基于多層次模糊綜合評價的鐵路車站安全運營管理分析

苗長俊

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 通信信號研究所，北京 100081）

0 引言

隨著城市化進程進一步加快和城市人口增加，鐵路作為人們中短途出行的主要交通方式，面臨著越來越大的需求與供應壓力，鐵路車站作為人口密集區(qū)域，應加強相對應的安全運營管理。

國內外學者結合實際運營情況和現有理論，從影響車站安全運營的因素出發(fā)，對車站安全運營管理進行一系列的研究。莊鵬等[1]以北京西直門地鐵站為例，建立3級運營指標，運用層次分析法對其多災種安全性進行評估；劉婷婷等[2]從車站設施設備角度，通過構建2層模糊綜合評價模型，分析得到車站設備對地鐵車站運營管理安全的重要性；潘麗莎等[3]運用層次分析法和熵值法確定指標層各指標權重，對地鐵車站安全態(tài)勢進行評價；張軍峰等[4]從風險控制理論角度出發(fā)，在分析危險源因果因素之后，對渭南北高速鐵路車站進行安全風險評估；程學慶等[5]構建蝴蝶結模型，提出恐怖襲擊、擁擠踩踏、火災爆炸和疾病衛(wèi)生4個風險源，通過構建的蝴蝶結模型對高速鐵路車站運營安全性進行評價；張瑜[6]從安全預警管理理論出發(fā)，建立客運站旅客安全預警管理系統。研究從影響鐵路車站運營安全管理因素分析出發(fā)，選用合適的模糊算子，構建多層次模糊綜合評價模型，并以中原地區(qū)某車站為例進行實例分析。

1 構建鐵路車站運營安全管理評價指標體系

鐵路車站安全運營管理評價指標集合包含對出行乘客安全影響較大的關鍵因素。由于車站是一個在時間上動態(tài)變化的系統，從系統論的角度[7]出發(fā)，影響車站運營安全管理的因素錯綜復雜。同時，在分析影響車站運營安全管理的因素上，需遵循科學性原則、系統性原則、可操作性原則[8]。根據《鐵路安全管理條例》[9]等相關法規(guī)，影響車站安全運營管理的因素可總結為人、設備、環(huán)境和管理4個方面。

（1）人對車站安全運營管理的特殊作用包含主導性、創(chuàng)造性和主觀能動性3個方面。通過分析運輸安全人員對車站安全運營管理的影響，可將具體影響因素總結為工作人員的思想素質、工作人員的技術業(yè)務水平、工作人員的身心狀況，以及工作人員應急處置能力。

（2）設備是影響車站安全運營管理的重要因素。質量良好的設備既是車站運營管理的物質基礎，又是車站安全運營管理的重要保證。與車站運營管理有關的設備具有種類多、配置分散、設備損耗嚴重、設備故障處理時間緊等特點，因而影響車站安全運營管理的設備因素可總結為設備的先進性、設備設計安全性、設備使用安全性、設備日常檢查情況等。

（3）環(huán)境因素在車站安全運營管理層面指車站環(huán)境水平，車站環(huán)境水平可以分為站內環(huán)境水平和站外環(huán)境水平。站內環(huán)境水平包括作業(yè)環(huán)境，以及通過管理所營造的車站內部的社會環(huán)境；站外環(huán)境水平包括自然環(huán)境和社會環(huán)境(較為直接的是車站秩序狀況)。因此，影響車站安全運營管理的環(huán)境因素為車站安全水平、車站內部綜合環(huán)境指數、車站非法行為發(fā)生指數等。

（4）鐵路車站安全組織管理是指管理者按照安全生產的客觀規(guī)律，對車站內的人、財、物、信息等資源進行有計劃、有組織地指揮和控制，以達到減少或避免車站運營事故的目的。影響鐵路車站安全組織管理的因素主要有安全管理組織、安全法制、安全教育、安全專項資金投入等。

從車站安全運營管理角度出發(fā)，以車站安全運營管理為目標層，以車站人員水平、車站設備水平、車站環(huán)境水平和車站管理水平為準則層，以15個安全評價指標為指標層，建立車站安全運營管理評價指標體系如圖1所示。

2 基于多層次模糊綜合評價的鐵路車站安全運營管理評價理論

多層次模糊綜合評價法是分析多準則因素問題的有效方法，使用該方法可將在評價過程的各項因素數學化、系統化，并可在一定程度上消除主觀因素對評價主體的影響，使得評價結果更準確。

2.1 確定評價等級

評價等級一般采取評價指標層的“安全影響程度”，結合常規(guī)評價經驗，設評價等級集合為V= {V1，V2，…，Vt}，其中t表示評價等級的總數。

圖1 車站安全運營管理評價指標體系Fig.1 Index framework of the station safety operation management

2.2 確定指標權重

從定量角度將影響因素和評價高低數值化，確定指標權重，步驟如下。

（1）確定準則層集合C= {C1，C2，…，Cm}，其中m為準則層指標的總數；準則層第個指標Ci= {Ci1，Ci2，…，Cini}，其中ni表示準則層第i個指標包含指標層指標的個數。

（2）通過專家打分分別確定準則層和指標層相應指標的得分，用X表示準則層的得分矩陣，用xi表示準則層第i個指標得分，則準則層指標權重的得分矩陣為X= {x1，x2，…，xm}；用Xi表示準則層第i個指標對應的指標層得分矩陣，用xij表示準則層第i個指標下對應指標層第j個指標的得分，則準則層第i個指標下對應指標層的得分矩陣為Xi= {xi1，xi2，…，xini}。

（3）對準則層和指標層的指標得分矩陣進行歸一化處理，用ai表示準則層第i個指標的權重，用aij表示準則層第i個指標下對應指標層第j個指標的權重，其計算公式可分別表示為

