基于模糊綜合分析法的鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)研究

摘 要：為科學(xué)評(píng)價(jià)鐵路客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全，提升安全管理水平，保障旅客出行安全，促進(jìn)鐵路運(yùn)輸行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。分析人員、設(shè)備、環(huán)境、管理四個(gè)因素對(duì)鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全的影響，構(gòu)建多層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)西北地區(qū)某鐵路客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行實(shí)例分析。結(jié)果表明：該站的總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等風(fēng)險(xiǎn)，存在一定安全隱患，需對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行管控。

關(guān)鍵詞：鐵路客運(yùn)站 安全評(píng)價(jià) 層次分析法 模糊綜合評(píng)價(jià)

0 引言

鐵路運(yùn)輸作為一種重要的交通方式，其安全性直接關(guān)系到公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。隨著鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大和運(yùn)輸量的增加，鐵路客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全問(wèn)題日益凸顯。鐵路客運(yùn)站作為鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)營(yíng)安全不僅涉及列車的運(yùn)行安全，還涉及旅客的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)鐵路客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)和研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。

Soltani[1]從人、機(jī)（設(shè)備）、環(huán)境的角度出發(fā)，總結(jié)了影響鐵路客運(yùn)站行車安全的影響因素。Frewer L[2]等對(duì)常用的安全評(píng)價(jià)方法做了詳細(xì)的闡述，針對(duì)高速鐵路系統(tǒng)的特征進(jìn)行了分析，提出了高速鐵路安全評(píng)價(jià)模型構(gòu)建的理論。李程睿、段宏喜、沙悅[3-5]等通過(guò)系統(tǒng)分析運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的影響因素，結(jié)合結(jié)構(gòu)熵權(quán)法、德爾斐法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等方法的適應(yīng)性特點(diǎn)，將不同的方法運(yùn)用到高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)的不同步驟中，構(gòu)建了高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全綜合性集成評(píng)價(jià)方法。前人的研究采用了多種安全評(píng)價(jià)方法，但部分研究在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，未能全面考慮鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全的所有影響因素，且缺乏實(shí)際案例的驗(yàn)證。鑒于此，本文構(gòu)建了一個(gè)多層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重。通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)西北地區(qū)某鐵路客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，以提高評(píng)價(jià)模型的實(shí)踐性及可靠性。

1 運(yùn)營(yíng)安全影響因素

鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)在時(shí)間、空間上分布很廣的開放系統(tǒng)，鐵路運(yùn)輸安全影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜、涉及面很廣，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全影響因素分為：人員、設(shè)備、環(huán)境、管理四個(gè)方面。

1.1 人員因素

人員風(fēng)險(xiǎn)因素常常是指人的不安全行為或人的失誤。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)鐵路客運(yùn)站事故的相關(guān)研究可知，客運(yùn)站風(fēng)險(xiǎn)因素中人員因素占有較大比重。影響鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全的人員，可以分成客運(yùn)站工作人員和旅客兩類。工作人員的思想素質(zhì)、技術(shù)業(yè)務(wù)能力、生理素質(zhì)等，旅客的安全法規(guī)常識(shí)和安全意識(shí)等都會(huì)影響到客運(yùn)站的運(yùn)營(yíng)安全狀況。

1.2 設(shè)備因素

影響鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全的設(shè)備因素主要是指保障運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施設(shè)備和安全技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)安全性、設(shè)備維護(hù)狀況以及設(shè)備的先進(jìn)性?？瓦\(yùn)站的設(shè)施和設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用和運(yùn)轉(zhuǎn)后，可能會(huì)出現(xiàn)磨損、老化等問(wèn)題，這些潛在的隱患都可能會(huì)影響列車運(yùn)行和乘客的安全。如果技術(shù)設(shè)備落后，無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警安全隱患，那么可能會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生負(fù)面影響。信號(hào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障可能會(huì)導(dǎo)致列車出現(xiàn)追尾事故。這些系統(tǒng)設(shè)備都需要通過(guò)定期的檢查、維護(hù)和更新來(lái)確保其正常運(yùn)行，從而降低鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 環(huán)境因素

影響鐵路客運(yùn)站行車安全的環(huán)境因素包括內(nèi)部小環(huán)境和外部大環(huán)境兩部分，其中，內(nèi)部小環(huán)境主要指作業(yè)場(chǎng)所的環(huán)境條件和運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)部的社會(huì)環(huán)境。作業(yè)環(huán)境主要是指作業(yè)場(chǎng)所內(nèi)的溫度、濕度、光照、噪聲、振動(dòng)等人為形成的環(huán)境條件。運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)的社會(huì)環(huán)境主要是指運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)部的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、法律環(huán)境等。外部大環(huán)境包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境兩部分。自然環(huán)境主要是指鐵路經(jīng)常遭受洪水、暴雨、泥石流、地震等自然災(zāi)害的威脅。社會(huì)環(huán)境通常是指鐵路沿線的治安和車站秩序狀況。

1.4 管理因素

管理具有計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制的職能，管理使人、機(jī)器和環(huán)境組成一個(gè)能夠有效實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的系統(tǒng)。影響鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全的管理因素可以從安全管理制度、員工業(yè)務(wù)培訓(xùn)、工作紀(jì)律方面進(jìn)行分析。安全管理制度可以從潛在危險(xiǎn)因素的預(yù)防措施以及處理措施的執(zhí)行情況進(jìn)行分析。員工進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)的情況以及工作時(shí)的責(zé)任心和態(tài)度都會(huì)反映出客運(yùn)站管理組織水平。

