基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估

張斌

（武漢鐵路局職工教育基地，高級(jí)工程師，湖北　襄陽(yáng)　441001）

基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估

張斌

（武漢鐵路局職工教育基地，高級(jí)工程師，湖北襄陽(yáng)441001）

根據(jù)高鐵中間站管理系統(tǒng)的灰色性與高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估工作實(shí)際，提出了基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估方法。首先根據(jù)調(diào)研建立高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估指標(biāo)體系并確定各指標(biāo)權(quán)重值；繼而構(gòu)建基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類評(píng)估模型；最后通過(guò)案例，對(duì)位于某城際高鐵的8個(gè)中間站進(jìn)行了評(píng)估，為提高高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性提供新的思路。

高鐵中間站；標(biāo)準(zhǔn)化；灰色聚類評(píng)估；中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.019

高速鐵路中間站是高速鐵路的重要組成部分，它們辦理以下主要作業(yè)［1］：（1）高、中速旅客列車停站或不停站通過(guò)；（2）中速旅客列車待避高速旅客列車；（3）少量高速旅客列車夜間折返停留；（4）辦理停站的各種旅客列車的客運(yùn)業(yè)務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)化是人類生產(chǎn)活動(dòng)特別是工業(yè)化大生產(chǎn)的產(chǎn)物，并隨著生產(chǎn)的發(fā)展而逐步演變、完善。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化和相關(guān)活動(dòng)的通用詞匯》（GB/T20000.1-2001）中定義“標(biāo)準(zhǔn)化”是“為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序?qū)ΜF(xiàn)實(shí)問(wèn)題或潛在問(wèn)題制定共同使用和重復(fù)使用的條款的活動(dòng)”。中外企業(yè)的成功實(shí)踐反復(fù)證明：在企業(yè)管理中引入標(biāo)準(zhǔn)化，用標(biāo)準(zhǔn)的流程和制度管理企業(yè)，能使企業(yè)更科學(xué)地進(jìn)行各方面管理，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)工作的實(shí)質(zhì)是將標(biāo)準(zhǔn)化引入高鐵中間站管理，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化管理。

為規(guī)范建設(shè)工作，各鐵路局（集團(tuán)公司）根據(jù)鐵路總公司相關(guān)規(guī)定，制定了各自的高鐵中間站管理辦法，由此可構(gòu)成由車站管理體系、基本管理制度、安全管理、客運(yùn)管理和檢查考核等子系統(tǒng)組成的高鐵中間站管理系統(tǒng)，各子系統(tǒng)則由若干要素構(gòu)成。這些子系統(tǒng)（要素）相對(duì)獨(dú)立又協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)高鐵中間站的標(biāo)準(zhǔn)化管理。

灰色系統(tǒng)理論是我國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授1982年創(chuàng)立的新興學(xué)科，它以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要通過(guò)對(duì)“部分”已知信息的充分開(kāi)發(fā)利用，提取有價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控。該理論中“灰”的基本含義是信息不完全，信息不完全［2］一般指：（1）系統(tǒng)因素不完全明確；（2）因素關(guān)系不完全清楚；（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完全知道；（4）系統(tǒng)的作用原理不完全明了。

灰色聚類是灰色系統(tǒng)理論中的一種方法，它將所考察的觀測(cè)指標(biāo)或?qū)ο蠓殖扇舾煽啥x類別（灰類），可分為灰色關(guān)聯(lián)聚類與基于白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類。白化權(quán)函數(shù)是指在直角坐標(biāo)中的一條三折線或S型曲線，它可以定量地描述某一評(píng)估對(duì)象隸屬于某個(gè)灰類的程度（稱權(quán)函數(shù)），即隨著被評(píng)估指標(biāo)或樣點(diǎn)值的大小而變化的關(guān)系；起點(diǎn)、終點(diǎn)確定的左升、右降連續(xù)白化權(quán)函數(shù)稱為典型白化權(quán)函數(shù)，若其第二和第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)重合，則稱為三角白化權(quán)函數(shù)。稱最可能屬于某灰類的點(diǎn)為該灰類的中心點(diǎn)，基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類評(píng)估模型適用于較易判斷各灰類中心點(diǎn)而各灰類邊界不清晰的情形［3］。

