鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)用研究

馬 毅，王希良，朱秀女曼

（1.石家莊鐵道大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，河北 石家莊 050043；2.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北石家莊 050043）

鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)用研究

馬 毅1，王希良2，朱秀女曼1

（1.石家莊鐵道大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，河北 石家莊 050043；2.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北石家莊 050043）

在分析鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性、獨(dú)立性、動(dòng)態(tài)性的設(shè)計(jì)原則，從人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素3個(gè)方面構(gòu)建了鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)合基于熵權(quán)的未確知測(cè)度方法，以廣通站為實(shí)例，應(yīng)用鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：該指標(biāo)體系能夠較好地反映車(chē)站調(diào)車(chē)作業(yè)安全狀況。

鐵路；調(diào)車(chē)作業(yè)；安全；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

調(diào)車(chē)作業(yè)是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)的重要組成部分，調(diào)車(chē)作業(yè)安全是鐵路安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]，保障調(diào)車(chē)作業(yè)安全是鐵路安全防控的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來(lái)，由于路網(wǎng)密度的增加、車(chē)輛周轉(zhuǎn)的加大、調(diào)車(chē)任務(wù)的加重，由調(diào)車(chē)工作引起的事故率居高不下，呈現(xiàn)反復(fù)多發(fā)的態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鐵路發(fā)生的調(diào)車(chē)事故占全路行車(chē)事故的50%以上[2]，調(diào)車(chē)作業(yè)安全問(wèn)題尤顯凸出。

1 調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理特點(diǎn)

調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理屬于鐵路運(yùn)輸安全管理的范疇，有其管理的特殊性。調(diào)車(chē)作業(yè)因其工作量大、參與工種多、技術(shù)環(huán)節(jié)復(fù)雜，涉及面廣，造成系統(tǒng)管理難度較大。因此，把調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理放在系統(tǒng)的框架內(nèi)考慮，分析調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理各方面的特點(diǎn)，才能形成對(duì)調(diào)車(chē)作業(yè)安全的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。調(diào)車(chē)作業(yè)安全管理的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）人員控制特點(diǎn)。調(diào)車(chē)作業(yè)由調(diào)車(chē)長(zhǎng)、連接員、調(diào)車(chē)區(qū)長(zhǎng)、信號(hào)員、調(diào)機(jī)司機(jī)、列檢等多個(gè)關(guān)鍵工種協(xié)作完成，各工種分別隸屬車(chē)務(wù)、機(jī)務(wù)、車(chē)輛部門(mén)管理，綜合管理難度大。調(diào)車(chē)作業(yè)過(guò)程中，需要耗費(fèi)大量的體力與精力，對(duì)員工心理生理素質(zhì)、技術(shù)業(yè)務(wù)能力、思想意識(shí)等方面有較高要求。員工技術(shù)業(yè)務(wù)能力低下，存在僥幸心理、麻痹心理、異常心理等不良心理，生理上過(guò)于疲勞都是導(dǎo)致調(diào)車(chē)事故發(fā)生的潛在隱患[3-4]。

（2）設(shè)備控制特點(diǎn)。調(diào)車(chē)作業(yè)設(shè)備種類(lèi)繁多，包括機(jī)車(chē)、道岔、信號(hào)、駝峰牽出線等復(fù)雜關(guān)鍵設(shè)備。由于調(diào)車(chē)工作量大，關(guān)鍵設(shè)備不分晝夜地連續(xù)協(xié)作、沖擊劇烈，磨損、老化等有形損耗現(xiàn)象嚴(yán)重。為保證調(diào)車(chē)作業(yè)的安全，必須要求調(diào)車(chē)作業(yè)設(shè)備具有較高的可靠性，檢修工作到位。隨著一些高科技設(shè)備設(shè)入到調(diào)車(chē)工作中，調(diào)整好人—設(shè)備的耦合關(guān)系，增強(qiáng)職工對(duì)設(shè)備的使用熟悉程度也非常重要[5-9]。

（3）環(huán)境控制特點(diǎn)。調(diào)車(chē)工作對(duì)作業(yè)環(huán)境要求較高，站場(chǎng)布局、照明條件、行走路面等都是影響調(diào)車(chē)效率與安全的重要因素。惡劣自然環(huán)境，尤其是極端氣候條件對(duì)調(diào)車(chē)安全的影響極大；另外，由于調(diào)車(chē)過(guò)程中摘掛車(chē)輛、檢查線路、指示信號(hào)等操作都依賴(lài)于人員來(lái)完成，因此在管理上必須更加嚴(yán)格的執(zhí)行“以人為本”的管理方針，使作業(yè)人員保持較高的警惕。

