基于模糊綜合評(píng)價(jià)的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)價(jià)

李曉培，段朝陽(yáng)，孫 磊

(1.鐵道警察學(xué)院，河南 鄭州 450053；2.天津軌道交通運(yùn)營(yíng)集團(tuán)，天津 300392)

黨的十八大以來(lái)，伴隨我國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展大潮，我國(guó)城市軌道交通行業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的黃金期，由2012年底的17個(gè)城市2 064 km，到2019年12月的40個(gè)城市6 736.2 km，線路規(guī)模增加4 000多km，在城市公共交通系統(tǒng)中發(fā)揮著骨干作用。2019年9月25日，習(xí)近平總書(shū)記在考察北京市軌道交通建設(shè)發(fā)展情況時(shí)更是強(qiáng)調(diào)：城市軌道交通是現(xiàn)代大城市交通的發(fā)展方向。作為城市綜合交通體系的重要組成部分，城市軌道交通將是解決大城市病的有效途徑，也是建設(shè)綠色城市、智能城市的必然之路。

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程的迅速增加、線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，給城市軌道交通運(yùn)行安全帶來(lái)了極大的壓力。由于其具有場(chǎng)地狹小、客流密度大、密閉程度高等特點(diǎn)，一旦發(fā)生危險(xiǎn)事件，極易造成乘客傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，社會(huì)影響十分巨大，后果極其嚴(yán)重。因此，對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行研究具有重要意義。王茁等從成本、安全、服務(wù)三個(gè)方面對(duì)影響城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的相關(guān)因素進(jìn)行研究，建立城市軌道交通運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型，采用模糊評(píng)價(jià)對(duì)所建模型進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。楊紅梅從外部因素和內(nèi)部因素兩個(gè)方面對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的影響因素進(jìn)行歸納總結(jié)，構(gòu)建了包括5個(gè)二級(jí)指標(biāo)以及22個(gè)三級(jí)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并基于梯形模糊數(shù)理論、最小平方法等方法，建立城市軌道交通運(yùn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。本文以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論為基礎(chǔ)，對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的影響因素進(jìn)行分析，建立城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全模糊綜合評(píng)價(jià)模型，最后通過(guò)實(shí)例進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)。

1 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全影響因素構(gòu)成分析

1.1 人員因素

人是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全系統(tǒng)的控制因素。主要包括車(chē)站工作人員以及外部乘客等人員因素。車(chē)站工作人員有站務(wù)員、行車(chē)調(diào)度員、客運(yùn)值班員、管理人員等等。人的不安全行為是影響城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的重要因素之一，而這些造成運(yùn)營(yíng)安全事故的人為因素包括了乘客和車(chē)站工作人員的不安全行為因素。乘客因素即乘客的不文明行為、乘客跌落站臺(tái)、突發(fā)大客流可能導(dǎo)致的擁擠踩踏事件等等。車(chē)站工作人員的不安全因素主要有生理因素、心理因素和技術(shù)因素。主觀上由于人員安全意識(shí)麻痹、違規(guī)操作等不安全行為，客觀上由于人員操作技術(shù)不掌握、技術(shù)規(guī)章不熟悉、培訓(xùn)教育針對(duì)性不強(qiáng)等原因。

1.2 設(shè)備因素

(1)車(chē)輛系統(tǒng)

車(chē)輛系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源由于機(jī)械部位故障、電氣系統(tǒng)故障、制動(dòng)系統(tǒng)故障、車(chē)門(mén)系統(tǒng)故障等主要部件的損壞、系統(tǒng)控制失常、誤操作、人為破壞等因素，造成列車(chē)火災(zāi)、列車(chē)脫軌、列車(chē)相撞等事件。

(2)線路系統(tǒng)

線路系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源為由于鋼軌折斷、無(wú)縫線路脹軌跑道、接觸軌故障、感應(yīng)板燒損或變形、道岔傷損、道床病害造成的列車(chē)延誤、限速、停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)可能引起列車(chē)脫軌等事件。

