分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

臺鐵普悠瑪的大事故,聚集了眾多結構性小失誤?由「海恩法則」談起──《科學月刊》

  • 馬士元/銘傳大學都市規劃與防災學系副教授。

2018 年 10 月 21 日,發生在宜蘭線新馬站的普悠瑪列車出軌翻覆事件,除造成重大人命傷亡外,在釐清事故原因過程中,也讓臺鐵營運與安全管理的種種問題浮現。令人震驚的是,事故前的所有安全防線全數失守,從列車採購驗收與維修、駕駛員調度、設備可靠性和運轉安全紀律,每一環節都發生嚴重失誤,更從此事件中發現臺鐵竟沒有專責的營運安全管理體系 (safety management system, SMS)。

這個已有百年歷史的組織到底出了什麼問題?是否還有其它沒有浮現的風險?未來要如何建構一套可行的安全管理體系?

臺鐵竟沒有專責的營運安全管理體系 (safety management system, SMS)。這個已有百年歷史的組織到底出了什麼問題?圖/pixabay

安全管理領域的「海恩法則」

在安全管理的領域裡,常常被提及的海恩法則 (Heinrich’s Law),是美國工業安全先驅者海恩 (Herbert William Heinrich) 在 1931 年所寫的著作《以科學方法探討工業意外的預防》 (Industrial Accident Prevention: A Scientific Approach) 中提出。理論基於以下幾個論點:

  1. 類似事故的數量,與其嚴重程度之間存在數學關係。
  2. 工傷事故最常見的原因是員工的不安全行為。
  3. 減少工作場所受傷的總體頻率,可以讓嚴重傷害的數量相對減少。

而海恩法則最讓人熟知的,就是所謂事故三角錐 (accident triangle) 的概念,此法則的提出,帶動工業國家對於事故預防的科學化分析方法,日本國鐵還曾據此推動「330運動」,以此降低事故風險。雖然海恩法則的數據與不同產業環境所歸納的實證調查有所出入,但這種重大災害並非單純的「個別事件」,而是牽涉到背後的組織安全紀律管理、安全維護資源配置等問題,且必須透過有系統的分析,挖掘所有組織內部導致不安全因素的風險管理體系。在日後開枝散葉到航空、高鐵、高科技製造業等新興工業領域,甚至應用在各類災害的防災工作上。

每一次重大事故的背後,都意味著組織內部已發生 29 次輕微事故、300 次幾乎造成事故的失誤及 3000 件不安全的狀況或者行動。而解決重大事故發生的危機,就必須從最基本的面對「危險事件以及不規則狀況 (dangerous events and irregular looks, DEVIL)」開始。這就是所謂的安全文化的建立。圖/科學月刊提供

臺鐵事故的背後結構

回到臺鐵的問題,軌道運輸系統是非常複雜的機制,涵蓋軌道與車站基礎建設、電力(能源)設備、通訊與號誌系統、人員與列車調度運轉及車輛養護維修等。而傳統鐵路又有著古典與現代並存的特質,各車種複雜、客貨運交互運行、平面與道路交會及站體配置多樣化等特性,使得營運管理與安全維護的難度非常高。

回到臺鐵的問題,軌道運輸系統是非常複雜的機制,使得營運管理與安全維護的難度非常高。圖/pixabay

鐵路事故的歷史跟鐵路一樣悠久,從煤炭燃油的類比時代到今日電力資訊的數位時代,許多事故發生的原因,大多在於人機界面沒有得到妥善的管理,必須從組織運作如何建構失效安全 (fail safe) 的防禦中尋找對策,也就是所謂機械物理失效安全、電子電機失效安全及程序失效安全三大方向來找出解決方案。

以臺鐵 2014~2018 行車異常事件為例,在 2397 件中車輛故障佔 1117 件,運轉保安裝置佔 500 件。車輛故障的經常性發生,表示維修與品管能力發生問題,而臺鐵在欠缺備援車輛調度狀況下,為紓解營運壓力,不得不放寬安全標準讓列車上線運轉,造成駕駛員必須同時在行車時處理故障問題,導致資訊紛雜超過負荷而釀災,這也是行政院調查報告指出的重點。

