鐵路車站調(diào)車作業(yè)影響因素分析

楊 雄，王夢君，文 超 ，李 靜，陳 彪

(1.中國鐵路廣州局集團有限公司 株洲車站，湖南 株洲 412008；2.中國鐵路廣州局集團有限公司 衡陽車務段，湖南 衡陽 421002；3.西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031)

0 引言

貨物運輸是將同一去向的貨流集結(jié)在一起形成車流，將同一去向的車流集結(jié)在一起形成列流。在貨物從貨流集結(jié)成列流的過程中，調(diào)車工作發(fā)揮著重要作用。安全合理的調(diào)車工作能減少貨物集結(jié)車小時和貨物在站停留時間，加速貨物周轉(zhuǎn)，能充分發(fā)揮鐵路貨物運輸?shù)膬?yōu)勢。通過對鐵路局集團公司近4年來行車事故的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)車事故在鐵路行車事故中占很大比例，為66.7%。此外，影響調(diào)車作業(yè)的因素較多，如何從眾多因素中找出關(guān)鍵因素，提出相應的控制措施對保障調(diào)車作業(yè)的安全具有重要意義。

調(diào)車作業(yè)安全問題一直是鐵路運輸安全的重點，且調(diào)車作業(yè)易受到內(nèi)部系統(tǒng)和外部環(huán)境的影響[1]。相關(guān)學者對調(diào)車工作也展開了有關(guān)研究，并取得重要的研究成果，為調(diào)車工作的安全進行奠定了基礎(chǔ)。馬毅、劉朋鑫[2-3]基于人、機、環(huán)境系統(tǒng)論，對影響調(diào)車作業(yè)安全的因素進行全面分析，完善調(diào)車作業(yè)安全評價研究體系。謝博才、唐國榮、張琢等[4-6]基于調(diào)車作業(yè)現(xiàn)狀，找出影響調(diào)車安全作業(yè)的關(guān)鍵因素，并提出相關(guān)有效措施。事故樹模型成為分析鐵路調(diào)車作業(yè)的主要方法，能較為系統(tǒng)地對作業(yè)過程進行分析，為車站調(diào)車作業(yè)安全管理提供相關(guān) 依據(jù)[7-8]。

目前對調(diào)車作業(yè)的影響因素及相關(guān)方法的研究，多是從人員、管理、設(shè)備以及環(huán)境等方面出發(fā)建立模型及算法，且相關(guān)的模型多建立在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上，不能完全反映出車站調(diào)車作業(yè)實際過程，大多對問題進行一定程度的簡化，缺乏結(jié)合實際調(diào)車作業(yè)過程對影響調(diào)車作業(yè)的因素進行微觀分析和細化研究。因此，通過具體車站調(diào)車作業(yè)過程，解析調(diào)車作業(yè)影響因素，并基于調(diào)車作業(yè)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗知識對各影響因素進行分析具有重要意義。

1 調(diào)車作業(yè)影響因素分析

調(diào)車作業(yè)由參與調(diào)車作業(yè)的人員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃實時進行，整個作業(yè)過程需要多個崗位工種的配合，如需要行車室人員合理安排線路股道排列調(diào)車進路、需要調(diào)車組作業(yè)人員對車輛進行摘掛等?？梢钥闯鲇绊戣F路調(diào)車作業(yè)安全的內(nèi)外部因素很多，如何從中得出影響調(diào)車作業(yè)的關(guān)鍵因素是研究的 關(guān)鍵。

1.1 調(diào)車作業(yè)影響因素

鐵路調(diào)車作業(yè)的影響因素大致可以分為人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素以及管理因素。對各因素進行細化分類，能更好地分析調(diào)車作業(yè)情況，便于車站從微觀層面制定措施，減少對調(diào)車作業(yè)的影響，提高調(diào)車作業(yè)效率。

（1）人員因素。在調(diào)車作業(yè)中，人的主導性、主觀能動性及其創(chuàng)造性等能對調(diào)車作業(yè)產(chǎn)生不同程度的影響，故人員在調(diào)車作業(yè)中起著主導作用。調(diào)車作業(yè)人員因素示意圖如圖1所示，其他人員是指如貨主、鐵路沿線居民等。