(3)供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源為由于牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力供電系統(tǒng)故障造成大面積停電、運(yùn)營(yíng)中斷等事件。

(4)機(jī)電系統(tǒng)

機(jī)電系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源為由于電梯、扶梯故障傷人，通風(fēng)系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)故障，防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(Fire Alarm System)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(Building Automatic System)應(yīng)急情況下的不動(dòng)作、誤動(dòng)作等。

(5)通信信號(hào)系統(tǒng)

通信信號(hào)系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源為由于地面ATP或車(chē)載ATP故障、道岔控制故障、信號(hào)聯(lián)鎖故障、調(diào)度指揮系統(tǒng)中斷，可能造成列車(chē)相撞、運(yùn)行指揮失控、運(yùn)營(yíng)秩序混亂等事件。

(6)土建系統(tǒng)

土建系統(tǒng)的重要危險(xiǎn)源為由于運(yùn)營(yíng)線路沉降、土建結(jié)構(gòu)破損、異物侵限等原因造成，會(huì)引發(fā)列車(chē)運(yùn)營(yíng)中斷、列車(chē)脫軌等嚴(yán)重事故。

1.3 環(huán)境因素

即人員及相關(guān)設(shè)備設(shè)施所處的外部自然環(huán)境、內(nèi)部的作業(yè)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境等。

(1)自然環(huán)境

由于強(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、大霧等惡劣天氣或雷擊、地震等各類(lèi)自然災(zāi)害的發(fā)生，均會(huì)影響列車(chē)安全運(yùn)營(yíng)，可能導(dǎo)致設(shè)備故障及停機(jī)、基礎(chǔ)設(shè)施遭破壞等。

(2)內(nèi)部環(huán)境

車(chē)站工作人員的作業(yè)環(huán)境涵蓋了站臺(tái)、站廳、通道、隧道等區(qū)域并包括這些區(qū)域內(nèi)的濕度、溫度、照明等環(huán)境。工作環(huán)境在一定程度上會(huì)引起工作人員心理和生理上發(fā)生變化，并影響個(gè)人工作的進(jìn)度和狀態(tài)。

(3)社會(huì)環(huán)境

社會(huì)環(huán)境方面主要由于乘客的不安全行為、侵入運(yùn)營(yíng)區(qū)域、威脅控制區(qū)安全、人為破壞和恐怖襲擊等，可能導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)設(shè)備損壞、運(yùn)營(yíng)中斷及乘客傷害等。

1.4 管理因素

即對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全相關(guān)的一切活動(dòng)的管理和控制。管理方面的危險(xiǎn)源主要是管理者不作為和管理不到位，規(guī)章制度落實(shí)不到位，隱患整改治理不到位等因素，可能造成人員、設(shè)備設(shè)施等方面的安全問(wèn)題。影響城市軌道交通安全的管理因素，主要有：規(guī)章制度不完善、安全管理不到位、安全生產(chǎn)投入不足等。

影響城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素之間相互作用、相互影響，任何一類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素都有可能引發(fā)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故。城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故致因分析如圖1所示。

圖1 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全事故致因機(jī)理體系圖

2 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)成

2.1 城市軌道交通風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

依據(jù)上文對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，構(gòu)建城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)。城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層3個(gè)層次構(gòu)成。將城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全水平作為目標(biāo)層，是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的；將人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素作為準(zhǔn)則層，反映目標(biāo)層的因素；將乘客、車(chē)站工作人員、車(chē)輛系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信信號(hào)系統(tǒng)、線路系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、土建系統(tǒng)、自然環(huán)境、內(nèi)部工作環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、規(guī)章制度、安全管理、安全投入等14個(gè)具有代表性的影響因素作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目標(biāo)的指標(biāo)層，從而確定了城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

