基于模糊綜合評(píng)判的影響機(jī)車(chē)調(diào)度因素分析

楊志飛，史亞娟

（蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院， 蘭州730030）

機(jī)務(wù)部門(mén)為鐵路運(yùn)輸提供牽引動(dòng)力。列車(chē)的運(yùn)行和停開(kāi)， 機(jī)車(chē)的周轉(zhuǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)管理過(guò)程，隨機(jī)因素變化太大， 需要機(jī)車(chē)調(diào)度員跟蹤、調(diào)整和組織， 以減少機(jī)車(chē)和人員的浪費(fèi)。另外，在鐵路運(yùn)輸組織中， 列車(chē)運(yùn)行和機(jī)車(chē)周轉(zhuǎn)日班計(jì)劃是由列車(chē)調(diào)度和機(jī)車(chē)調(diào)度共同編制的。車(chē)投入多少， 機(jī)車(chē)運(yùn)用效率高低取決于各級(jí)機(jī)車(chē)調(diào)度的工作質(zhì)量，進(jìn)而影響運(yùn)輸成本和運(yùn)輸效益。因此，加強(qiáng)機(jī)車(chē)調(diào)度工作的管理，減少機(jī)車(chē)投入，提高機(jī)車(chē)運(yùn)用效率具有重要意義。

1 模糊綜合評(píng)判定義

所謂綜合評(píng)判，就是對(duì)所研究的對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)，這里，評(píng)判是指按照給定的條件對(duì)事物的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)比和判定。綜合是指評(píng)判條件包含多個(gè)因素。因此，模糊綜合評(píng)判又可說(shuō)是對(duì)受到多個(gè)因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種有效的多因素決策方法，所以，模糊綜合評(píng)判決策又稱(chēng)為模糊綜合決策或模糊多元決策。

2 影響機(jī)車(chē)調(diào)度因素分析

綜合模糊評(píng)判法認(rèn)為，影響機(jī)車(chē)調(diào)度的因素較多，既有動(dòng)態(tài)因素（車(chē)流到站的數(shù)量、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻等機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)信息）的影響，又有靜態(tài)因素（機(jī)車(chē)的數(shù)量、機(jī)車(chē)的故障情況等）的影響，還需考慮走行公里等。此外，機(jī)車(chē)的調(diào)度，本質(zhì)上是編輯機(jī)車(chē)日（班）實(shí)際周轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，繪圖儀自動(dòng)繪出各區(qū)段機(jī)車(chē)實(shí)際周轉(zhuǎn)圖， 彩色繪圖筆按規(guī)定分別繪出客貨列車(chē)運(yùn)行線(xiàn)；車(chē)源的供應(yīng)確定機(jī)車(chē)的調(diào)度。但效果的好壞本身也帶有模糊性。因此，應(yīng)采用綜合模糊評(píng)價(jià)的方法對(duì)機(jī)車(chē)的調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行研究。模糊綜合評(píng)判法就是通過(guò)綜合分析影響機(jī)車(chē)調(diào)度的因素（如靜態(tài)的，動(dòng)態(tài)的等），通過(guò)計(jì)算出來(lái)的效果分類(lèi)（如嚴(yán)重影響，一般影響，良好），考慮機(jī)車(chē)的調(diào)度。對(duì)于機(jī)車(chē)調(diào)度的影響因素較多，不易量化而且這與機(jī)車(chē)調(diào)度的影響是一種模糊的關(guān)系。因此，根據(jù)以上分析認(rèn)為，應(yīng)采用模糊綜合評(píng)判的方法對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度進(jìn)行研究分析。

2.1 確定影響機(jī)車(chē)調(diào)度的評(píng)語(yǔ)集

機(jī)車(chē)調(diào)度關(guān)鍵是編輯機(jī)車(chē)日（班）實(shí)際周轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；機(jī)車(chē)的車(chē)源情況確定機(jī)車(chē)的調(diào)度。車(chē)源越充足則機(jī)車(chē)需要機(jī)車(chē)的調(diào)度影響就越小，因此，評(píng)語(yǔ)集選擇為：

v={v1，v2，v3}={嚴(yán)重影響，一般影響，良好}

2.2 影響機(jī)車(chē)調(diào)度評(píng)價(jià)因素集

靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的因子都影響著機(jī)車(chē)的調(diào)度，靜態(tài)因素比如機(jī)車(chē)的數(shù)量、機(jī)車(chē)的故障情況；動(dòng)態(tài)因素比如車(chē)流到站數(shù)量、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻等，如圖1。

圖1 機(jī)車(chē)調(diào)度影響因素

因此，影響機(jī)車(chē)調(diào)度的因素集可選擇為：

u={u1，u2，u3}={車(chē)流到站數(shù)量，列車(chē)到達(dá)時(shí)刻，機(jī)車(chē)故障}

3 影響機(jī)車(chē)調(diào)度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重確定

權(quán)重系數(shù)是反映各因素間的內(nèi)在關(guān)系，體現(xiàn)了各因素在因素集中的重要程度；對(duì)于權(quán)重系數(shù)的確定一般有3種方法：德?tīng)柗品?；?zhuān)家調(diào)查法；判斷矩陣分析法。

