城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全的綜合評(píng)估

張靜萱，劉 兵，李曉璐，朱廣宇*

(1.國(guó)家鐵路局規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)研究院，北京 100055；2.北京交通大學(xué)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044)

軌道交通運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)通常是指多條運(yùn)營(yíng)線路構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)。它是中國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也是各區(qū)域經(jīng)濟(jì)、文化交流的關(guān)鍵紐帶。軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)是指在事故發(fā)生之前，識(shí)別影響系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵因素，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出評(píng)價(jià)方法，評(píng)估事故發(fā)生的可能性及嚴(yán)重程度[1]。近年來(lái)，因設(shè)備設(shè)施故障、管理不當(dāng)、自然災(zāi)害等因素導(dǎo)致的列車運(yùn)營(yíng)時(shí)有發(fā)生，造成了較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[2]。另外，軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，雖然給人們的日常出行帶來(lái)了便利，但也加大了安全運(yùn)營(yíng)管理的難度。因此，合理地進(jìn)行軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)，對(duì)于制訂及時(shí)有效的控制措施，降低事故發(fā)生的頻率，提高軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理的水平具有重要意義。

現(xiàn)有研究目前主要集中在評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法的研究方面。在評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，許慧等[3]分析了114起重大事故案例，總結(jié)出人為、設(shè)備、自然和管理四大類城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，并得出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素及其耦合方式對(duì)城市軌道交通線路運(yùn)營(yíng)的影響程度；Wang等[4]通過(guò)分析暴雨、雷電、地震、大風(fēng)和大雨等惡劣天氣對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營(yíng)的影響，基于馬氏距離測(cè)量函數(shù)，構(gòu)建了軌道交通運(yùn)營(yíng)環(huán)境安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系；劉云等[5]基于事故樹分析構(gòu)建了城市軌道交通站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。張建平等[6]通過(guò)分析軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成要素，從人、機(jī)、環(huán)、管4個(gè)方面，構(gòu)建了站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系；在評(píng)價(jià)方法方面，段海洋等[7]運(yùn)用層次分析法對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)；高鵬等[8]通過(guò)梯形模糊數(shù)理論對(duì)軌道交通供電設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；尉強(qiáng)[9]通過(guò)引入網(wǎng)絡(luò)分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和模糊綜合評(píng)判法，對(duì)青島地鐵2號(hào)線開展地鐵運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；Gao等[10]運(yùn)用模糊層次綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)地鐵隧道火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；黎新華等[11]通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)事故的統(tǒng)計(jì)分析，基于DEMATEL和ISM模型構(gòu)建了軌道交通站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的方法。

上述研究從系統(tǒng)安全的影響要素出發(fā)，構(gòu)建了軌道交通運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估的指標(biāo)體系，但這些研究大多集中于單一站點(diǎn)、設(shè)施設(shè)備等子系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)安全的評(píng)價(jià)，不足以全面、客觀地反映軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的安全水平。另外，在評(píng)價(jià)方法的構(gòu)建方面，雖然大多數(shù)研究能對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的安全進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià)，但評(píng)價(jià)結(jié)果受人為因素的干擾較強(qiáng)。同時(shí)研究對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的討論有限，難以掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的全貌。

可拓物元模型利用評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域物元體現(xiàn)各指標(biāo)的差異和攜帶的實(shí)際信息的重要程度，能夠?qū)⒏噙\(yùn)營(yíng)信息用于軌道交通網(wǎng)絡(luò)的安全評(píng)價(jià)[12]，能夠彌補(bǔ)當(dāng)前研究的不足。因此在當(dāng)前研究的基礎(chǔ)上，現(xiàn)結(jié)合軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)，通過(guò)識(shí)別易于引起軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的因素，構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)體系，并基于熵權(quán)可拓物元模型提出面向軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全的評(píng)價(jià)模型。

1 軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建

軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，設(shè)施設(shè)備和外部環(huán)境通常是干擾列車安全運(yùn)營(yíng)的主要因素。結(jié)合軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)特性，將運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的過(guò)程劃分為運(yùn)營(yíng)安全的感知、理解和分析過(guò)程，如圖1所示。運(yùn)營(yíng)安全的感知主要是通過(guò)艇機(jī)載荷、及車載傳感器獲取列車安全狀態(tài)、線路周邊地質(zhì)災(zāi)害及基礎(chǔ)設(shè)施安全狀態(tài)信息；運(yùn)營(yíng)安全的理解主要是利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇及無(wú)人機(jī)檢測(cè)信息、基礎(chǔ)設(shè)施和自然災(zāi)害檢測(cè)、列車運(yùn)行安全信息的融合挖掘；運(yùn)營(yíng)安全的分析主要是在列車運(yùn)行狀態(tài)辨識(shí)、周圍環(huán)境狀態(tài)辨識(shí)和基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)辨識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多源數(shù)據(jù)融合的特征，提出評(píng)價(jià)方法，綜合分析軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)安全。從評(píng)價(jià)的目的出發(fā)，構(gòu)建的面向軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖2所示。