圖1 調(diào)車作業(yè)人員因素示意圖Fig.1 Human factors in shunting operations

（2）設(shè)備因素。在調(diào)車作業(yè)中，鐵路設(shè)備是調(diào)車工作正常有序進行的基礎(chǔ)，同時也是調(diào)車作業(yè)安全的保障。調(diào)車作業(yè)設(shè)備因素示意圖如圖2所示。

圖2 調(diào)車作業(yè)設(shè)備因素示意圖Fig.2 Equipment factors in shunting operations

（3）環(huán)境因素。調(diào)車作業(yè)環(huán)境因素可以分為內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境。內(nèi)部環(huán)境是指調(diào)車工作場所周圍的空間。外部環(huán)境是指外部對調(diào)車安全的影響，主要是自然環(huán)境的影響，如自然災害(地震、山體滑坡等)、天氣影響(如暴風雨雪等)。調(diào)車作業(yè)環(huán)境因素示意圖如圖3所示。

圖3 調(diào)車作業(yè)環(huán)境因素示意圖Fig.3 Environmental factors in shunting operations

（4）管理因素。調(diào)車作業(yè)中的管理因素是指車站通過一系列的安全管理工作來保障調(diào)車作業(yè)安全有序進行，杜絕或最大限度地減少調(diào)車事故的發(fā)生，如從管理制度上降低作業(yè)風險，從管理盯控中把控關(guān)鍵要點，定期組織調(diào)車作業(yè)人員的安全培訓、建立健全合理規(guī)范的作業(yè)流程和作業(yè)制度、事故應急響應預案等。

1.2 層次分析法

層次分析法是一種將定性和定量兩者相結(jié)合的多目標決策分析方法。層次分析法流程圖如圖4所示，首先對研究問題進行層次劃分，建立層次結(jié)構(gòu)，再選取各層指標的標度，構(gòu)造判斷矩陣，最后進行層次單排序及一致性檢驗。

圖4 層次分析法流程圖Fig.4 AHP flow chart

1.2.1 建立問題的遞階層次結(jié)構(gòu)

將復雜問題細化成各組成部分，把這些因素按屬性不同分成若干組，以形成不同層次。同一層次的因素作為準則，對下一層次的某些因素起支配作用，同時它又受上一層次因素的支配。這種從上至下的支配關(guān)系形成了一個遞階層次。處于最上面的層次通常只有1個因素，一般是分析問題的預定目標或理想結(jié)果。中間層次一般是準則、子準則。最低一層包括決策的方案。層次之間因素的支配關(guān)系不一定是完全的，即可以存在這樣的因素，它并不支配下一層次的所有因素。

1.2.2 選取標度

標度體現(xiàn)的是事物間相互比較的結(jié)果，并將這種結(jié)果進行量化。標度值是根據(jù)資料數(shù)據(jù)、專家的意見和系統(tǒng)分析人的經(jīng)驗經(jīng)過反復研究后確定。標度值及其含義如表1所示，表1中2，4，6，8表示第i個因素與第j個因素影響介于上述2個相鄰等級之間。

表1 標度值及其含義Tab.1 Scale values and their meanings

1.2.3 構(gòu)造判斷矩陣

建立遞階層次結(jié)構(gòu)以后，上下層次之間因素的隸屬關(guān)系就被確定，再根據(jù)各因素間的影響強度選取合適的標度，最后構(gòu)成判斷矩陣。

設(shè)某層有n個因素，即X= {x1，x2，…，xn}，需比較它們對上一層某一準則的影響程度，確定在該層中相對于某一準則所占的比重。對任意2個因素i與j，用aij表示第i個因素與第j個因素的比較結(jié)果，則判斷矩陣計算公式為

其中滿足aij＞ 0，aij=1，aji=，且i，j =1，2，…，n。

1.2.4 層次單排序及一致性檢驗

層次單排序是確定下層各因素對上層某因素影響程度的過程。通過計算判斷矩陣A的最大特征值λ及其對應的特征向量W，經(jīng)過歸一化后即為同一層次相對應因素對于上一層次某因素相對重要性的排序權(quán)值。通過成對比較判斷矩陣能客觀地反映一對因子的影響力差別，但是還需對其進行一致性檢驗。

（1）一致性指標計算。一致性指標是用來衡量同一層各指標對上層某指標影響的不一致程度。一致性指標越大，用最大特征值對應的特征向量作為被比較指標對上層某指標影響程度的權(quán)向量，其不一致程度越大，引起的判斷誤差越大。一致性指標的計算公式為