2 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的綜合性、目的性、系統(tǒng)性、科學(xué)性等原則，從以上四個(gè)方面構(gòu)建如圖1所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)分為目標(biāo)層（A）、準(zhǔn)則層（B）、指標(biāo)層（C）3個(gè)層次。

3 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

3.1 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣采用兩兩比較的方法來(lái)獲得。針對(duì)每層每項(xiàng)的各下屬因素兩兩進(jìn)行比較來(lái)確定矩陣中各因素的值，用元素相對(duì)于元素的重要性比例標(biāo)度來(lái)表示，這樣各個(gè)元素對(duì)于所屬的上一層元素便可構(gòu)成一個(gè)以重要性標(biāo)度為元素的兩兩比較判斷矩陣[5]。個(gè)元素中任意兩個(gè)元素之間通過(guò)互相比較，得到相對(duì)重要性判斷矩陣：

3.2 確定指標(biāo)權(quán)重

（1）計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積，

（2）計(jì)算的次方根，

（3）對(duì)歸一化處理，

則為各個(gè)指標(biāo)因素的權(quán)重

（4）計(jì)算判斷矩陣的最大特征值，

3.3 一致性檢驗(yàn)

為了保證得到的權(quán)重合理，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以觀察其是否具有滿意的一致性。檢驗(yàn)計(jì)算公式為：

式中，為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率；為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其取值參見文獻(xiàn)[3]，為判斷矩陣的一般一致性指標(biāo)，其計(jì)算公式為

當(dāng)時(shí)，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，說(shuō)明權(quán)重的分配是合理的，否則就要調(diào)整判斷矩陣，直到達(dá)到符合一致性的要求為止。

4 模糊綜合評(píng)價(jià)

4.1 建立評(píng)價(jià)因素集

因素集是指對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象造成影響的各種指標(biāo)組成的集合，表示為。其中表示為評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

4.2 確定評(píng)語(yǔ)集

評(píng)語(yǔ)集是評(píng)審人員對(duì)各指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果賦值的集合，用表示。其中，表示對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象因素描述的狀態(tài)等級(jí)劃分的個(gè)數(shù)。

4.3 構(gòu)造模糊評(píng)價(jià)矩陣

首先對(duì)因素集做單因素評(píng)價(jià)，由因素確定該評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集的隸屬度，從而得到第個(gè)因素的單因素評(píng)價(jià)集為，將各指標(biāo)的單個(gè)因素的評(píng)語(yǔ)集集合起來(lái)組成一個(gè)評(píng)價(jià)矩陣，即可到的模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣：

4.4 確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量

本文采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，即權(quán)向量為。

4.5 進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，其中，表示評(píng)價(jià)結(jié)果向量，表示權(quán)重向量，表示模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣。

4.6 確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果分值：

得到評(píng)價(jià)結(jié)果分值后根據(jù)表1確定客運(yùn)站風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

5 實(shí)例應(yīng)用

以西北地區(qū)某鐵路客運(yùn)站為例，對(duì)該站運(yùn)營(yíng)安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)專家打分法以及實(shí)際調(diào)研獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用第4節(jié)中構(gòu)建的模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該站運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

5.1 確定各指標(biāo)權(quán)重

通過(guò)式（1～5）確定該客運(yùn)站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重并通過(guò)式（6）（7）進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。A-B，B-C的判斷矩陣以及計(jì)算的權(quán)重結(jié)果見表2、表3。

5.2 鐵路客運(yùn)站安全評(píng)價(jià)

5.2.1 確定評(píng)價(jià)因素集

按照前文第2節(jié)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，準(zhǔn)則層因素集表示為、指標(biāo)層因素集表示為：

5.2.2 確定評(píng)語(yǔ)集

將鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5級(jí)，分別為高風(fēng)險(xiǎn)，較高風(fēng)險(xiǎn)，中等風(fēng)險(xiǎn)，較低風(fēng)險(xiǎn)，低風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)賦值，對(duì)應(yīng)的臨界值分別為。

5.2.3 構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)矩陣

將專家打分的數(shù)據(jù)整理后得到各指標(biāo)層模糊評(píng)價(jià)矩陣為

5.2.4 確定各指標(biāo)的權(quán)向量

準(zhǔn)則層權(quán)向量為

指標(biāo)層權(quán)向量為

5.2.5 進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)目標(biāo)層、準(zhǔn)則層分別進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)公式（9）得：

同理可得：

基于以上結(jié)果，對(duì)目標(biāo)層鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全總體評(píng)價(jià)結(jié)果為：

根據(jù)式（10）計(jì)算目標(biāo)層總評(píng)價(jià)分值為：

同理得準(zhǔn)則層人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素評(píng)價(jià)分值分別為：2.846，2.326，2.170，2.656，其所屬的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)都為III級(jí)中等風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，得到某鐵路客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)安全總評(píng)價(jià)分值為2.598，對(duì)照表1可知，該站的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為III級(jí)中等風(fēng)險(xiǎn)，說(shuō)明該站存在一定的安全隱患，今后需要進(jìn)一步加強(qiáng)改進(jìn)。準(zhǔn)則層各因素存在的風(fēng)險(xiǎn)由高到低依次為：人員因素>管理因素>設(shè)備因素>環(huán)境因素，今后需采取針對(duì)性措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行重點(diǎn)管控。

基金項(xiàng)目：工礦企業(yè)鐵路綠智運(yùn)輸陜西省高校工程研究中心項(xiàng)目（XJY24GC0012）。

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