2.2 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重的確定

本文選取天津地鐵相關(guān)車(chē)站作為驗(yàn)證對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、咨詢專(zhuān)家學(xué)者、收集文獻(xiàn)資料等方式，對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，以此為基礎(chǔ)對(duì)該市城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全模糊綜合評(píng)判模型進(jìn)行驗(yàn)證。

(1)構(gòu)建判斷矩陣

參照判斷尺度，依據(jù)搜集的大量事故數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各影響因素進(jìn)行兩兩關(guān)系分析，基于層次分析法最終確定如表1～表5所示的各影響因素判斷矩陣。

表1 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層A-Bi判斷矩陣

表2 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層B1-Ci判斷矩陣

表3 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層B1-C1判斷矩陣

表4 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層C3-C1判斷矩陣

表5 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層B4-C1判斷矩陣

(2)層次總排序及一致性檢驗(yàn)

由表1～表5可知，每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層的一致性檢驗(yàn)結(jié)果都是CR<0.10，表明其一致性都在可接受范圍內(nèi)。因此最終得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重排序情況如表6所示。

表6 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全指標(biāo)權(quán)重匯總表

①在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)中，由表6可知設(shè)備因素在四大運(yùn)營(yíng)安全影響因素中權(quán)重最大，權(quán)重值為0.587 2。它的下一層指標(biāo)中，通信信號(hào)系統(tǒng)指標(biāo)所在的權(quán)重最大，高于設(shè)備因素指標(biāo)中同層次的其他各個(gè)指標(biāo)。表明在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中，設(shè)備因素對(duì)于城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全起著至關(guān)重要的作用，而通信信號(hào)系統(tǒng)的可靠性和安全性對(duì)于城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全十分關(guān)鍵，需要提高通信信號(hào)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

②從表6可知人員因素指標(biāo)權(quán)重為0.217 9，在準(zhǔn)則層中排在了第二位，其下一層指標(biāo)中乘客指標(biāo)權(quán)重最大。表明在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中，乘客的素質(zhì)以及安全意識(shí)還有待于提高。需要著重加強(qiáng)針對(duì)公眾文明安全乘車(chē)的培訓(xùn)教育，提高乘客的自身素質(zhì)和公共安全意識(shí)以及突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力，同時(shí)也要加強(qiáng)車(chē)站工作人員的工作能力和職業(yè)素質(zhì)。

③從表6可知環(huán)境因素指標(biāo)權(quán)重在四大運(yùn)營(yíng)安全影響因素的指標(biāo)權(quán)重中排第三位，為0.122 8，它的下一層指標(biāo)中社會(huì)環(huán)境的權(quán)重最大。這表明近幾年社會(huì)治安事件在人員較為密集的地鐵中發(fā)生的現(xiàn)象越來(lái)越多。因此加強(qiáng)地鐵的安全防范措施也是地鐵發(fā)展過(guò)程中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。

④從表6可以看出管理因素指標(biāo)權(quán)重為0.072 2，在準(zhǔn)則層中排在了第四位。它的下一層指標(biāo)中規(guī)章制度所在的權(quán)重最大。這也說(shuō)明規(guī)章制度是城市軌道交通系統(tǒng)高效運(yùn)行、安全管理的前提。規(guī)章制度的不完善，可能會(huì)導(dǎo)致安全措施制定不夠規(guī)范、安全管理出現(xiàn)漏洞、管理職責(zé)分配不清、面對(duì)安全隱患時(shí)交流溝通存在困難等問(wèn)題，這些都會(huì)降低城市軌道交通系統(tǒng)的安全性。因此要重視健全完善的規(guī)章制度對(duì)于城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的重要性。