圖1 軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的過(guò)程

圖2 面向軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

2 軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)方法的構(gòu)建

為全面、客觀地評(píng)價(jià)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)安全，建立多層級(jí)、多數(shù)量、彼此之間獨(dú)立且緊密聯(lián)系的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是很有必要的，然而這些指標(biāo)通常口徑不一，有的是一個(gè)量值，有的是一段描述，指標(biāo)之間難免存在交叉或不相容。因此，需要選擇一個(gè)能夠兼顧指標(biāo)簡(jiǎn)單關(guān)系且可操作性強(qiáng)的運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)方法。熵權(quán)可拓物元模型借助信息熵的思想，綜合考慮各指標(biāo)在時(shí)序上的變化情況，對(duì)其進(jìn)行賦權(quán)，同時(shí)通過(guò)明確各指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域物元，運(yùn)用關(guān)聯(lián)函數(shù)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度，從而確定被評(píng)價(jià)對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。它能夠科學(xué)、客觀地解決評(píng)價(jià)對(duì)象內(nèi)容不相容的問(wèn)題，適用于軌道交通復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)。

2.1 基于熵權(quán)模型確定指標(biāo)權(quán)重

利用艇機(jī)載荷及車載傳感器采集列車安全狀態(tài)、線路周邊地質(zhì)災(zāi)害及基礎(chǔ)設(shè)施安全狀態(tài)這些信息，獲取各時(shí)期評(píng)價(jià)指標(biāo)的量值，采用熵權(quán)模型，確定指標(biāo)權(quán)重。其具體步驟如下。

(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣標(biāo)準(zhǔn)化。假設(shè)aij(l)為i指標(biāo)在j時(shí)期的量值，其標(biāo)準(zhǔn)化的方法為

(1)

式(1)中：amin(l)和amax(l)分別為由m個(gè)時(shí)間段內(nèi)n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)量值構(gòu)成的運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣中的最小值和最大值；xij(l)為指標(biāo)i在j時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)化后的取值；l為參與評(píng)價(jià)的軌道交通線路，l=1,2,…,L。

(2)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵Fl(i)。熵是對(duì)事物“不確定性”程度最好的度量標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)指標(biāo)的信息熵越小時(shí)，指標(biāo)蘊(yùn)含的信息量就越大，指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重也就越高[13]。

(2)

式(2)中：Fl(i)為第l條軌道交通線路上指標(biāo)i的熵；m為參與評(píng)價(jià)的時(shí)間段的數(shù)量。

(3)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算。

(3)

2.2 基于可拓物元模型劃分軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)安全等級(jí)

可拓物元評(píng)價(jià)方法是將待評(píng)對(duì)象視為物元，通過(guò)物元分析來(lái)確定不同評(píng)價(jià)等級(jí)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，再運(yùn)用關(guān)聯(lián)函數(shù)分別計(jì)算待評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)每一個(gè)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度值，從而客觀反映出被評(píng)價(jià)對(duì)象的狀態(tài)等級(jí)，并且可以體現(xiàn)被評(píng)價(jià)對(duì)象之間相互影響和相互作用的拓展過(guò)程，完整反映出評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合水平?？赏匚镌Ｐ屠迷u(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域物元體現(xiàn)各指標(biāo)的差異和攜帶信息的重要程度，能夠?qū)④壍澜煌ňW(wǎng)絡(luò)更多的實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)信息用于安全評(píng)價(jià)[14]。采用可拓物元模型進(jìn)行軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分的具體步驟如下。

(1)經(jīng)典域的確定。評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、名稱以及對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量值區(qū)間構(gòu)成的物元即為評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域。劃分評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)后，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)歷史運(yùn)營(yíng)信息進(jìn)行挖掘和分析，計(jì)算得到各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下指標(biāo)的量值區(qū)間，以此構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域，可表示為

(4)

式(4)中：Rk為第k風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域；v為評(píng)價(jià)指標(biāo)集合，v={v1,v2,…,vn}；zk為k風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下指標(biāo)的量值區(qū)間的集合，zk={zk(1),zk(2),…,zk(n)}，zk(i)=[ck(i),dk(i)]，i=1,2,…,n，k=1,2,…,G，G為劃分得到的指標(biāo)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的總數(shù)，dk(i)、ck(i)分別為指標(biāo)i在k風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中的上界和下界值。