而運轉保安裝置故障,在鐵路系統中更屬於不可忍受之風險。再者,資訊時代訓練出來的駕駛員,極端仰賴自動安全設備,因此在人機界面無法有效溝通、列車自動保護系統 (automatic train protection, ATP) 也無法保險狀況下,是造成普悠瑪事故最主要的原因。所以,臺鐵當務之急為降低事故三角錐底部的異常狀況數字,以避免下次的災難性事件。

臺鐵除車輛設備與運轉保安裝置故障外,近年來多次發生電力線斷落、軌道路基不實導致出軌,則為更嚴重的問題。圖/pixabay

但臺鐵除車輛設備與運轉保安裝置故障外,近年來多次發生電力線斷落、軌道路基不實導致出軌,則為更嚴重的問題。在近年,臺鐵引進太魯閣與普悠瑪兩系列傾斜式列車,車輛行駛過彎不減速的設計,對位於彎道路線的軌道施加非常大的應力,因此需大幅提高的軌道品質。

以臺鐵宜蘭線雙軌化區間的路線數據為例,曲率半徑小於 600 的彎道路線達到 25 公里,佔全國 86.7 公里的 28%,而曲率半徑大於 600 的彎道路線 134 公里,佔全國 514 公里的 26%,且沿線軌道品質不佳,導致列車晃動嚴重,更可能因此勾斷電車線。但負責養護的宜蘭工務段,編制 431 名卻僅有 338 名,缺員高達 22%。而臺鐵據以大幅降低人力需求的「軌道結構安全提升計畫」,包括軌道更新、採購養護車輛等項目,卻要到 2025 年才能完成,在此條件下,要能夠控管行車風險,就成為非常困難的工作。

避免重大事故發生,解決方向為何

由於普悠瑪失事的衝擊,社會各界對臺鐵產生非常嚴重的信心危機,因此從安全管理的角度重整營運,再延伸解決經營獲利的難題,才是根本解決事故背後結構性問題的有效途徑。以下提供幾個可能方向:

  1. 建立安全管理體系,由外部專業團隊協助,以合理風險抑低 (as low as reasonably practicable, ALARP) 原則,定期檢討異常原因,並建構改善對策,甚至開放民眾對服務品質的調查,進行問題溯源。
  2. 臺鐵各安全訊號與行車管制應建立整合系統,重新以人機界面原理訂定行車安全準則,避免駕駛員接收過多資訊,無法在安全的環境下駕駛列車。
  3. 安全備援的成本應該合理計算,並且納入票價定價機制中。
  4. 建立專門車種的駕駛員證照制度。
  5. 應計算各路線區間合理的維修人力與資源需求,包括車輛檢修、軌道、電力和號誌維修等需求應該整合評估。
  6. 應重新檢討臺鐵組織型態,以區域劃分為基礎,各區域建立責任經理制,將運務、工務、機務和電務號誌等功能重新整合。
  7. 以提升員工薪資至少 10%為目標,來規劃國營公司化方案。可參考臺北捷運公司模式,結算臺鐵之虧損與負債,將資產與營運分離,以營運公司型態向政府承租資產運作,並推動多元化的經營,保存鐵路文化資產、結合永續觀光和動態運作及各種提升獲利的創新。
  8. 建立本土化維修能力,並鼓勵基層維修單位進行設備改良之研發,讓列車與設備能夠隨服役年限增加,具備自主升級且持續服務的能力。

建立「再小的異常都應該記錄並且問為什麼」的職人精神

臺鐵用煤炭時代的組織,來運轉資訊時代的高速系統,已到迫切需要再造的時刻。實際上以安全管理為核心的營運制度建立,並不一定是大幅增加人力或大買設備才能達成,而是要徹底改變組織對於安全的認知,且合理計算為確保安全應有的成本,將其納入企業服務定價的核心。再者,必須建立「再小的異常都應該記錄並且問為什麼」的職人精神,貫徹海恩法則、失效安全管制和合理風險抑低等要求,才能真正對症下藥,預防下一次悲劇的發生。

 

〈本文轉載自《科學月刊》2019年1月號〉

一個在資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫的科普雜誌。


泛科學院精選線上課程:科學思辨力

無論是自然環境或是社會體制,地球正在發生的改變難以預測是好是壞,但是我們可以確定,每個人都需要 科學思辨力 以迎接來得又快又猛的新時代🧠


泛科學院精選實體課程:兒童冬令營

報名泛科冬令營,幫孩子預約一個充滿科學和歡樂的寒假,從此愛上知識與學習!📚

關於作者

非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策