Enhancing strategies for the safe transportation of dangerous goods by rail

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Dangerous goods

leading indicators

lagging indicators

occurrence types

safety management systems

SMS

risk control strategies

process safety

derailments

collisions

Canadian Rail Research Laboratory

CRRL

David and Joan Lynch School of Engineering Safety and Risk Management

dc.contributor.author

Sattari, Fereshteh

Macciotta, Renato

Lefsrud, Lianne

Ebrahimi, Hadiseh

Esmaeeli, Nafiseh Canadian Rail Research Laboratory David and Joan Lynch School of Engineering Safety and Risk Management

dc.date.accessioned

2023-06-12T16:51:57Z

dc.date.available

2023-06-12T16:51:57Z

dc.date.issued

2021-04-30

dc.description.abstract - en

Canada has seen an increase in the amount of Dangerous Goods (DG) transported by rail by approximately 25% since 2004. Furthermore, Transport of Dangerous Goods (TDG) is forecasted to continue increasing. Sustainable growth in TDG by rail will require management of risk to acceptable safety levels. The first part of this study focuses on key occurrence types for TDG, incident causes, risk control strategies, and analysis of leading and lagging safety indicators. We also reviewed current safety performance and Canadian railway incident databases. Our results suggested that the performance against lagging indicators currently being reported is adequate, including derailments and collisions (main and non-main track), serious injuries (including fatalities), DG leakers, and releases. Also, a list of rail accidents with the greatest number of fatalities was used to calculate a crude estimate of societal risk associated with rail transportation. According to UK Health and Safety Executive recommendations, estimated rail transport risks can be considered acceptable when assessed at a milepost scale. However, there are opportunities for further enhancing safety reporting, management, and performance. One potential area of improvement exists in the field of Safety Management Systems (SMS). The second task of this study focuses on enhancing railway SMS, particularly areas of SMS that might directly contribute to reducing the number of DG main-track train derailments. We applied detailed Root Cause Analyses (RCA), Bow Tie Analysis (BTA), and incident database analysis to identify the main causes and consequences of these types of accidents (2007-2017). The relationship between these factors and gaps in SMS elements were then identified and the frequency of each factor investigated. The results showed that the main gaps are related to process and equipment integrity, incident investigation, and company standards, codes, and regulations. We present some recommendations to improve the management of each SMS element and reduce these gaps. In the last part of this study, we applied the Human Factors Analysis and Classification System (HFACS) approach to analyze 42 main-track derailments and collisions from 2007 to 2018 with the intention of studying the effect of human factors. Associations between adjacent sub-categories of the HFACS framework were analyzed to identify interdependencies between active and latent errors using chi-square tests and Kruskal’s lambda analysis. Furthermore, we implemented Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL) and Analytical Network Process (ANP) methods to identify causal relationships between different sub-categories and calculated the weighted influence of each sub-category on main-track derailments and collisions. Finally, we compared this work and other studies that found relationships between active and latent errors in the railway industry. We found good agreement between the results of these studies, which highlights the importance of supervisory and organizational factors in the prevention of railway loss incidents. Based on these findings, we make several recommendations to reduce railway loss incidents.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Le volume de marchandises dangereuses transportées par voie ferroviaire au Canada a augmenté d’environ 25 % depuis 2004. De plus, les prévisions indiquent que la croissance du transport des marchandises dangereuses (TMD) se poursuivra. Afin d’assurer la croissance durable du transport ferroviaire des marchandises dangereuses, une gestion des risques sera requise pour atteindre des niveaux de sécurité acceptables. La première partie de cette étude porte sur les principaux types d’événements liés au TMD, les causes des incidents, les stratégies de contrôle des risques et l’analyse des indicateurs de sécurité avancés et tardifs. Nous avons également examiné le rendement actuel en matière de sécurité et les bases de données d’incidents des chemins de fer canadiens. Nos résultats indiquent un rendement adéquat en fonction des indicateurs tardifs faisant actuellement l’objet de rapports, y compris les déraillements et les collisions (voie principale et non principale), les blessures graves (y compris les décès), les rejets et les fuites de marchandises dangereuses. De plus, une liste des accidents ferroviaires ayant fait le plus grand nombre de victimes a été utilisée pour calculer une estimation brute du risque sociétal associé au transport ferroviaire. Selon les recommandations du Health and Safety Executive du Royaume Uni, les risques estimés du transport ferroviaire peuvent être considérés comme acceptables lorsqu’ils sont évalués à l’échelle du point miliaire. Toutefois, il est possible d’améliorer davantage les rapports, la gestion et le rendement en matière de sécurité. Des améliorations peuvent notamment être apportées dans le domaine des Systèmes de gestion de la sécurité (SGS). La deuxième partie de cette étude vise l’amélioration des SGS ferroviaires, en particulier les éléments des SGS qui pourraient contribuer directement à la réduction du nombre de déraillements de trains de marchandises dangereuses en voie principale. Nous avons appliqué des analyses détaillées des causes fondamentales, des analyses de type nœud papillon et des analyses des bases de données d’incidents pour déterminer les principales causes et conséquences de ces types d’accidents (2007 2017). Une relation entre ces facteurs et les lacunes dans les éléments des SGS a ensuite été établie et la fréquence de chaque facteur a été étudiée. Les résultats ont montré que les principales lacunes sont liées à l’intégrité des processus et du matériel, aux enquêtes sur les incidents, ainsi qu’aux normes, codes et règlements des entreprises. Nous présentons quelques recommandations pour améliorer la gestion de chaque élément des SGS et pallier ces lacunes. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons appliqué l’approche du Système d’analyse et de classification des facteurs humains (HFACS) pour analyser 42 déraillements et collisions en voie principale de 2007 à 2018 dans l’intention d’étudier l’effet des facteurs humains. Les associations entre des sous-catégories adjacentes du cadre du HFACS ont été analysées pour établir des interdépendances entre des erreurs actives et latentes à l’aide de tests du chi carré et de l’analyse lambda de Kruskal. En outre, nous avons mis en œuvre les méthodes de laboratoire d’essai et d’évaluation de la prise de décisions (DEMATEL) et de processus de réseau analytique (ANP) pour trouver des relations de causalité entre les différentes sous-catégories, et nous avons calculé l’influence pondérée de chaque sous-catégorie sur les déraillements et les collisions en voie principale. Enfin, nous avons comparé ce travail à d’autres études qui ont établi des relations entre des erreurs actives et latentes au sein de l’industrie ferroviaire. Nous avons constaté que les résultats de ces études concordaient, ce qui souligne l’importance des facteurs liés à la supervision et à l’organisation dans la prévention des incidents ferroviaires. Compte tenu de ces résultats, nous formulons plusieurs recommandations visant à réduire les incidents ferroviaires entraînant des pertes.