式中：CI為一致性指標；λ為判斷矩陣A的最大特征值；m為判斷矩陣A對角線元素之和。

（2）查找隨機一致性指標RI。平均隨機一致性指標是多次重復進行隨機判斷矩陣特征根計算后取算術(shù)平均得到的，隨機一致性指標RI如表2所示，矩陣同一階數(shù)下的RI取值是一定的。

表2 隨機一致性指標RITab.2 Random consistency indicator RI

（3）計算一致性比率CR。當CR＜0.1時，可認為判斷矩陣的不一致度在容許范圍之內(nèi)，否則要對判斷矩陣進行適當?shù)恼{(diào)整。一致性比率CR的計算公式為

2 實例分析

通過分析可得出影響調(diào)車作業(yè)的因素較多，且各因素之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，以醴陵南站為實例，結(jié)合層次分析法分析車站調(diào)車作業(yè)的影響因素，并基于分析的結(jié)果提出具體的調(diào)車作業(yè)措施。

2.1 醴陵南站調(diào)車作業(yè)流程

醴陵南站調(diào)車作業(yè)流程如圖5所示。車站調(diào)度員在階段計劃中安排調(diào)車作業(yè)計劃，并負責編制、傳達布置調(diào)車作業(yè)計劃；調(diào)車指揮人傳達調(diào)車作業(yè)計劃，組織組內(nèi)人員正確及時完成調(diào)車作業(yè)計劃，并將作業(yè)計劃重點、要點交代清楚；車站值班員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃，合理安排到發(fā)線使用，認真執(zhí)行車機聯(lián)控；連結(jié)員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃和調(diào)車指揮人的布置，做好準備工作，負責非集中區(qū)道岔、進路的檢查、準備及確認；扳道員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃和車站值班員的布置及時準備進路，并按規(guī)定與司機或調(diào)車人員執(zhí)行要道還道相關(guān)要求；內(nèi)勤助理值班員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃和車站值班員的布置及時排列進路；外勤助理值班員根據(jù)車站值班員的布置做好接發(fā)列車工作。

圖5 醴陵南車站調(diào)車作業(yè)流程圖 Fig.5 Flow chart of shunting operations at Liling South Station

2.2 調(diào)車作業(yè)影響因素分析

根據(jù)上述影響調(diào)車作業(yè)的因素，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，得到調(diào)車作業(yè)影響因素層次結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 調(diào)車作業(yè)影響因素層次結(jié)構(gòu)圖 Fig.6 Hierarchical structure of influencing factors of shunting operations

依據(jù)圖6中的層次結(jié)構(gòu)確定判斷矩陣，結(jié)合鐵路現(xiàn)場各工作人員的經(jīng)驗，對不同層不同項進行兩兩比較，從而確定出調(diào)車作業(yè)影響因素的權(quán)重分布。指標層A的判斷矩陣為

根據(jù)公式 ⑷ 計算出判斷矩陣A最大特征根和平均特征向量，并對判斷矩陣A進行一致性檢驗，指標層A權(quán)重計算結(jié)果如表3所示。

表3 指標層A權(quán)重計算結(jié)果Tab.3 Weight calculation results of indicator layer A

對指標層A1，A2，A3，A12和A15按照對指標層A的分析思路進行分析，構(gòu)建指標層的判斷矩陣，計算出最大特征根和平均特征向量，進行矩陣一致性檢驗，最終各指標權(quán)重值如表4所示。

從表4可得出人員因素A1，設(shè)備因素A2，環(huán)境因素A3以及管理因素A4對調(diào)車作業(yè)影響的權(quán)重依次為0.463 9，0.071 9，0.071 9，0.392 3。其中，人員因素A1權(quán)重最大。結(jié)合醴陵南站實際生產(chǎn)過程，提出以下提升車站調(diào)車作業(yè)安全相關(guān)建議。