2 構(gòu)建調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

對(duì)車(chē)站調(diào)車(chē)作業(yè)安全狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、檢測(cè)、預(yù)報(bào)、評(píng)價(jià)研究是保障調(diào)車(chē)作業(yè)安全的重要手段。針對(duì)具體車(chē)站，必須明確與調(diào)車(chē)安全相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)，綜合測(cè)評(píng)后才能形成安全性的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。因此，通過(guò)總結(jié)現(xiàn)有理論和實(shí)踐研究成果，綜合考慮影響調(diào)車(chē)安全的人員、設(shè)備和環(huán)境控制因素(包含管理環(huán)境)，建立系統(tǒng)化的鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為調(diào)車(chē)安全評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的基本原則

（1）科學(xué)性原則。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)建立在科學(xué)性的基礎(chǔ)上，指標(biāo)內(nèi)涵明確，測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法規(guī)范，能夠反映鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)安全水平的實(shí)際情況。

（2）系統(tǒng)性原則。調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取必須放在人—機(jī)—環(huán)境的安全系統(tǒng)工程管理框架內(nèi)，即要兼顧全面，又要突出目標(biāo)對(duì)象的特點(diǎn)。

（3）可操作性原則。指標(biāo)選擇應(yīng)簡(jiǎn)單明了，盡量利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和已有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)指標(biāo)量化及獲取數(shù)據(jù)容易，操作簡(jiǎn)單，使之具有實(shí)際應(yīng)用和推廣價(jià)值。

（4）獨(dú)立性。調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)與指標(biāo)之間應(yīng)相互補(bǔ)充、相互協(xié)調(diào)，充分考慮指標(biāo)之間的相關(guān)性，避免指標(biāo)之間的重復(fù)與沖突，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)體系的最優(yōu)化。

（5）動(dòng)態(tài)性原則。選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)具有時(shí)間概念，堅(jiān)持靜態(tài)指標(biāo)與動(dòng)態(tài)指標(biāo)相結(jié)合，考慮動(dòng)態(tài)完善的過(guò)程。

2.2 指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟

調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是深入研究調(diào)車(chē)安全控制因素，正確選擇敏感性參數(shù)?？茖W(xué)選取評(píng)價(jià)指標(biāo)的主要步驟如下。

（1）分析現(xiàn)有調(diào)車(chē)事故案例，統(tǒng)計(jì)在特定環(huán)境、特定控制因素下調(diào)車(chē)事故發(fā)生的規(guī)律，并結(jié)合相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，初步篩選出評(píng)價(jià)指標(biāo)，保證指標(biāo)體系的科學(xué)性與系統(tǒng)性。

（2）利用數(shù)據(jù)挖掘、交叉影響分析等手段對(duì)初步篩選的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)處理，以去除重復(fù)或交叉的因素，保證評(píng)價(jià)指標(biāo)的獨(dú)立性。

（3）定量指標(biāo)與定性指標(biāo)相結(jié)合，區(qū)分評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定性與不確定性。定性指標(biāo)能給予較準(zhǔn)確的程度等級(jí)描述，盡量對(duì)其進(jìn)行量化處理；對(duì)具有不確定性的指標(biāo)采用恰當(dāng)?shù)牟淮_定信息描述方法處理，建立模糊等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）采用專(zhuān)家打分法、層次分析法、熵權(quán)算法等方法確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

2.3 調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

決定調(diào)車(chē)安全的三大要素包括人員控制因素、設(shè)備控制因素和環(huán)境控制因素(包含管理環(huán)境)，調(diào)車(chē)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取是針對(duì)3類(lèi)控制因素提取全面信息。調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。

3 調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的應(yīng)用

廣通站位于成(成都)昆(昆明)鐵路南段，調(diào)車(chē)作業(yè)方式屬于平面牽出線調(diào)車(chē)的范疇。受地形條件、設(shè)備狀況和員工操作行為等諸多因素的影響，該站近幾年頻發(fā)調(diào)車(chē)沖突事故，使得調(diào)車(chē)安全控制被提升至重點(diǎn)控制議案。以下利用建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，針對(duì)該站實(shí)際情況，對(duì)調(diào)車(chē)安全狀況進(jìn)行綜合識(shí)別。