3 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全系統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)該市城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)按照人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素四個(gè)方面的因素進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。為了更好地評(píng)價(jià)該市城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，我們采用調(diào)查問(wèn)卷的方法征詢相關(guān)地鐵員工及有關(guān)研究領(lǐng)域的科研學(xué)者，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的各項(xiàng)因素進(jìn)行打分，根據(jù)每位專(zhuān)家打分，統(tǒng)計(jì)其所屬的范圍(即在每個(gè)范圍內(nèi)專(zhuān)家打分的所占的比例)，以獲得有關(guān)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的相關(guān)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全水平的評(píng)價(jià)中，我們?nèi)≡u(píng)價(jià)集為{很安全，較為安全，安全，較不安全，很不安全}。

3.1 人員因素評(píng)價(jià)

首先對(duì)人員因素的二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，包括乘客、車(chē)站工作人員兩個(gè)方面，得到如下結(jié)果。

人員因素評(píng)價(jià)矩陣

由表2可得各單因素的權(quán)重是

W1=(0.833 3,0.166 7)

計(jì)算評(píng)判矩陣

B1=W1·R1=(0.833 3,0.166 7)·

=(0.196 7,0.316 7,0.403 3,0.066 7,0.0167)

進(jìn)行歸一化處理后得

3.2 設(shè)備因素評(píng)價(jià)

對(duì)設(shè)備因素的二級(jí)指標(biāo)車(chē)輛系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等六個(gè)方面進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，結(jié)果如表8所示。

表7 人員因素評(píng)價(jià)表

表8 設(shè)備因素評(píng)價(jià)表

計(jì)算過(guò)程如3.1所示，最終進(jìn)行歸一化處理后得

3.3 環(huán)境因素評(píng)價(jià)

對(duì)環(huán)境因素的二級(jí)指標(biāo)自然環(huán)境、內(nèi)部工作環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等三個(gè)方面進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，結(jié)果如表9所示。

表9 環(huán)境因素評(píng)價(jià)表

計(jì)算過(guò)程如3.1所示，最終進(jìn)行歸一化處理后得

3.4 管理因素評(píng)價(jià)

對(duì)管理因素的二級(jí)指標(biāo)規(guī)章制度、安全管理、安全投入等三個(gè)方面進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，結(jié)果如表10所示。

表10 管理因素評(píng)價(jià)表

計(jì)算過(guò)程如3.1所示，最終進(jìn)行歸一化處理后得

3.5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)量化評(píng)價(jià)分級(jí)表11可得

表11 量化評(píng)價(jià)分級(jí)表

因此人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素的得分依次為3.610 3，3.803 5，3.802 4，4.136 1，其中人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素均處于較為安全與安全之間，管理因素處于很安全與較為安全之間。這幾個(gè)因素的安全級(jí)別排序?yàn)椋汗芾硪蛩?設(shè)備因素>環(huán)境因素>人員因素。

對(duì)人員、設(shè)備、環(huán)境、管理等四個(gè)因素進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)后，再對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全水平的單因素評(píng)價(jià)矩陣為

B=W·R=(0.217 9,0.587 2,0.122 8,0.072 2)·

=(0.211 7,0.436 7,0.292 0,0.044 8,0.014 9)

則該城市軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)總得分為

通過(guò)以上計(jì)算可得，該城市軌道交通系統(tǒng)安全水平的綜合評(píng)價(jià)分值為3.785 8，因此，整個(gè)系統(tǒng)安全級(jí)別處于中等偏好的安全水平。其中人員因素和環(huán)境因素的評(píng)價(jià)分值比較低，應(yīng)加以重點(diǎn)防護(hù)，提高其安全等級(jí)。

4 結(jié) 論

本文基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，從人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素等四個(gè)方面構(gòu)建城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提煉出包括乘客、車(chē)站工作人員、車(chē)輛系統(tǒng)在內(nèi)的14個(gè)二級(jí)指標(biāo)，采用層次分析法來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重，基于模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)天津城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做了相關(guān)研究，通過(guò)實(shí)證分析得出其處于安全到較為安全的水平，說(shuō)明該市的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全水平達(dá)到了比較滿意的程度。