不難辨識(shí)，前述高鐵中間站管理系統(tǒng)是一個(gè)灰色系統(tǒng)，且從高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估工作實(shí)際看，各評(píng)價(jià)指標(biāo)在不同灰類站有代表性取值但難以準(zhǔn)確劃定各灰類邊界，因而可采用基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類評(píng)估模型進(jìn)行高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估。

1　高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估指標(biāo)體系

1.1高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)的基本內(nèi)容我國(guó)鐵路自1982年起即開(kāi)始普速鐵路標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)工作，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，近年張曉等對(duì)高鐵中間站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行了探討［4］。綜合分析這些經(jīng)驗(yàn)與探討，可將高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)的基本內(nèi)容概括為五個(gè)方面：

1）安全管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括安全管理逐級(jí)負(fù)責(zé)制、安全分析制度和安全關(guān)鍵控制制度。

2）技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括規(guī)章管理制度、業(yè)務(wù)培訓(xùn)制度、施工組織辦法、設(shè)備質(zhì)量用管修檢查辦法、備品揭掛規(guī)定等。

3）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)化。包括對(duì)作業(yè)人員基本要求、接發(fā)列車控制和調(diào)車作業(yè)控制制度。

4）基礎(chǔ)管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括管理體系標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)完成標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)等。

5）客運(yùn)管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括安全正點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)、文明服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、站容衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、客運(yùn)管理崗位責(zé)任制和業(yè)務(wù)規(guī)章臺(tái)賬管理標(biāo)準(zhǔn)。

以上各方面內(nèi)容都可進(jìn)一步細(xì)化。如安全管理逐級(jí)負(fù)責(zé)制可細(xì)化為車站管理人員的量化管理、對(duì)班組（崗位）進(jìn)行考評(píng)、對(duì)崗位職工進(jìn)行對(duì)規(guī)對(duì)標(biāo)鑒定等具體要求。

1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)及權(quán)重分配根據(jù)上述基本內(nèi)容，結(jié)合我國(guó)高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估工作現(xiàn)狀，可建立包含安全管理、技術(shù)管理、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)控制、基礎(chǔ)管理、客運(yùn)管理五個(gè)維度的高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。表中各指標(biāo)權(quán)重為研究高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估相關(guān)文件并對(duì)多位鐵路運(yùn)輸專家進(jìn)行深度訪談后確定。

表1　高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估指標(biāo)體系

2　基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類評(píng)估模型［5］

基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類評(píng)估模型建模步驟如下：

第1步設(shè)將要評(píng)估對(duì)象劃分為S個(gè)灰類，將j（j=1，2，…，m）指標(biāo)取值范圍也相應(yīng)地劃分為S個(gè)灰類，設(shè)λk（k=1，2，…，s）為k（k=1，2，…，s）灰類的中心點(diǎn)，可將j（j=1，2，…，m）指標(biāo)k（k=1，2，…，s）灰類的取值范圍確定為［λk-1，λk+1］，k=1，2，…，s。對(duì)于第1個(gè)灰類的左端點(diǎn)λ0和第S個(gè)灰類的右端點(diǎn)λS+1可分別將j指標(biāo)取數(shù)域向左右延拓而得。

第2步同時(shí)連接點(diǎn)［λk，1］與第k-1個(gè)小區(qū)間的中心點(diǎn)［λk-1，0］以及［λk，1］與第k+1個(gè)小區(qū)間的中心點(diǎn)［λk+1，0］，得到j(luò)指標(biāo)關(guān)于k灰類的三角白化權(quán)函數(shù)fjk（·），j=1，2，…，m；k=1，2，…，s。對(duì)于fj1（·）和fjs（·）可分別將j指標(biāo)的取數(shù)域向左、右延拓至λ0，λs+1，得j指標(biāo)關(guān)于灰類1的三角白化權(quán)函數(shù)fj1（·）和j指標(biāo)關(guān)于灰類S的三角白化權(quán)函數(shù)fjs（·）（見(jiàn)圖1）。