2.3 確定模糊算子

模糊合成算子指的是在進行模糊綜合評價中使用的模糊變換運算，模糊綜合評價中使用o表示模糊合成算子，常用的模糊合成算子有4類，分別 是 M (∧， ∨)算 子，M (·，∨)算子，M (∧，?)算子，M (·，?)算子，4類算子特點匯總如表1所示[10]。

由表1可知，M (·，?)算子更能充分利用權重信息和指標層的模糊關系矩陣信息，因而選用 M (·，?)算子進行模糊綜合評價。

2.4 構建模糊關系矩陣

構建模糊關系矩陣，需選取一定數量范疇的、有專業(yè)代表性的、經驗豐富的專家成立安全評價小組，由各專家分別對評價體系內的準則層內包含的各指標依次打分，結合指標權重，對專家打分進行匯總計算，并完成歸一化處理，得到以準則層第i個指標建立的模糊關系矩陣Ri為

結合準則層和指標層的指標權重及其模糊關系矩陣，運用模糊算子，利用計算公式 ⑷ 可以得到準則層第i個指標的綜合得分向量Ui。

將各指標層的得分向量由上到下依次排序，得到目標層關系矩陣

2.5 多層次模糊綜合評價

結合準則層各指標權重的得分矩陣和各指標層的得分向量，運用模糊算子，得到準則層綜合得分向量[11]為

表1 4類算子特點匯總Tab.1 Summary of four kinds of computation

劃分評價集各等級Vk的臨界值αk，設評價集對應的劃分臨界值向量為α= (α1，α2，…，αt)，則目標層的綜合得分可以表示為

在多層次模糊綜合評價中，為體現評價的完整性，計算準則層、指標層的指標綜合得分

3 案例分析

以中原地區(qū)某車站為例，邀請27位具有專業(yè)代表性的、安全管理經驗豐富的專家成立安全評價小組，并根據現場工作經驗對各指標進行打分評價，經過相關分析、匯總計算及歸一化處理后，得到相應的指標權重和模糊關系矩陣，再運用模糊算子進行多層綜合評價后，得到關于該車站安全運營管理的綜合評價分析。

3.1 確定評價等級

結合車站現場管理經驗，取評價等級為5，設評價等級集合為V= {V1，V2，V3，V4，V5}，其中V1表示安全，V2表示較安全，V3表示一般安全，V4表示不太安全，V5表示不安全。

3.2 確定指標權重

設定準則層和指標層權重的最高分為4分，最低分為0分，其中4分表示該指標因素運營狀態(tài)安全，3分表示較安全，2分表示一般安全，1分表示不太安全，0分表示不安全。通過對27位專家打分情況進行匯總計算和歸一化處理，得到準則層和指標層指標權重如表2所示。

表2 準則層和指標層指標權重Tab.2 Weights of criterion and index layers

3.3 構建模糊關系矩陣

請27位專家分別對15個指標層指標進行評價，對評價結果進行匯總。并根據評價表和模糊關系矩陣Ri中隸屬度的計算方法，分別計算出準則層4個指標對應的模糊關系矩陣為

3.4 多層次模糊綜合評價

選用M (·，?)算子對中原地區(qū)某車站安全運營管理進行模糊綜合評價。

（1）利用公式 ⑷ 得到車站人員水平的綜合得分向量為

同理，車站設備水平的綜合得分向量為U2=(0.597 0，0.276 6，0.093 4，0.015 4，0)；車站環(huán)境水平的綜合得分向量為U3= (0.324 7，0.494 4，0.128 9，0.073 9，0)；車站管理水平的綜合得分向量為U4= (0.528 0，0.323 4，0.145 9，0，0)。

利用計算公式 ⑹，得到準則層綜合得分向量為

（2）采用模糊綜合評分值法，先對U1，U2，U3，U4，U向量中隸屬于各評價等級{V1，V2，V3，V4，V5}，即{安全，較安全，一般安全，不太安全，不安全}分別賦值為4，3，2，1，0，即α= (4，3，2，1，0)，并運用公式 ⑺— ⑼ 得到中原地區(qū)某車站運營安全管理綜合評分值如表3所示。

表3 中原地區(qū)某車站運營安全管理綜合評分值表Tab.3 Comprehensive scores of a station safety operation management in central part of China

由表3可知，該車站得分為3.33分，即車站得分均處于[安全，較安全]區(qū)間內，表明該車站整體運營水平處于較安全水平。為了從各指標層中發(fā)現安全隱患[12]，需對各指標層的得分進行綜合分析，由表3可知，工作人員的身心狀況與車站內部綜合環(huán)境指數均處于一般安全的水平，該數值表明相較于其它指標層因素，工作人員由于工作壓力等因素會給車站安全運營帶來安全隱患，同時車站內部環(huán)境由于人員構成復雜、流動性較大，同樣也會給車站安全運營帶來安全隱患。因此，車站管理部門應適時關注車站工作人員的身心狀態(tài)，同時應加強對車站環(huán)境的監(jiān)管，才能從安全隱患入手，加強車站安全管理。

4 結束語

鐵路車站安全運營是確保旅客平安出行的重要環(huán)節(jié)，構建合理的車站安全運營管理評價體系，采用多層次模糊綜合評價法對車站安全運營管理進行綜合評價分析。案例表明，評價結果能夠較為準確地反映車站的安全運營管理狀況，并且能夠較為清晰、明確地為車站管理人員指出下一步改進目標。該方法不僅為鐵路車站安全運營管理的綜合評價分析提供有效的方法論支持，為提升鐵路車站安全運營管理水平奠定了理論和應用基礎，還為我國城市軌道交通運營的安全管理提供參考。