(2)節(jié)域的確定。評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、名稱以及指標(biāo)值域構(gòu)成的有序三元組即為評(píng)價(jià)指標(biāo)的節(jié)域Rp，可表示為

Rp=(Op,v,zp)=

(5)

式(5)中：Rp為評(píng)價(jià)指標(biāo)的節(jié)域；Op為評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)集合；v為評(píng)價(jià)指標(biāo)集合，v={v(1),v(2),…,v(n)}；zp為評(píng)價(jià)指標(biāo)的值域集合；dp(i)、cp(i)(i=1,2,…,n)分別為評(píng)價(jià)指標(biāo)i值域的上界和下界值。

(3)評(píng)價(jià)軌道交通線網(wǎng)物元的確定。進(jìn)行軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全的評(píng)價(jià)需要綜合考慮各條線路的運(yùn)營(yíng)安全狀態(tài)[15]。因此，利用艇機(jī)載荷及車載傳感器，獲取各線路的列車安全狀態(tài)、線路周邊地質(zhì)災(zāi)害及基礎(chǔ)設(shè)施安全狀態(tài)信息，量化各條線路的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建待評(píng)價(jià)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的物元，可表示為

(6)

(4)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)度的確定。第l條參與評(píng)價(jià)的軌道交通線路的指標(biāo)量值與評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)典域之間的距離為

(7)

由此，第l條軌道交通線路的第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與第k運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度函數(shù)Nlk(i)為

(8)

2.3 線路權(quán)重的計(jì)算方法

進(jìn)行軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)時(shí)，假設(shè)各線路的重要度僅與線路的客運(yùn)或貨運(yùn)總量有關(guān)，同時(shí)假設(shè)線路列車不存在客貨混載的情況。各線路權(quán)重的計(jì)算方法為

(9)

式(9)中：μl為軌道交通線路l的權(quán)重；q(l)為線路l的客運(yùn)或貨運(yùn)總量。

2.4 待測(cè)評(píng)線路風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分

對(duì)各運(yùn)營(yíng)線路評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，即可得到軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的綜合關(guān)聯(lián)度值，取最大關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為待評(píng)價(jià)線網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。具體步驟如下。

(1)對(duì)軌道交通線路評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)度按下式加權(quán)求和，得到運(yùn)營(yíng)線路的綜合關(guān)聯(lián)度。

(10)

式(10)中：Nkl為第l條線路與第k風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度，取max{Nkl}對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為線路l最終的評(píng)價(jià)結(jié)果；γl(i)為線路l上評(píng)價(jià)指標(biāo)i的權(quán)重值；Nlk(i)為線路l上評(píng)價(jià)指標(biāo)i與第k運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度。

(2)對(duì)軌道交通線路的綜合評(píng)估結(jié)果按式(11)加權(quán)求和，得到軌道交通線網(wǎng)的綜合關(guān)聯(lián)度。

(11)

式(11)中：Nk為軌道交通線網(wǎng)與第k運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度。

(3)對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的綜合評(píng)估結(jié)果Nk進(jìn)行判斷。如果?Nk≤0,k=1,2,…,G，那么軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最終的評(píng)估結(jié)果取min{|Nk|}對(duì)應(yīng)的k值；若?Nk≥0,k=1,2,…,G，那么取軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全最終的評(píng)估結(jié)果max{|Nk|}對(duì)應(yīng)的k值。

3 實(shí)例分析

以中國(guó)某3條軌道交通線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)為分析對(duì)象，運(yùn)用提出的評(píng)價(jià)方法對(duì)其運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體步驟如下。

步驟一獲取各線路評(píng)價(jià)指標(biāo)的量值，確定指標(biāo)權(quán)重。綜合考慮軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)特性、歷史故障致因，從評(píng)價(jià)的目標(biāo)出發(fā)，構(gòu)建了包含28個(gè)一級(jí)指標(biāo)、7個(gè)二級(jí)指標(biāo)、3個(gè)三級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過(guò)利用艇機(jī)載荷及車載傳感器這些檢測(cè)設(shè)備，獲取實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)8個(gè)運(yùn)營(yíng)時(shí)間段內(nèi)的列車運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、線路周邊地質(zhì)災(zāi)害及基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)狀態(tài)這些信息，量化各條軌道交通線路的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣，并利用式(9)計(jì)算各線路的指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果如表1所示。