dc.description.fosrcfull - en

A compilation of case studies that seeks to provide insight into key occurrence types of rail-based transportaiton of dangerous goods incidents and their causes.

dc.description.fosrcfull-fosrctranslation - fr

Une compilation d’études de cas qui vise à donner un aperçu des principaux types d’incidents de transport ferroviaire de marchandises dangereuses et de leurs causes.

dc.description.sponsorship - en

Innovation Centre, Transport Canada

dc.identifier.citation

Sattari, F., Macciotta, R., Lefsrud, L., Ebrahimi, H., Esmaeeli, N., (April 2021), Enhancing strategies for the safe transportation of dangerous goods by rail, (R.18209375e), Transport Canada.

dc.identifier.govdoc

R.18209375e

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/701

dc.language.iso

en

dc.rights - en

Open Government Licence - Canada

dc.rights - fr

Licence du gouvernement ouvert - Canada

dc.rights.openaccesslevel - en

Not Applicable

dc.rights.openaccesslevel - fr

Pas applicable

dc.rights.uri - en

https://open.canada.ca/en/open-government-licence-canada

dc.rights.uri - fr

https://ouvert.canada.ca/fr/licence-du-gouvernement-ouvert-canada

dc.subject - en

Transport

dc.subject - fr

Transport

dc.subject.en - en

Transport

dc.subject.fr - fr

Transport

dc.title - en

Enhancing strategies for the safe transportation of dangerous goods by rail

dc.title.alternative - en

Phase 1: Evaluation of leading and lagging performance indicators

dc.type - en

Report

dc.type - fr

Rapport

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1-34, 1-102 (Pink pagination)

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Examen interne

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R.18209375e

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