表1 調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.1 評(píng)價(jià)方法的選取

選取基于熵權(quán)的未確知測(cè)度方法[10]確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：基于信息熵原理的指標(biāo)權(quán)重求法具有較好的客觀性，能從側(cè)面反映指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)程度；操作過(guò)程簡(jiǎn)單，特別是過(guò)程中基于主觀概率式的測(cè)度求法能很好地解決定量指標(biāo)數(shù)據(jù)難以獲取、定性指標(biāo)難以量化的問(wèn)題。

設(shè)待評(píng)價(jià)對(duì)象x評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為：I＝{I1，I2，…，IN}，評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：C＝{c1，c2，…，cm，…，cM}，cm(1≤m≤M)為第m個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)，規(guī)定cm按照等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的高低順序排列，即c1＜c2＜…＜cM或c1＞c2＞…＞cM。

3.1.1 單指標(biāo)測(cè)度評(píng)價(jià)矩陣

用xn表示樣本x在指標(biāo)In下的觀測(cè)值。根據(jù)評(píng)估對(duì)象x關(guān)于指標(biāo)In的觀測(cè)值xn不同，相應(yīng)該指標(biāo)使x處于某一評(píng)語(yǔ)等級(jí)的程度也不相同。設(shè)xn使x處于第m個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)cm的程度為μnm，μnm是對(duì)這種程度的一種測(cè)量結(jié)果，作為一種測(cè)度必需滿足有界性、可加性、歸一性等統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則，即μnm應(yīng)滿足以下條件：

式中：n＝1，2，…，N；m＝1，2，…，M。

滿足上述3條準(zhǔn)則的μnm稱(chēng)為未確知測(cè)度，簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)度。由此建立單指標(biāo)測(cè)度評(píng)價(jià)矩陣U。

式中：μnm表示觀測(cè)值xn使x處于cm評(píng)語(yǔ)等級(jí)的未確知測(cè)度。

3.1.2 綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)

若關(guān)于對(duì)象x的單指標(biāo)測(cè)度評(píng)價(jià)矩陣U與指標(biāo)權(quán)重向量W都已明確，則關(guān)于對(duì)象x的評(píng)價(jià)向量計(jì)算公式為T(mén)＝WU。

式中：ωn(1≤n≤N)表示第n個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。則T＝(ε1,ε2,…,εM) 為評(píng)價(jià)對(duì)象x的綜合評(píng)價(jià)特征向量。

3.1.3 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

對(duì)評(píng)語(yǔ)等級(jí)的劃分是有序的，第m個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)cm好于第m＋1 個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)cm+1，因此最大隸屬度識(shí)別準(zhǔn)則不再適合，改用置信度識(shí)別準(zhǔn)則。置信度λ(λ＞0.5)通常取 0.6 或 0.7，當(dāng)λ取 0.6 時(shí)評(píng)價(jià)結(jié)果偏向于保守，令：

判斷xi處于第m0個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)cm0。

3.2 安全等級(jí)劃分

安全等級(jí)劃分上，基于心理學(xué)家米勒的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在某個(gè)屬性上對(duì)等級(jí)進(jìn)行判別時(shí)，普通人能正確區(qū)別屬性的等級(jí)在 5～9 級(jí)之間[11]。因此為提高安全水平優(yōu)劣的識(shí)別準(zhǔn)確度，將安全等級(jí)劃分為 5級(jí)，如表2所示。

3.3 指標(biāo)安全等級(jí)原始數(shù)據(jù)的獲取

邀請(qǐng)調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)相關(guān)專(zhuān)家 10 位，在專(zhuān)家學(xué)者對(duì)指標(biāo)體系與等級(jí)論域進(jìn)行總體了解的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)對(duì)車(chē)站調(diào)車(chē)工作的整體考查后，對(duì)指標(biāo)安全狀態(tài)進(jìn)行投票打分，每項(xiàng)指標(biāo)以 10 分計(jì)，分布于5個(gè)等級(jí)上，廣通站調(diào)車(chē)工作安全評(píng)價(jià)指標(biāo)安全等級(jí)打分結(jié)果如表3所示。