表1 線路指標(biāo)權(quán)重及待評(píng)價(jià)時(shí)期線路指標(biāo)量值

圖3給出了3條線路評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分布。可以看出，3條線路評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分布存在差異，驅(qū)動(dòng)裝置故障率、鉤舌故障率、緊急制動(dòng)觸發(fā)裝置故障率、溫濕度指數(shù)、異物入侵率、道床傷損率和高架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響線路1運(yùn)營(yíng)安全的重要因素；滾動(dòng)軸承磨耗率、鉤尾故障率、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障率、溫濕度指數(shù)、地質(zhì)綜合條件、道岔傷損率和高架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響線路2運(yùn)營(yíng)安全的重要因素；驅(qū)動(dòng)裝置故障率、鉤身故障率、緊急制動(dòng)觸發(fā)裝置故障率、低能見(jiàn)度、地質(zhì)綜合條件、軌枕傷損率和橋隧結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響線路3運(yùn)營(yíng)安全的重要因素。造成線路指標(biāo)權(quán)重分布差異的主要致因是軌道交通線路的運(yùn)營(yíng)里程長(zhǎng)，線路所處的地質(zhì)、氣候環(huán)境以及客流強(qiáng)度存在較大的差異。

圖3 軌道交通線路的指標(biāo)權(quán)重

步驟二劃分運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域。將軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)按照從高到低的順序，劃分為5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并結(jié)合線路的歷史運(yùn)營(yíng)信息，確定了經(jīng)典域劃分的規(guī)則,結(jié)果如表2所示。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域

步驟三確定線路權(quán)重及運(yùn)營(yíng)安全的綜合評(píng)估結(jié)果。采用式(10)對(duì)線路評(píng)價(jià)指標(biāo)與經(jīng)典域之間的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算，加權(quán)求和后最終得到各線路運(yùn)營(yíng)安全的綜合評(píng)估值，其結(jié)果如表3所示。

軌道交通線路運(yùn)營(yíng)安全的綜合評(píng)估結(jié)果如圖4所示，可以看出，線路2在當(dāng)前時(shí)間段處于第5安全等級(jí)，運(yùn)營(yíng)的安全性較高；線路1和線路3分別處于第2和第3安全等級(jí)，運(yùn)營(yíng)的安全性較低。由此可知，在軌道交通線網(wǎng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)加大對(duì)線路1和線路3的安全管理，以提高全網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)安全水平。

圖4 軌道交通線路運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估結(jié)果

步驟四軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)估結(jié)果。將表3計(jì)算得到的線路運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)值按式(11)進(jìn)行加權(quán)求和，最終得到軌道交通網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)間的綜合關(guān)聯(lián)度值，結(jié)果如圖5所示。從中可以看出，當(dāng)前時(shí)間段軌道交通網(wǎng)絡(luò)處于第3運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表3 軌道交通線路運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)價(jià)

圖5 軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

4 結(jié)論

(1)綜合考慮軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)特性、歷史故障致因，從列車運(yùn)行狀態(tài)、周圍環(huán)境狀態(tài)和基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)3個(gè)方面構(gòu)建了面向軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系；并基于熵權(quán)可拓物元模型提出了軌道交通網(wǎng)路運(yùn)營(yíng)安全綜合評(píng)價(jià)方法，運(yùn)用熵權(quán)法較為客觀地確定了線路評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)指標(biāo)經(jīng)典域和節(jié)域的劃分規(guī)則，較為準(zhǔn)確地確定了軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

(2)應(yīng)用所提出的軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，通過(guò)計(jì)算綜合關(guān)聯(lián)度值得出了各指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)值與線路風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性，并分別最終確定了驅(qū)動(dòng)裝置故障率、鉤舌故障率、緊急制動(dòng)觸發(fā)裝置故障率、溫濕度指數(shù)、異物入侵率、道床傷損率和高架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響3條線路1運(yùn)營(yíng)安全的重要因素；滾動(dòng)軸承磨耗率、鉤尾故障率、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障率、溫濕度指數(shù)、地質(zhì)綜合條件、道岔傷損率和高架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響線路2運(yùn)營(yíng)安全的重要因素；驅(qū)動(dòng)裝置故障率、鉤身故障率、緊急制動(dòng)觸發(fā)裝置故障率、低能見(jiàn)度、地質(zhì)綜合條件、軌枕傷損率和橋隧結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是影響線路3運(yùn)營(yíng)安全的重要因素。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，可針對(duì)這些因素，采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范化解措施，有利于提高項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)防范措施的有效性。

(3)以3條線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)為例，分析得出了當(dāng)前時(shí)間段實(shí)驗(yàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)安全等級(jí)為第3級(jí)，屬于中等安全，同時(shí)證明了提出的熵權(quán)可拓物元模型對(duì)于軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全的評(píng)估適用性。