高速鐵路應(yīng)急演練評價方法優(yōu)化研究

孫鵬舉，李博，楊曉

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081）

高速鐵路應(yīng)急演練通過對典型故障、突發(fā)事件、搶險維修、災(zāi)害天氣等場景的模擬與處置，檢驗(yàn)運(yùn)營人員的應(yīng)急響應(yīng)能力，積累突發(fā)事故應(yīng)急救援經(jīng)驗(yàn)[1]。在當(dāng)前旅客對高速鐵路的正點(diǎn)率以及緊急突發(fā)情況的快速、有效處置的需求越來越高的條件下，各鐵路局集團(tuán)公司為提高運(yùn)營人員在設(shè)備故障或應(yīng)急情況時的快速反應(yīng)和協(xié)作處理能力，對新建線路開通前運(yùn)行試驗(yàn)階段的故障模擬及應(yīng)急演練工作越來越重視[2]。與此同時，作為演練不可或缺的環(huán)節(jié)，演練評價工作的開展，可驗(yàn)證演練方案的合理性、發(fā)現(xiàn)參演人員處置過程中的不足，對演練實(shí)施水平的提高、應(yīng)急預(yù)案的優(yōu)化、崗位處置薄弱項(xiàng)點(diǎn)的改進(jìn)以及促進(jìn)現(xiàn)場人員應(yīng)急處置能力的提升有著重要意義[3]。

目前，測試單位采用演練寫實(shí)和打分的方式對演練進(jìn)行評價，評價方法存在進(jìn)一步優(yōu)化空間：一是評價內(nèi)容方面，應(yīng)在場景主體流程是否完成以及場景處置耗費(fèi)時間的基礎(chǔ)上，對評價項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行充分挖掘；二是評價指標(biāo)方面，可加強(qiáng)各評價項(xiàng)點(diǎn)權(quán)重分配的合理性；三是評價標(biāo)準(zhǔn)方面，需盡可能實(shí)現(xiàn)評價標(biāo)準(zhǔn)的定量化；四是評價手段方面，應(yīng)進(jìn)一步提高演練寫實(shí)的效率和準(zhǔn)確性。因此，有必要開展相關(guān)研究，優(yōu)化高速鐵路應(yīng)急演練評價方法，提升演練評價效果。

1 應(yīng)急演練實(shí)施過程及特點(diǎn)分析

1.1 實(shí)施過程

高速鐵路應(yīng)急演練場景由故障類型、運(yùn)行計劃、故障地點(diǎn)、故障時間、故障觸發(fā)條件、故障恢復(fù)條件等要素構(gòu)成[4]，場景演練實(shí)施過程一般分為4個階段（見圖1）。

（1）故障觸發(fā)階段。由司機(jī)或隨車機(jī)械師發(fā)現(xiàn)列車故障、列車調(diào)度員或車務(wù)應(yīng)急值守人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)異常、列車長發(fā)現(xiàn)旅客傷病或車內(nèi)環(huán)境反常、供電調(diào)度員發(fā)現(xiàn)供電設(shè)備故障等進(jìn)行場景觸發(fā)。在該階段涉及相關(guān)崗位對故障或應(yīng)急情況的緊急處理、信息通報等過程。

（2）計劃調(diào)整階段。由列車調(diào)度員根據(jù)應(yīng)急事件對后續(xù)列車的影響進(jìn)行階段計劃的調(diào)整。在該階段涉及列車調(diào)度員對運(yùn)行圖、調(diào)度命令、車務(wù)終端等CTC子系統(tǒng)的操作及口頭指示等過程，其他配合工種需按令執(zhí)行相關(guān)操作。

（3）故障修復(fù)階段。列車調(diào)度員根據(jù)現(xiàn)場情況，在具備條件時安排設(shè)備管理單位人員上線作業(yè)或車內(nèi)工作人員下車作業(yè)，進(jìn)行故障檢查與處理。在該階段涉及上線登記、下車申請、調(diào)度命令下達(dá)、設(shè)備檢查、故障處置、下線及故障銷記等過程。

（4）恢復(fù)運(yùn)行階段。由列車調(diào)度員根據(jù)設(shè)備檢查或故障處理情況，開通封鎖區(qū)間，取消臨時限速，對故障影響本列及后續(xù)列車的運(yùn)行計劃進(jìn)行調(diào)整，指示列車正常運(yùn)行或按行車限制條件運(yùn)行。在該階段涉及列車調(diào)度員對運(yùn)行圖、調(diào)度命令、車務(wù)終端等CTC子系統(tǒng)的操作及口頭指示等過程。