3.4 測(cè)度矩陣與指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

用測(cè)度的主觀概率式求法計(jì)算測(cè)度矩陣，即測(cè)度μnm。

表2 安全等級(jí)劃分情況

表3 廣通站調(diào)車(chē)工作安全評(píng)價(jià)指標(biāo)安全等級(jí)打分結(jié)果

式中：ηnm表示指標(biāo)In在cm上的投票統(tǒng)計(jì)總數(shù)。則

由于存在指標(biāo)隸屬于某一等級(jí)得票為0的情況，因此對(duì)廣通站指標(biāo)體系得票數(shù)分別累加 1，此時(shí)利用熵權(quán)計(jì)算公式[10]。

式中：gn(1≤n≤N)表示第n個(gè)指標(biāo)的差異因素；ωn(1≤n≤N)表示第n個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

計(jì)算得指標(biāo)體系的權(quán)重向量：W＝(0.020 7，0.028 4，0.054 8，0.097 9，0.047 1，0.038 8，0.072 8，0.081 1，0.036 7，0.010 4，0.020 7，0.052 6，0.054 8，0.010 4，0.097 9，0.054 8，0.028 4，0.036 7，0.022 7，0.028 4，0.010 4，0.054 8，0.028 4，0.010 4)。

3.5 安全等級(jí)識(shí)別

根據(jù)公式⑴計(jì)算綜合評(píng)價(jià)特征向量T：

＝(0.106 6，0.164 1，0.287 6，0.357 4，0.0867)

根據(jù)置信度識(shí)別準(zhǔn)測(cè)，取置信度λ＝0.6(保守情況)，對(duì)評(píng)價(jià)特征向量所涵蓋的評(píng)價(jià)特征分量依次求和：k＝3 時(shí)，0.106 6＋0.164 1＋0.287 6＝0.558 3＜0.6；k＝4 時(shí)，0.106 6＋0.164 1＋0.287 6＋0.357 4＝0.915 7＞0.6，意味著安全水平已大于所給置信度，因此該站的安全等級(jí)為c4級(jí)，即廣通站調(diào)車(chē)作業(yè)安全級(jí)別隸屬于“較差”狀態(tài)。此外，由熵權(quán)可以看出：調(diào)車(chē)人員心理狀態(tài)，職工作業(yè)認(rèn)真程度，疲勞，天氣、氣象情況是導(dǎo)致該站安全等級(jí)較差的主要原因，車(chē)站應(yīng)作重點(diǎn)整改。結(jié)合廣通站近幾年調(diào)車(chē)事故發(fā)生情況，本例測(cè)評(píng)結(jié)果比較符合客觀實(shí)際，在一定程度上表明建立的指標(biāo)體系能夠運(yùn)用于實(shí)際工作中。

4 結(jié)束語(yǔ)

在分析調(diào)車(chē)安全管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，挖掘出包括人員、設(shè)備、環(huán)境類(lèi)共 24 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，初步構(gòu)建了調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系考慮了影響調(diào)車(chē)安全管理的各方面因素，并在實(shí)例應(yīng)用中取得了較為可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果，說(shuō)明該指標(biāo)體系能夠較全面地刻畫(huà)車(chē)站調(diào)車(chē)作業(yè)安全水平的實(shí)際情況，能夠用于對(duì)調(diào)車(chē)作業(yè)安全性的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)、檢測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)研究，完善了調(diào)車(chē)安全管理工作。此外，調(diào)車(chē)作業(yè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，在今后的工作中還應(yīng)深入研究，并統(tǒng)計(jì)量化指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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Study on Application of Safety Evaluation Index System of Railway Shunting Operation

MA Yi1,WANG Xi-liang2,ZHU Xiu-man1

(1. School of Traffic and Transportation,Shijiazhuang Tiedao University,Shijiazhuang 050043,Hebei,China;
2. School of Civil Engineering,Shijiazhuang Tiedao University,Shijiazhuang 050043,Hebei,China)

Based on analyzing safety management characteristics of railway shunting operation,as well as the design principle of sciences,system,maneuverability,independence and dynamics,the safety evaluation index system of railway shunting operation was established from three aspects of person performance,equipment factor and environment factor. Combined with unascertained measure method based on entropy weight,and taken Guangtong Station as example,the evaluation was taken by using safety index system of railway shunting operation. The results shown the system could preferably refl ect the safety status of shunting operation in station.

Railway; Shunting Operation; Safety; Evaluation Index System

1003-1421(2011)10-0032-06

U292.2+5

A

2011-05-16

宋小滿