基于AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法的車務(wù)段安全分析

王中華，趙 寧，戴廣龍，趙道體

（1. 安徽理工大學(xué) 能源與安全學(xué)院，安徽 淮南 232001；2. 鄭州鐵路局 洛陽(yáng)車務(wù)段，河南 洛陽(yáng) 471000）

0 引言

安全評(píng)價(jià)又被稱為“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)”，它以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全為目的，按照科學(xué)的原理與方法，從系統(tǒng)的角度出發(fā)對(duì)潛在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)先識(shí)別、分析與評(píng)價(jià)，為制定預(yù)防措施和管理決策提供依據(jù)。目前應(yīng)用比較廣泛的評(píng)價(jià)方法有檢查表法、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法、事故樹(shù)法、道氏法、蒙德法、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法等[1]。

多年來(lái)，鐵路系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以天數(shù)為衡量指標(biāo)，這種只注重結(jié)果不注重過(guò)程的評(píng)價(jià)，沒(méi)有從根本上做到“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”，不利于安全工作的可持續(xù)性[2]。由于車務(wù)段業(yè)務(wù)復(fù)雜，下轄中間站眾多，同時(shí)需要機(jī)務(wù)段、工務(wù)段、車輛段、電務(wù)段等其他部門(mén)配合，環(huán)環(huán)相扣，因而引入安全檢查表進(jìn)行定性或半定量的評(píng)價(jià)后，發(fā)現(xiàn)往往因?yàn)楣ぷ髁窟^(guò)大，對(duì)定量部分的評(píng)價(jià)不完善，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果很難達(dá)到客觀和公正[3]。

模糊集理論是美國(guó)控制論專家 L. A. Zadeh 提出的一種數(shù)學(xué)方法，模糊集理論借助隸屬函數(shù)把不確定性因素轉(zhuǎn)化為確定性因素。模糊評(píng)價(jià)就是在此理論的基礎(chǔ)上將一些模糊的、定性的因素定量化，具有廣泛、直觀的特點(diǎn)[4-7]。層次分析法(Analytical Hierarchy Process，AHP)是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家 T. L.Satty 在20世紀(jì)70年代提出的以系統(tǒng)工程學(xué)為依據(jù)的分析方法，根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部的隸屬關(guān)系，將系統(tǒng)分為有序的層次，逐層比較各因素間重要度確定權(quán)重值。該方法利用人的判斷分析，綜合處理較難量化的復(fù)雜問(wèn)題，可以將事件中的定性分析轉(zhuǎn)化為定量分析，將決策者的思維模型化、數(shù)學(xué)化，用于多準(zhǔn)則、多因素系統(tǒng)的決策分析[8]。

車務(wù)段所轄中間站的站點(diǎn)眾多，作業(yè)環(huán)境開(kāi)放，各工種人員分布廣泛，各部門(mén)協(xié)調(diào)與控制難度較大。因此，可以將車務(wù)段看成一個(gè)系統(tǒng)，把影響系統(tǒng)的要素分層，借助層次分析法計(jì)算權(quán)重的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)結(jié)合模糊評(píng)價(jià)法對(duì)車務(wù)段進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取直接決定著評(píng)價(jià)的可靠性與實(shí)用性。因此，在選取評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)應(yīng)本著可操作性、獨(dú)立性、科學(xué)性的原則，盡可能選取全面、合理、客觀反映影響系統(tǒng)安全性的各個(gè)因素[9]。中間站作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，必然離不開(kāi)人、設(shè)備、環(huán)境3個(gè)方面，同時(shí)又伴隨著多部門(mén)間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，因而管理因素也是不可缺少的一方面。根據(jù)《 鐵路技術(shù)管理規(guī)程 》的要求，結(jié)合《 鐵路行車事故案例選編 》，同時(shí)參考洛陽(yáng)車務(wù)段管轄范圍內(nèi)的事故資料[10]，經(jīng)有關(guān)專家評(píng)議分析得出，在人的方面影響車務(wù)段系統(tǒng)安全的因素有：職工受教育水平、職工安全培訓(xùn)、職工業(yè)務(wù)技能、職工身體狀況；設(shè)備方面的影響因素有：設(shè)備定期檢查情況、信號(hào)設(shè)備可靠性、安檢設(shè)備可靠性；環(huán)境方面的影響因素有：中間站沿線民風(fēng)、乘車旅客數(shù)量、職工工作環(huán)境、自然環(huán)境；管理方面的影響因素有：安全規(guī)章制度(是否合理、健全)、領(lǐng)導(dǎo)管理責(zé)任(是否到位)、績(jī)效考核。

2 指標(biāo)權(quán)重確定

2.1 建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)上述影響車務(wù)段系統(tǒng)安全因素的分析可知，建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

以上一層指標(biāo)因素為目的，兩兩比較下一層指標(biāo)間的重要度而得出的標(biāo)度，即可以構(gòu)成判斷矩陣。一般可以構(gòu)造 n 個(gè) m × m 矩陣(n 為上層指標(biāo)的個(gè)數(shù)，m 為與上層指標(biāo)相連的本層指標(biāo)個(gè)數(shù))。標(biāo)度采用9級(jí)標(biāo)度法，分別用1—9表示。

采用問(wèn)卷調(diào)查咨詢法，邀請(qǐng)車務(wù)段中間站一線職工對(duì)各層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，然后邀請(qǐng)專家進(jìn)行修正，建立判斷矩陣計(jì)算權(quán)重值，各判斷矩陣如表1—表5所示。

