基于層次分析法的既有線電氣化鐵路施工風險分析

孫曉蘇 上海鐵路局建設(shè)管理處

近年來，我國既有線鐵路電氣化工程發(fā)展迅速，既有線鐵路電氣化工程工序復雜，安全事故的風險較大，強化對既有線電氣化工程施工的風險評估顯得很重要。層次分析法處理問題的程序與管理者的思維程序、分析解決問題的步驟相一致，有較廣泛的應(yīng)用性，易于理解和操作。本文闡述了基于層次分析法的既有線鐵路電氣化施工風險評估。

1 層次分析法簡介

首先對項目進行深入調(diào)查研究和專家咨詢，結(jié)合經(jīng)驗，首先確定評價目標，再明確方案評價的準則和各指標，然后把目標、評價準則和評價方案構(gòu)成一個層次結(jié)構(gòu)模型。評價模型確定后，按照一定規(guī)則對因素層和子因素層間各元素的相對重要性給出評估和賦值，對各個風險因素進行兩兩比較評分，得出若干兩兩判斷矩陣。然后計算各判斷矩陣權(quán)重、排序，并作一致性檢驗。最后計算綜合總評分，總評分最高者即為風險最大的方案。

2 基于層次分析法的鐵路既有線施工風險分析和評估

2.1 建立風險分析模型

鐵路既有線電氣化施工風險可以分為經(jīng)濟風險、政策變化風險、人員風險、技術(shù)風險、管理風險等幾大類，每類均有一些顯著的風險因素。經(jīng)分析后，建立起如表1所示的層次分析結(jié)構(gòu)圖。B6-環(huán)境風險；C11-物價上漲；C12-資金供應(yīng)緊張；C13-成本控制不好；C21-政策法規(guī)變化；C22-地方政府相關(guān)部門干涉；C31-人才流失；C32-員工素質(zhì)問題；C41-設(shè)計問題；C42-設(shè)計方案不合理；C43-設(shè)備故障；C51-安全質(zhì)量事故；C52-施工延誤；C53-承包商違約；C54-協(xié)調(diào)機制不完善 ；C61-地震、火災(zāi)、雷電等；C62-地質(zhì)問題

表1 既有線鐵路電氣化工程施工風險層次分析結(jié)構(gòu)

2.2 建立因素兩兩比較評分和判斷矩陣

通過專家調(diào)查表收集有關(guān)數(shù)據(jù)，從第二層開始，按表2所示的規(guī)則對因素層和子因素層間各元素的相對重要性給出評估和賦值，對各個風險因素進行兩兩比較評分，得出若干兩兩判斷矩陣。

表2 項目風險評價分值表

根據(jù)表2，構(gòu)造A-B層次的判斷矩陣如表3：

表3 A-B層次判斷矩陣

2.3 計算判斷矩陣權(quán)重、排序，并作一致性檢驗

以計算A-B層次矩陣相關(guān)參數(shù)為例進行說明：

(1)求判斷矩陣每行所有元素幾何平均值：

(Aw)i-向量(Aw)的第i個元素。

式中：CI-一致性指標；

n-判斷矩陣階數(shù)。

查隨機一致性指標（如表4所示）RI=1.24(n=6)，有：CI/RI=0.0615/1.24=0.04960<0.1

因此，A-B層次判斷矩陣滿足一致性檢驗要求。

表4 隨機一致性指標RI

B-C 層次需計算 B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C、B6-C六個判斷矩陣，計算原理同A-B層次判斷矩陣。

2.4 對各層次進行綜合計算，然后對相對權(quán)重進行總排序

對某一評價方案的某一評價指標而言，設(shè)各層次評價的相對權(quán)重為Wi，Wij，Wijk……則該評價指標的相對權(quán)重為：

層次總排序是指同一層次所有因素對于最高層(總目標)相對重要性的排序權(quán)值。這一過程是從最高層次到最低層次逐層進行的。若上一層次A包含n個因素B1，B2…Bn，它們對于因素aj的層次單排序權(quán)值分別為b1j，b2j…bnj，（ 當 Bk與 Aj無聯(lián)系時，Bkj=0），此時B層次總排序權(quán)值由表5給出。

表5 B層次總排序表

然后，同樣對風險層次總排序進行一致性檢驗。從高到低逐層進行的，如B層次某些因素對于Aj單排序的一致性指標CIj，相對應(yīng)的平均隨機一致性指標為RIj，則B層次總排序隨機一致性指標比率為：

當CR<0.1時，可認為層次總排序結(jié)果具有滿意的一致性，否則需要重新調(diào)整判斷矩陣的元素值。

由此可得C層次的排序，如表6所示：

表6 C層次排序表

由以上計算表來看：（1）權(quán)重最大的是資金供應(yīng)緊張，為0.2，其次是安全質(zhì)量事故為0.1674，物價上漲和成本控制不好的權(quán)重都是0.1，這四者的權(quán)重都在（0.1，1）區(qū)間，屬于嚴重風險，應(yīng)當加以研究并嚴加監(jiān)控，加大防范力度。（2）C21-政策法規(guī)變化；C22-地方政府相關(guān)部門干涉；C31-地震、火災(zāi)、雷電等自然因素；C32-軌道結(jié)構(gòu)與施工方法不相適應(yīng)；C41-設(shè)計問題；C42-設(shè)計方案不合理；C43-設(shè)備故障；C52-施工延誤；C53-承包商違約；C54-協(xié)調(diào)機制不完善；C61-地震、火災(zāi)、雷電等；C62-地質(zhì)問題的權(quán)重都在(0.01，0.1)區(qū)間，屬一般風險，項目管理者要給予足夠重視，作出準確判斷。要防止其萬一發(fā)生造成大的損失。

由此可見，經(jīng)濟風險和管理風險相對來說是比較重要的，需要重點防范，以減少安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)束語

采用層次分析法對既有線電氣化鐵路進行風險評估，可使決策更為科學。在應(yīng)用此分析方法時，判斷矩陣是評估者個人進行比較后得出的，不同的人做出的判斷矩陣可能不同。層次分析法結(jié)論的質(zhì)量依賴于專家的知識、經(jīng)驗和判斷。由于受計算規(guī)則的限制，當風險因素的數(shù)目太多時，結(jié)果的可能性會受到一定的影響。