 表 項 目 失誤型 式 失誤可能原 因 失誤造成 的影響 發生 頻率 嚴重性 建議改善 措施 人員操作、 指揮、溝通 不當 電車線短 路或列車 碰撞 8 最高 機具車輛損毀 人員傷亡 教育訓練 機具錯誤或 故障 電車線短 路或列車 碰撞或列 車碰撞 3 中 機具車輛損毀 人員傷亡 教育訓練 吊掛作 業侵入 桁架或鋼索 斷裂 電車線斷 裂或列車 碰撞 2 低 機具車輛損毀 人員傷亡 檢查維修 吊掛物品超 過吊車負荷 電車線斷 裂或列車 碰撞 3 中 機具車輛損毀 人員傷亡 檢查維修 機具傾 倒 地基不穩 電車線斷 裂或列車 碰撞 1 低 機具車輛損毀 人員傷亡 巡查 地質改善 機 具 動力車 輛侵入 人員失誤 列車碰撞 7 高 車輛損毀人員 傷亡 教育訓練 固定不當或 失效 列車碰撞 1 低 列車損毀人員 傷亡 檢查 加強固定 物 料 堆放或 產物侵 入 防護失誤 列車碰撞 1 低 列車損毀人員 傷亡 檢查維修 防護增強 人 員 人員侵 入 疏忽 列車碰撞 6 高 人員傷亡 教育訓練 註：(1).嚴重性依發生次數大致分為： 最高(9~8)、高(7~5)、中(4~3)、低(2~1)、四項分類。 (2).建議改善措施為一般性之建議，創新方法於本文後介紹。
4.2.2 將 FMEA 表轉為失誤樹 首先將表中項目建立為失誤樹如圖 26 圖 26 初步建立之失誤樹 1.圖 26 中因機具侵入形成原因複雜，先將 FMEA 表中相關各項目列如 表 8，接依序來製作失誤樹如圖 27，另人員疏忽應以 HRA 來分析， 在此當成單一事件來分析。 表 8 機具失誤型式表 項目 失誤型式 失誤可能原因 進一步分析 人員操作、指揮、溝通不當 代號 TA 機具錯誤或故障 無 吊掛作業侵入 桁架或鋼索斷裂 無 吊掛物品超過吊車負荷 無 機具傾倒 地基不穩 無 機具 動力車輛侵入 人員失誤 代號 TB 機 具 侵 入 人 員 侵 入 侵 入 行 車 淨 空 物 料 侵 入 待發展 阻隔設 施失效 固定不 當或失 效 人員疏忽 機 具 侵 入 吊掛機具傾倒 吊掛作業侵入 人 員 失 誤 機 具 失 誤 車 輛 侵 入 TA TB
圖 27 機具侵入初步分析失誤樹 2.將上面失誤樹中應進一步分析之 TA 及 TB 分析如圖 28 圖 28 機具侵入詳細分析失誤樹 車 輛 侵 入 限 高 門 失 誤 未設限 高門 車 輛 失 誤 高度 過高 設備 未收 高度 過高 人員 疏忽 人 員 失 誤 TB TB 緊鄰 鐵路 機 具 侵 入 地基不 穩 鋼索或 桁架斷 裂 吊 掛 機 具 傾 倒 吊掛物 超過負 荷 吊 掛 作 業 侵 入 人 員 失 誤 機 具 失 誤 機具故 障 車 輛 侵 入 伸臂組 裝錯誤 非合格 之吊掛 機具 TA TB 緊鄰 鐵路 緊鄰 鐵路 人 員 失 誤 機 具 操 作 手 操作 疏忽 指 揮 人 員 訓練 不足 指揮 錯誤 溝通 失誤 TA TA 緊鄰 鐵路
圖 29 組合後之失誤樹 3.組合失誤樹如圖 29，利用此樹進行布林代樹之化簡，侵入行車淨空 =TD(TE．TF)+(TD．TB)+TD(TG+TH+TI)+TD(TJ+TK+TL)+(TD．TA)+(TD．TM) 應用分配律及吸收律可得下式如可 30。 =TD{(TE．TF)+TB+TG+TH+TI+TJ+TK+TL+TA+TM} 機 具 侵 入 人 員 侵 入 侵 入 行 車 淨 空 物 料 侵 入 阻隔設 施失效 TE 固定不 當或失 效 TF 人員疏忽 TM 車 輛 侵 入 限 高 門 失 誤 未設限 高門 車 輛 失 誤 高度 過高 設備 未收 高度 過高 人員 疏忽 人 員 失 誤 TB TB 人 員 失 誤 機 具 操 作 手 操作 疏忽 指 揮 人 員 訓練 不足 指揮 錯誤 溝通 失誤 TA TA 地基不 穩 TG 鋼索或 桁架斷 裂 TL 吊 掛 機 具 傾 倒 吊掛物 超過負 荷 TI 吊 掛 作 業 侵 入 機 具 失 誤 機具故 障 TJ 伸臂組 裝錯誤 TH 非合格 之吊掛 機具TK 緊鄰 鐵路 TD 緊鄰 鐵路 TD 緊鄰 鐵路 TD 緊鄰 鐵路 TD 緊鄰 鐵路 TD 緊鄰 鐵路 TD
4.利用簡化的式子進行失誤樹的簡化使圖型精簡，並進行發生頻率的排序： 圖 30 化簡並排序後之失誤樹 4.2.3 依 5W2H 聯想表建立事件樹 表 9 事件樹之 5W2H 聯想排序表 項 5W2H 相關項目 排序(說明) 時 遠因、近因、發生之歷時狀況。 事件前後依據(P1~P4) 人 駕駛、操作手、指揮手、瞭望員、一般工人 P1 單一(人或非人) 事 侵入火車行車淨空、侵入高壓電車線之淨空 P2 複雜事件(TS) 物 機具、物料及有無接地。 P3 單一(有或無) 地 靠近鐵路專行空間之施工場所，火車有無經過 P4 複雜事件(TC) 如 何 何種情況侵入電車線空間及何種情況火車經 過而機具沒有停止。 TC 及 TS 失誤樹(分析 之依據) 損 失 跳電、碰撞、人傷亡、電車線斷裂及機具車輛 損壞產生營運損失、人員傷亡、工期損失。 結果(依統計資料分析 其損失金額) 機 具 侵 入 人 員 侵 入 侵 入 行 車 淨 空 物 料 侵 入 地基不 穩 TG 鋼索或 桁架斷 裂 TL 吊 掛 機 具 傾 倒 吊掛物 超過負 荷 TI 阻隔設 施失效 TE 固定不 當或失 效 TF 吊 掛 作 業 侵 入 人 員 失 誤 機 具 失 誤 機具故 障 TJ 車 輛 侵 入 緊鄰 鐵路 TD 機 具 操 作 手 操作 疏忽 指 揮 人 員 訓練 不足 指揮 錯誤 限 高 門 失 誤 未設限 高門 車 輛 失 誤 高度 過高 設備 未收 高度 過高 發 生 頻 率 錯誤 TH 人員疏忽T 非 之吊掛 機具T 人員 疏忽 失誤 人 員 失 誤 T T T T