圖1 應(yīng)急演練實(shí)施過程

1.2 特點(diǎn)分析

各崗位在應(yīng)急處置中一般均需完成設(shè)備操作、信息交互等作業(yè)[5]，應(yīng)急演練特點(diǎn)主要有以下幾方面：

（1）應(yīng)急場景多樣。由于高速鐵路線路等級高、設(shè)備數(shù)量多、線路范圍廣，因而應(yīng)急場景類別多，包括設(shè)備故障類以及應(yīng)急事件類等。設(shè)備故障類包括動車組故障場景、電務(wù)設(shè)備故障場景、工務(wù)設(shè)備故障場景、牽引供電設(shè)備故障場景、通信設(shè)備故障場景、客運(yùn)設(shè)備故障場景[6]；應(yīng)急事件類包括動車組救援場景、普通常見場景（如動車組空調(diào)故障、旅客突發(fā)傷病等）、惡劣天氣場景等。

（2）設(shè)備操作復(fù)雜。各崗位需根據(jù)應(yīng)急事件具體情況完成專業(yè)化的設(shè)備操作作業(yè)，如列控限速設(shè)置、車務(wù)終端操作、升弓驗(yàn)電、滾動試驗(yàn)、安裝防護(hù)網(wǎng)等，部分作業(yè)需要多工種配合完成。

（3）信息交互豐富。演練時，列車調(diào)度員、司機(jī)、設(shè)備管理單位人員、車務(wù)應(yīng)急值守人員、供電調(diào)度員等崗位間需進(jìn)行溝通、配合。例如，列車調(diào)度員與司機(jī)進(jìn)行故障信息交互、與車務(wù)應(yīng)急值守人員進(jìn)行現(xiàn)場信息確認(rèn)、與供電調(diào)度員完成停電手續(xù)辦理等。

（4）處置決策難。救援方案的制定需充分考慮列車運(yùn)行計劃，并結(jié)合設(shè)備管理單位及救援力量的布局，保證合理性，防止次生故障的發(fā)生，減少耽誤列車數(shù)量及時間[7]。

（5）作業(yè)要求項(xiàng)點(diǎn)多。各崗位在演練時既要做到處置規(guī)范、符合各類規(guī)章要求[8]，也要做到反應(yīng)及時、減少故障延誤時間，還要做到與其他崗位溝通順暢、配合到位。

2 應(yīng)急演練評價方法設(shè)計

圖2 評價指標(biāo)確定過程與結(jié)果

針對當(dāng)前應(yīng)急演練在評價內(nèi)容、項(xiàng)點(diǎn)權(quán)重分配、量化程度等方面存在的問題，評價方法采用德爾菲法確定評價指標(biāo)，根據(jù)確定的評價指標(biāo)利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，設(shè)定各項(xiàng)點(diǎn)定量化評價標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)演練情況進(jìn)行打分，最后通過線性加權(quán)求得各場景演練得分[9]。

2.1 利用德爾菲法確定指標(biāo)

根據(jù)應(yīng)急演練實(shí)施過程及應(yīng)急演練特點(diǎn)分析，確定評價指標(biāo)備選集，選取多名高速鐵路應(yīng)急處置領(lǐng)域?qū)＜?，?jīng)過反復(fù)征詢意見和反饋，完成評價指標(biāo)的確定（見圖2）。

2.2 利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

2.2.1 構(gòu)造判斷矩陣

采用1—9標(biāo)度法（見表1），針對一級指標(biāo)層各元素對于目標(biāo)層的相對重要程度，構(gòu)造判斷矩陣（見表2）[10]。

表1 1—9標(biāo)度法

表2 判斷矩陣

2.2.2 計算權(quán)重并驗(yàn)證一致性

運(yùn)用Matlab直接求解判斷矩陣的權(quán)重值和一致性指標(biāo)，得出一級指標(biāo)權(quán)重（見表3）。一級指標(biāo)對于目標(biāo)層的一致性指標(biāo)CR=0.02＜0.10，故判斷矩陣保持顯著性水平，符合一致性檢驗(yàn)要求。

表3 一級指標(biāo)權(quán)重

因各一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)重要性差異不大，故各二級指標(biāo)權(quán)重為：

式中：ai為一級指標(biāo)權(quán)重；n為一級指標(biāo)Ai下的二級指標(biāo)個數(shù)。因此，b1j=0.474/n，b2j=0.258/n，b3j=0.154/n，b4j=0.061/n，b5j=0.053/n。

2.3 制定定量化評價標(biāo)準(zhǔn)

按照評價標(biāo)準(zhǔn)定量化、符合演練實(shí)際、易于評估人員執(zhí)行等原則，制定二級指標(biāo)評估打分標(biāo)準(zhǔn)（見表4）。

（1）對于B1j指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)，如項(xiàng)點(diǎn)“司機(jī)在區(qū)間停車后向列車調(diào)度員匯報”包含匯報停車地點(diǎn)、停車時間、停車原因3個要點(diǎn)，若司機(jī)將這3個要點(diǎn)均完成，本指標(biāo)得滿分；存在要點(diǎn)遺漏，本指標(biāo)得半數(shù)分；各要點(diǎn)均未完成，本指標(biāo)不得分。

（2）對于B2j指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定值為各次演練本指標(biāo)的平均值，限定值為各次演練本指標(biāo)的平均值與最大值的平均數(shù)。