圖1　中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)示意圖

對(duì)于指標(biāo)j的一個(gè)觀察值x可由公式

計(jì)算出其屬于灰類k（k=1，2，…，s）的隸屬度f(wàn)jk（x）（可理解為觀察值x屬于灰類k（k=1，2，…，s）的程度）。

第3步計(jì)算對(duì)象i（i=1，2，…，n）關(guān)于灰類k（k= 1，2，…，s）的綜合聚類系數(shù)σik

其中fjk（xij）為j指標(biāo)k子類白化權(quán)函數(shù)，ηj為指標(biāo)j在綜合聚類中的權(quán)重。

第4步由max｛σik｝=σik*，判斷對(duì)象i屬于灰類k*；當(dāng)有多個(gè)對(duì)象同屬于k*灰類時(shí)，還可以進(jìn)一步根據(jù)綜合聚類系數(shù)的大小確定同屬于k*灰類之各個(gè)對(duì)象的優(yōu)劣或位次。

3　評(píng)估案例

位于某城際高鐵的A、B、C、D、E、F、G、H共8個(gè)中間站由R車務(wù)段管轄，某年7月上旬R車務(wù)段對(duì)它們當(dāng)年上半年標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作進(jìn)行了檢查考核，得到表1中各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)值，轉(zhuǎn)化為百分制后見(jiàn)表2。以對(duì)A站的評(píng)估為例說(shuō)明具體評(píng)估步驟。

表2　高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站三級(jí)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)值

第1步：灰類劃分與中心點(diǎn)確定

根據(jù)考核結(jié)果，可將高鐵中間站按等級(jí)分為達(dá)標(biāo)、基本達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)中間站3類，故將各指標(biāo)取值范圍也相應(yīng)劃分為3個(gè)灰類，序號(hào)為k，k=1，2，3，分別表示“不達(dá)標(biāo)，基本達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)”。

依據(jù)所得各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)最低和最高實(shí)現(xiàn)值，在區(qū)間［60，100］中依次選取最可能屬于“不達(dá)標(biāo)”、“基本達(dá)標(biāo)”、“達(dá)標(biāo)”的點(diǎn)為λ1=65，λ2=80，λ3=90。

第2步：確定各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)延拓值

將灰類向不同方向延拓，增加“差”灰類（k=0）和“特優(yōu)”（k=4）灰類，確定兩灰類的中心點(diǎn)分別為λ0=50，λ4=100。

第3步：計(jì)算三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值

由公式（1）可算出各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)值屬于灰類k（k=1，2，3）的隸屬度，見(jiàn)表3。其中X11的隸屬度計(jì)算舉例如下。類似可算出：同理可得：表3中其它指標(biāo)各灰類隸屬度值。

表3　三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值

第4步：計(jì)算二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和A站綜合聚類系數(shù)

使用表3白化權(quán)函數(shù)值和表1各層級(jí)指標(biāo)權(quán)重，由公式（2）可算出各二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和A站綜合聚類系數(shù)，見(jiàn)表4。其中X1的“差”灰類（k=0）綜合聚類系數(shù)為X11、X12、X13隸屬度與對(duì)應(yīng)層次權(quán)重乘積的加權(quán)和，即σ10=0×0.25+0×0.25+0×0.25=0，類似可算出X1的其它灰類與其它二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的各灰類綜合聚類系數(shù)。

A站“差”灰類（K=0）綜合聚類系數(shù)為各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度與對(duì)應(yīng)組合權(quán)重乘積的加權(quán)和，即=0×0.05+0×0.05+0×0.10+0×0.05+0×0.04+0×0.04+ 0×0.03+0×0.04+0×0.06+0×0.07+0×0.07+0×0.06+0× 0.07+0×0.07+0×0.08+0×0.04+0×0.04+0×0.04=0，類似可算出A站其它灰類的綜合聚類系數(shù)。

表4　二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)與A站綜合聚類系數(shù)

第5步：結(jié)果分析

根據(jù)max｛σik｝=σik*，從總體上看A站屬于“達(dá)標(biāo)”灰類，說(shuō)明該站第2季度標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作成效顯著；從分項(xiàng)指標(biāo)看，安全管理、技術(shù)管理、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)控制、基礎(chǔ)管理及客運(yùn)管理均屬于“達(dá)標(biāo)”灰類，說(shuō)明該站第2季度在高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)5個(gè)維度上均達(dá)到了較高水準(zhǔn)。