2.3 計(jì)算各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重

以 B 層相對(duì)于 A 的判斷矩陣為例，利用和積法求解判斷矩陣，具體步驟如下。

將判斷矩陣按列歸一化，可得矩陣為

將 A 中元素按行相加得

圖1 車務(wù)段系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

表1 A — Bi 判斷矩陣

表2 B1 — C1j 判斷矩陣

表3 B2 — C2j 判斷矩陣

表4 B3 — C3j 判斷矩陣

表5 B4 — C4j 判斷矩陣

將中各元素進(jìn)行歸一化，即得到 B 層元素對(duì)于 A 的相對(duì)權(quán)重 W 為

同理，可以計(jì)算得到判斷矩陣 B1—C1j的權(quán)重為 W1= [0.0960.4660.1610.277]T，B2—C2j的權(quán)重為 W2= [0.5390.2970.164]T，B3—C3j的權(quán)重為 W3= [0.0960.4660.2770.161]T，B4—C4j的權(quán)重為 W4= [0.1100.5810.309]T(j =1，2，3，4)。判斷矩陣均通過(guò)了一致性檢驗(yàn)。

3 模糊綜合評(píng)價(jià)

3.1 確定模糊對(duì)象評(píng)判集

確定模糊對(duì)象評(píng)判集 V = { vi}，其中 vi(i =1，2，…，n)是評(píng)判等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了評(píng)判結(jié)果所能選擇的范圍。根據(jù)易判別原則，車務(wù)段安全狀況評(píng)判集 V = { 優(yōu)秀，良好，合格，不合格 }。

3.2 確定模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣

采用專家打分法獲得定性指標(biāo)評(píng)語(yǔ)集。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，邀請(qǐng)30位生產(chǎn)一線不同部門(mén)專家對(duì)影響車務(wù)段安全因素打分，采用百分制統(tǒng)計(jì)法統(tǒng)計(jì)專家意見(jiàn)，得到定性指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)集。例如，30位專家對(duì)設(shè)備定期檢查情況 C21進(jìn)行評(píng)價(jià)，有12位專家認(rèn)為“優(yōu)秀”，12位專家認(rèn)為“良好”，6位專家認(rèn)為“合格”，0位專家認(rèn)為“不合格”，將各評(píng)價(jià)等級(jí)人數(shù)除以總?cè)藬?shù)即得 C21的模糊評(píng)價(jià)矩陣為 [0.40，0.40，0.20，0.00]。車務(wù)段評(píng)價(jià)結(jié)果如表6所示。

3.3 綜合評(píng)價(jià)

模糊一級(jí)綜合評(píng)價(jià)的公式為

式中：Bi為 B 層第 i 個(gè)指標(biāo)所包含的下級(jí)因素對(duì)其綜合模糊運(yùn)算結(jié)果；Wi為 B 層第 i 個(gè)指標(biāo)下級(jí)因素相對(duì)其權(quán)重值；Ri為模糊評(píng)價(jià)矩陣 B 層第 i 指標(biāo)下級(jí)各因素相對(duì)于評(píng)語(yǔ)集的關(guān)系。運(yùn)算符“*”為合成算子，此處取普通矩陣算法。將權(quán)重和表6中數(shù)據(jù)分別代入公式⑴得到一級(jí)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如下。

準(zhǔn)則層 Bi可以看作是目標(biāo)層 A 的單因子判斷，

式中：B 為目標(biāo)層 A 下級(jí)各因素相對(duì)于 A 的模糊計(jì)算結(jié)果；W 為 A 的下級(jí)各因素對(duì)于 A 的指標(biāo)權(quán)重；R 為 A 的下級(jí)各層相對(duì)于評(píng)判指標(biāo)結(jié)果的關(guān)系，由一級(jí)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可知?jiǎng)t二級(jí)綜合評(píng)價(jià)公式為

根據(jù)公式⑵，可得

因此，車務(wù)段安全狀況有32.7% 可能為“優(yōu)秀”，36.6% 可能為“良好”，22.3% 可能為“合格”，8% 的可能為不合格。根據(jù)最大隸屬度原則，車務(wù)段安全狀況為“良好”。

4 結(jié)論

（1）從對(duì)該車務(wù)段模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果可以看出，該車務(wù)段仍然存在安全狀況不合格的可能性，應(yīng)查缺補(bǔ)漏，防微杜漸。

（2）根據(jù)一級(jí)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果和最大隸屬度原則，準(zhǔn)則層 B 中只有 B2“設(shè)備因素”屬于“優(yōu)秀”。而在 B 層關(guān)于 A 層的權(quán)重中重要指標(biāo)“人的因素”只為良好，因而需要加大對(duì)職工的培訓(xùn)及關(guān)懷，使人的因素在保障車務(wù)段安全中發(fā)揮最大作用。

表6 專家對(duì)車務(wù)段模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

（3）根據(jù) C 層關(guān)于 B 層的相對(duì)權(quán)重，“職工安全培訓(xùn)”、“設(shè)備定期檢查情況”、“乘車旅客數(shù)量”、“領(lǐng)導(dǎo)管理責(zé)任”這4項(xiàng)在其各自所對(duì)應(yīng)的“人的因素”、“設(shè)備因素”、“環(huán)境因素”和“管理因素”中所占的權(quán)重較大，均在0.5左右，說(shuō)明這4項(xiàng)屬于重要指標(biāo)，該車務(wù)段應(yīng)將培訓(xùn)職工的安全意識(shí)和常識(shí)，維護(hù)旅客的乘車秩序，以及強(qiáng)化安全責(zé)任制等內(nèi)容作為今后工作的重點(diǎn)。

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收稿日期：2013-07-26