（3）B3j指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)過往演練崗位間協(xié)同作業(yè)易出現(xiàn)的問題進(jìn)行設(shè)計，解決了演練協(xié)作性評判難以量化的問題。

（4）對于B4j指標(biāo)與B5j指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)，以崗位演練表現(xiàn)及場景設(shè)置效果進(jìn)行評判。

表4 二級指標(biāo)評估打分標(biāo)準(zhǔn)

2.4 應(yīng)用先進(jìn)的評價手段

通過研發(fā)高速鐵路故障模擬和應(yīng)急演練評價系統(tǒng)，優(yōu)化評價手段，旨在解決當(dāng)前人工記錄方式效率低、準(zhǔn)確性差的問題[11]。系統(tǒng)功能、界面顯示及操作方式設(shè)計如下。

2.4.1 系統(tǒng)功能

（1）場景編輯功能。可對演練場景處置流程、評價項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行編輯：一是可以在演練前對處置流程、評價項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)編輯；二是可以在演練期間根據(jù)實(shí)際情況對演練地點(diǎn)、演練時間、演練車次等進(jìn)行即時編輯。

（2）場景及角色選擇功能。評估場景切換功能可適應(yīng)運(yùn)營單位同一日進(jìn)行多場景演練的特點(diǎn)；角色選擇功能可適應(yīng)當(dāng)前測試單位分崗位的評估方式。

（3）數(shù)據(jù)記錄功能?？蓪?shí)現(xiàn)處置流程時刻記錄、演練問題記錄以及影像記錄功能。

（4）演練結(jié)果生成功能。系統(tǒng)可根據(jù)各評估人員記錄的數(shù)據(jù)，自動生成場景寫實(shí)表及評估打分表。

2.4.2 界面顯示

初始界面應(yīng)包含場景名稱、測試員姓名、評估角色等內(nèi)容，場景信息界面應(yīng)包含演練地點(diǎn)、演練車次、參與部門等內(nèi)容，演練寫實(shí)界面應(yīng)包含演練崗位、時刻、處置流程、編輯按鈕4個欄目，問題記錄界面可顯示各評價指標(biāo)對應(yīng)的評價等級。

2.4.3 操作方式

系統(tǒng)可在便攜式移動終端設(shè)備上運(yùn)行，評估人員對場景演練的評價作業(yè)均在該設(shè)備中通過觸摸式操作完成。演練寫實(shí)方面，評估人員根據(jù)演練實(shí)際點(diǎn)擊各處置流程對應(yīng)的時刻欄完成記錄；演練評價方面，評估人員根據(jù)演練效果點(diǎn)擊各指標(biāo)評價等級完成問題記錄（時效性指標(biāo)由系統(tǒng)自動計算完成）。

3 案例應(yīng)用

選取2018年某條新建線路開通前運(yùn)行試驗(yàn)階段的應(yīng)急演練場景“受電弓掛有異物”作為案例。

3.1 場景演練寫實(shí)

利用高速鐵路故障模擬和應(yīng)急演練評價系統(tǒng)對該場景演練的基本情況、過程及問題進(jìn)行記錄（見圖3—圖6）。

3.2 場景演練評價

該案例場景演練規(guī)范性評價、時效性與協(xié)作性評價、崗位表現(xiàn)與場景設(shè)置評價以及演練評價得分分別見表5—表8。

圖3 系統(tǒng)登錄界面

圖4 演練場景信息

圖5 演練流程記錄

圖6 演練問題記錄

表5 演練規(guī)范性評價

由表8可知，該演練場景共包含34個評價項(xiàng)點(diǎn)，其中規(guī)范性得分39.47分，時效性得分21.50分，協(xié)作性得分12.87分，崗位表現(xiàn)得分6.10分，場景設(shè)置得分2.65分， 場景演練總得分為82.59分。通過與演練實(shí)施單位的溝通和分析可知，所形成的演練規(guī)范性評價、演練時效性與協(xié)作性評價、演練崗位表現(xiàn)與場景設(shè)置評價和演練評價得分能夠反映現(xiàn)場實(shí)際演練水平，演練評價效果具有較強(qiáng)的客觀性。

表6 演練時效性與協(xié)作性評價

表7 演練崗位表現(xiàn)與場景設(shè)置評價

表8 演練評價得分

4 結(jié)束語

應(yīng)急演練評價是演練工作不可或缺的環(huán)節(jié)，通過對高速鐵路應(yīng)急演練評價方法的優(yōu)化研究，使評價方法涵蓋了高速鐵路應(yīng)急演練的實(shí)施過程及特點(diǎn)，評價指標(biāo)及指標(biāo)權(quán)重的確定具有合理性，并應(yīng)用了先進(jìn)的評價手段。高速鐵路應(yīng)急演練評價方法的優(yōu)化可有效提升現(xiàn)場演練測試單位的評價效果，對提高演練水平、提升運(yùn)營單位應(yīng)急處置能力具有現(xiàn)實(shí)意義。