按上述步驟也可對(duì)其它各站作出評(píng)估，其中各站綜合聚類系數(shù)見(jiàn)表5。由表5可知總體上B、C、E各站均屬于“達(dá)標(biāo)”灰類，D、F、G、H各站均屬于“基本達(dá)標(biāo)”灰類。

表5　B、C、D、E、F、G、H站綜合聚類系數(shù)

實(shí)際評(píng)估中需根據(jù)評(píng)估結(jié)果作出相應(yīng)獎(jiǎng)懲，如對(duì)排前兩名的車站授予“標(biāo)準(zhǔn)化中間站”稱號(hào)予以表彰，對(duì)連續(xù)兩次評(píng)估排名最后的車站與其黨政正職約談、對(duì)連續(xù)三次評(píng)估排名最后的予以免職等，故應(yīng)在上述基礎(chǔ)上作出排序。

比較聚類系數(shù)大小可知，同屬“達(dá)標(biāo)”灰類，A站優(yōu)于C站，C站優(yōu)于E站，E站優(yōu)于B站；對(duì)同屬“基本達(dá)標(biāo)”灰類的D、F、H、G站也可作類似比較。本次評(píng)估從優(yōu)到劣排序?yàn)椋篈→C→E→B→D→F→H→G。

如直接用表2各站各指標(biāo)值加權(quán)（組合權(quán)重）累加，按分值從大到小排序?yàn)椋篈→B→C→E→G→D→H→F，與上述聚類排序結(jié)果比較，存在局部差異［6］，尤其是“末位”不同，這將嚴(yán)重影響“末位淘汰”的準(zhǔn)確性。嚴(yán)格地講，受評(píng)委認(rèn)識(shí)、抽樣誤差等主客觀因素限制，檢查考核所得各指標(biāo)實(shí)現(xiàn)值實(shí)際上應(yīng)是灰數(shù)（外延明確內(nèi)涵不明確的數(shù)），對(duì)它們的求和應(yīng)按灰數(shù)運(yùn)算法則［7］進(jìn)行，不能直接用各指標(biāo)實(shí)現(xiàn)值加權(quán)累加；灰色聚類評(píng)估結(jié)果由于反映了評(píng)估對(duì)象對(duì)各灰類的親疏程度，更能從整體上反映各站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作成效。

4　結(jié)束語(yǔ)

高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估是高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站建設(shè)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，提高評(píng)估的準(zhǔn)確性是對(duì)評(píng)估本身的基本要求，也是客觀、公正地對(duì)各站進(jìn)行考核、排序與相應(yīng)獎(jiǎng)懲的需要。本文提出的基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的高鐵標(biāo)準(zhǔn)化中間站評(píng)估方法，應(yīng)用了先進(jìn)的灰色聚類理論，注重考慮高鐵中間站管理系統(tǒng)的灰色性、現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估工作實(shí)際與需要，較之平常廣泛使用的加權(quán)累加方法能更準(zhǔn)確反映高鐵中間站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)成效，也得到了相關(guān)鐵路局高鐵車務(wù)專業(yè)管理人員的肯定，值得借鑒。通常每2-3年各路局高鐵中間站管理辦法會(huì)有所修改，若其中“標(biāo)準(zhǔn)化中間站考核及評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)”有相應(yīng)變化，則運(yùn)用本文所述方法時(shí)，應(yīng)對(duì)本文表1中“高鐵標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估指標(biāo)體系”（含權(quán)重）作適當(dāng)調(diào)整。

［1］劉其斌，馬桂貞.鐵路車站及樞杻［M］北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

［2］鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程［M］.武漢：華中理工大學(xué)出版社，1990.

［3］［7］劉思峰，謝乃明等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用（第6版）［M］.北京：科學(xué)出版社，2013：87，22-25.

［4］張曉，陳燦.淺談高鐵中間站客運(yùn)工作標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)［J］.時(shí)代報(bào)告，2015，（1）∶51.

［5］劉思峰，謝乃明.基于改進(jìn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰評(píng)估新方法［J］.系統(tǒng)工程學(xué)報(bào)，2011，（4）：244-250.

［6］馮建湘，唐嶸等.軟件質(zhì)量灰色定量評(píng)價(jià)模式研究［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（5）：639-641.

F530.64

A

1006-8686（2016）04-0052-05