本文選取專(zhuān)家調(diào)查法來(lái)確定權(quán)重系數(shù)，由于權(quán)重系數(shù)具有模糊性，因此在確定權(quán)重系數(shù)時(shí)，要聘請(qǐng)足夠數(shù)量的專(zhuān)家獨(dú)立給出。

根據(jù)車(chē)流到站數(shù)量、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻和機(jī)車(chē)故障3個(gè)因素排列分析，假如有3位專(zhuān)家，有1位認(rèn)為車(chē)流到站數(shù)量排在第1位、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻次之，機(jī)車(chē)故障排第3位；另1位認(rèn)為列車(chē)到達(dá)時(shí)刻應(yīng)放在第1位,但將機(jī)車(chē)故障排在第2位，車(chē)流到站數(shù)量排第3位；還有1位認(rèn)為機(jī)車(chē)故障應(yīng)排在第1位，列車(chē)到達(dá)時(shí)刻排在第2位，車(chē)流到站數(shù)量排在第3位。

依據(jù)這樣的排列，可以得出：

權(quán)重集A={0.39，0.28，0.33}

權(quán)重向量記為：

Ai={ai1，ai2，ai3}，i=1，2，…，m

即權(quán)重向量A={a1，a2，a3}

4 確定模糊矩陣

4.1 影響機(jī)車(chē)調(diào)度評(píng)價(jià)因素分類(lèi)

確定模糊矩陣的關(guān)鍵是針對(duì)某一特定影響因素，對(duì)各種評(píng)價(jià)因素選取適當(dāng)?shù)碾`屬度。隸屬度應(yīng)該反映各影響因素的每種屬性（車(chē)流到站數(shù)量、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻以及機(jī)車(chē)故障）對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響程度。 為此，首先，將各因素進(jìn)行 A，B，C 分類(lèi)。分類(lèi)原則和方法如下。

4.1.1 車(chē)流到站數(shù)量

主要依據(jù)機(jī)車(chē)車(chē)流到站的數(shù)量進(jìn)行劃分， 車(chē)流到站的數(shù)量越多對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響就越小，因而將車(chē)流到站數(shù)量對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響分為A，B，C3類(lèi)，A類(lèi)對(duì)應(yīng)的機(jī)車(chē)調(diào)度影響嚴(yán)重。車(chē)流到站數(shù)量對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響與A，B，C類(lèi)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：

A類(lèi)： G≥G1；B類(lèi)： G1＞G≥G2；

C類(lèi)：G＜G2。

4.1.2 列車(chē)到達(dá)時(shí)刻

列車(chē)提前到站或列車(chē)晚點(diǎn)都對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度有一定的影響，列車(chē)提前到站或晚點(diǎn)的時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響就越大，將機(jī)車(chē)提前到站或晚點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)短分為A，B，C3類(lèi)， 由FMECA（失效模式、影響及危害程度分析）方法得到：

A類(lèi)：P1＞P≥P2；B類(lèi)：P＜P2；

C類(lèi)：P2＞P≥P3；D類(lèi)：P≤P4。

4.1.3 機(jī)車(chē)故障

機(jī)統(tǒng)信息中某部件的故障程度（G）越大，對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響就越大；將機(jī)統(tǒng)信息故障程度的大小分為A，B，C3類(lèi)。故障程度對(duì)機(jī)車(chē)的損耗可由FMECA得到，分類(lèi)原則為：

A類(lèi)：F≥F1；B類(lèi)： F1＞F≥F2；

C類(lèi)：F＜F2。

4.2 確定影響機(jī)車(chē)調(diào)度隸屬度

一般，A類(lèi)因素屬于對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響程度大的隸屬度大，影響程度小的隸屬度??；C類(lèi)屬于對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響程度大的隸屬度小，影響程度小的隸屬度大。按照這一原則及有關(guān)模糊數(shù)學(xué)原理，可以確定出各類(lèi)隸屬度如下：

A類(lèi)：Ra={0.3，0.5，0.2}；

B類(lèi)：Rb={0.4，0.4，0.2}；

C類(lèi)：Rc={0.4，0.2，0.4}。

4.3 模糊矩陣

由以上分析，可得模糊矩陣如下：

其中：R1是車(chē)流到站數(shù)量隸屬度向量；R2是列車(chē)到達(dá)時(shí)刻隸屬度向量；R3是機(jī)車(chē)故障隸屬度向量；確定出隸屬度向量以后，可根據(jù)車(chē)流到站數(shù)量、列車(chē)到達(dá)時(shí)刻以及機(jī)車(chē)故障的權(quán)重度A，計(jì)算綜合評(píng)判矩陣B。

4.4 綜合評(píng)判矩陣的計(jì)算

綜合評(píng)判矩陣為：

經(jīng)計(jì)算可得到對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響程度，b1代表對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響程度嚴(yán)重，b3表示對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度影響程度輕微，因此b1越大，b3越小，對(duì)機(jī)車(chē)調(diào)度的影響程度越嚴(yán)重。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用模糊綜合評(píng)判方法對(duì)影響機(jī)車(chē)調(diào)度因素進(jìn)行量化分析，其中，各因素的量化是以A、B、C分類(lèi)為基礎(chǔ)的，所需的數(shù)據(jù)信息較容易獲得，并且分析計(jì)算工作較為簡(jiǎn)便，便于實(shí)際應(yīng)用。為取得更好的效果，本模型應(yīng)與定性分析方法綜合使用。

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