表4 各指標權(quán)重值 Tab.4 Weight value of each indicator

（1）具體化車站管理人員職責。車站管理人員在人員因素中的權(quán)重最大，為0.401 9，是影響車站調(diào)車作業(yè)的重要因素，故在實際調(diào)車工作中，車站管理人員要認真負責地對調(diào)車作業(yè)各環(huán)節(jié)進行把控。結(jié)合醴陵南站站場實際情況，往東貨場進行調(diào)車作業(yè)時經(jīng)常出現(xiàn)壓信號調(diào)車，增加調(diào)車作業(yè)風險，為防止或減少車站壓信號調(diào)車，制定調(diào)車作業(yè)每次不能超過10鉤計劃，必須超過時需經(jīng)管理人員審核批準。并規(guī)定壓信號調(diào)車作業(yè)時，行車室或信號樓盯控作業(yè)人員必須現(xiàn)場盯控，做好實時記錄。對于排列的壓信號調(diào)車進路必須將進路上的道岔單鎖。此外，車站管理人員加強對調(diào)車作業(yè)監(jiān)控的回放分析，每天對調(diào)車班組存在的問題進行通報，且在完工會上積極聽取調(diào)車班組現(xiàn)場遇到的相關(guān)問題并及時處理。

（2）提高車站調(diào)度員能力水平，優(yōu)化調(diào)車作業(yè)計劃。車站調(diào)度員是調(diào)車作業(yè)的領(lǐng)導者，在人員因素中的權(quán)重為0.325。在編制調(diào)車作業(yè)計劃前，車站調(diào)度員必須準確掌握線路容車數(shù)、停留車位置以及對貨位等情況。編制的調(diào)車計劃要充分利用調(diào)車機車能力，并考慮到室外調(diào)車作業(yè)人員、室內(nèi)工作人員以及機車司機等的作業(yè)量。醴陵南站車站調(diào)度員可采取主要利用車站專用調(diào)車機車進行東西貨場的調(diào)車作業(yè)，利用本務機車進行來往茶陵、醴陵方向的取送車作業(yè)。

（3）合理分配調(diào)車組人員和信號樓工作人員工作。調(diào)車組人員、信號樓工作人員在人員因素中的權(quán)重分別為0.053 2和0.157 5。調(diào)車組人員根據(jù)調(diào)車計劃解編車輛，調(diào)車作業(yè)前對線路存車位置、車輛防溜情況和線路條件等進行檢查；在調(diào)車作業(yè)時，調(diào)車組人員要分別對車列兩邊進行仔細檢查，確認貨物裝載狀態(tài)和有無危及調(diào)車作業(yè)安全情況，信號樓工作人員根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃布置進路，合理安排車站的線路使用，盯控作業(yè)人員每班現(xiàn)場檢查1次防溜情況并到站調(diào)室輸入檢查記錄，助理值班員通過智能鐵鞋管理系統(tǒng)每4 h檢查1次防溜情況并輸入檢查記錄，調(diào)車組人員每12 h檢查1次防溜情況并登記《防溜登記本》。

（4）統(tǒng)籌設(shè)備因素、環(huán)境因素和管理因素，合理化調(diào)車作業(yè)。在設(shè)備因素、環(huán)境因素和管理因素中，管理因素權(quán)重最大，應根據(jù)調(diào)車作業(yè)中存在的問題，做好培訓工作，健全作業(yè)制度；無線調(diào)車燈顯設(shè)備在設(shè)備因素中的權(quán)重最大，為0.455 5。車站根據(jù)調(diào)車組反饋的情況，每周及時對無線調(diào)車燈顯設(shè)備使用情況進行統(tǒng)計；下雨和高溫天氣在環(huán)境因素中權(quán)重占比較大，分別為0.310 3和0.351 1，故車站調(diào)度員在編制調(diào)車計劃時應充分考慮室外調(diào)車人員的工作環(huán)境，合理安排調(diào)車作業(yè)時間。

3 結(jié)束語

通過對醴陵南站的調(diào)車作業(yè)影響因素進行分析，并結(jié)合分析結(jié)果提出加強對車站調(diào)車作業(yè)管理的具體措施?；谡{(diào)車作業(yè)實際過程對其影響因素進行細化分析，能輔助支持鐵路車站調(diào)車作業(yè)標準和制度的制定。調(diào)車作業(yè)作為鐵路貨運工作的重要組成部分，分析調(diào)車作業(yè)影響因素，是保障鐵路貨運高效、有序生產(chǎn)的前提。未來以調(diào)車作業(yè)影響因素為基礎(chǔ)，可對鐵路車站調(diào)車工作安全系統(tǒng)進行分析和評價，找出調(diào)車工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，便于車站及時調(diào)整調(diào)車工作，適應現(xiàn)場實際情況。