高速铁路列车调度应急处置能力模糊评价研究

陈振华

（上海铁路局 调度所，上海 200071）

在高速铁路日常运营中，由于列车运行速度高、密度大，突发的设备故障、恶劣天气、异常事件将极大影响列车运行秩序和运行安全。列车调度员作为调度区段行车工作的指挥者，处置非正常行车工作的能力直接关系到铁路安全，可以为上级部门决策提供重要依据。因此，列车调度员应急处置能力评价是涉及多因素的综合评价问题，适用方法有定性评价法、定量评价法及综合评价法等，根据评价对象的特点选择基于模糊理论的研究方法，构建列车调度员应急处置能力评价体系，在模型计算中运用模糊判断矩阵对各因素进行定量分析和评价。

1 应急处置能力评价体系的建立

在列车调度员应急处置能力评价工作中，构建合理的应急处置能力评价指标体系与评价模型是工作重点。评价指标的选取需要对列车调度员处置非正常行车过程中应具备的各项素质进行系统分析和认知，同时兼顾指标间的独立性、实用性及可操作性。在以上需求和相关研究成果的基础上[1-2]，针对高速铁路区段列车调度员应急处置工作的特点，确定评价指标如下。

（1）基础能力B1。包括列车调度员对应急预案的熟悉程度C1、对线路设备的熟悉程度C2、危机意识C3、工作经验C4及心理素质C5。基础能力是列车调度员应急处置工作的基础。随着高速铁路运营经验的积累，有关技术规章在不断修改，相应的应急预案也在不断调整，客观上要求列车调度员加强学习以适应规章预案调整后的工作；在高速铁路逐渐成网的过程中，面对区段内已开通运营线路的设备、车辆性能、供电单元、列控中心状况所发生的变化，列车调度员应密切掌握这些变化给行车工作带来的影响；强烈的危机意识可以使列车调度员在接到安全信息后快速反应，及时采取应对措施；丰富的工作经验有助于列车调度员正确判断事件的影响范围；良好的心理素质可以帮助列车调度员合理有序地安排各项工作。

（2）交流能力B2。包括信息获取过程中语言的有效性C6、信息通报的实时性C7、信息通报顺序的合理性C8、信息通报部门的完备性C9及响应信息的实时性C10。对突发事件的处理需要清晰、快速的信息支持，良好的信息交流能力可以帮助列车调度员在最短时间内有序、合理地调动相应的资源，做好各项安全卡控措施。

（3）操作能力B3。包括列车接发流程的准确程度C11、列车接发操作的熟悉程度C12、特定行车凭证的熟悉程度C13及列控限速设置流程的熟悉程度C14。列车接发流程是指在完成列车接发过程中，列车调度员与助理调度员的一系列互控流程；列车接发操作是指列车调度员在开放、关闭信号过程中需要完成的一系列按钮操作；列控限速设置流程中，列车调度员应注意与助理调度员确认限速里程、限速设置时机的选择。高速铁路区段列车调度员直接负责列车接发工作，上述操作能力是调度员在应急处置中应当具备的特定能力。

（4）调整能力B4。包括重新编制列车运行调整计划的实时性C15、准确性C16及线路使用的合理性C17。高速铁路调度区段在分散自律控制模式下，信号系统通过列车调度员下达的运行计划自动控制信号开放。因此，列车调度员在采取初始处置措施后，应根据非正常行车的类型及时编制列车运行调整计划。重新编制列车运行调整计划的实时性、准确性和合理性体现了列车调度员处置非正常行车的综合能力。

综上所述，构建列车调度员应急处置能力评价指标体系如图 1 所示。

2 模糊综合评价模型

模糊综合评价法是对多因素影响事物进行全面评价的决策方法，在多项研究[3-5]中均有应用。该方法在有一定数量评审专家的前提下比较适用。针对列车调度员应急处置能力评价指标体系进行以下多层次模糊综合评价。

2.1 多层次模糊综合评价法

多层次模糊综合评价通过构造模糊关系矩阵，将评价对象的模糊指标进行量化 ( 即确定隶属度 )，然后利用模糊变换原理对各指标进行综合评判[6]，具体操作步骤如下。

（1）设U= {u1，u2，…，un}为评价对象一级评价指标构成的因素集，W= {w1，w2，…，wn} 为其权重集i= 1，2，…，n；j= 1，2，…，m。

图1 列车调度员应急处置能力评价指标体系

（3）设S= {s1，s2，…，sl}为评语集，适用于任意因素集。对Vi中的每个因素vij进行单因素综合评判，从而得到模糊评价矩阵Ri= (rjk)m×l。其中：rjk为因素vij对k级评语的隶属度，j= 1，2，…，m；k= 1，2，…，l。隶属度可以采取专家打分法，通过隶属度函数求解，计算公式为

式中：djk为对因素cij作出k级评语的人数，d为专家组总人数。

（4）运用模糊矩阵的合成运算，得到Vi的综合评判向量Yi，计算公式为

式中：合成算子 ° 为普通的矩阵乘法算子。

（5）对一级指标构成的因素集U进行评判，其中因素集U的评判矩阵R由因素集Vi的综合评判向量Yi构成。

（2）设Vi= {vi1，vi2，…，vim}为一级评价指标ui对应的二级评价指标组成的因素集，Wi= {wi1，wi2，…，wim} 为其权重集因素集U的最后综合评判结果为

（6）对模糊综合评价结果向量进行分析。实际中最常用的方法是最大隶属度原则，但是某些情况下损失信息很多，可以使用加权平均法进行分析。

2.2 模糊判断矩阵

评价指标的权重计算是模糊综合评价法的一项重要工作，常用的层次分析法在计算上存在一些缺点，如矩阵阶数较大时，检验判断矩阵的一致性计算量较大。下面采用模糊判断矩阵计算指标权重系数。

设评价指标集A= (a1，a2，…，an)有二元对比矩阵P= (pij)n×n，0 ≤pij≤ 1，pij为元素ai比aj重要的隶属度。若P满足以下性质：①pij= 0.5，则称P为模糊判断矩阵。若模糊判断矩阵P满足pij=pik-pjk+ 0.5，则称P为模糊一致矩阵。判断模糊判断矩阵P为模糊一致矩阵的充要条件是任意指定两行的对应元素之差为常数[7]。选用合适的标度对评价指标进行重要性比较，标度含义如表 1 所示。

设W= (w1，w2，…，wn) 为指标集A= (a1，a2，…，an) 的权重向量。当模糊判断矩阵P是模糊一致矩阵时，则wi计算公式为[8-9]

表1 标度含义

3 模型应用

在高速铁路列车调度员应急处置能力评估中，以应急处置能力评价指标体系的 4 个一级指标和17 个二级指标构建因素集。设定评语集S={优，良，合格，差}，同时对评价的语义学标度进行量化，依次赋值 4，3，2，1。当综合评价得分x＞3.5时，认为被评调度员应急处置能力为优；当综合评价得分 2.5＜x≤3.5 时，认为被评调度员应急处置能力为良；当综合评价得分 1.5＜x≤2.5 时，认为被评调度员应急处置能力为合格；当综合评价得分x≤1.5 时，认为被评调度员应急处置能力为差。以行车、安全、教育等部门的 10 名负责人员组成专家组进行调查，根据⑴式得到被评调度员不同指标的隶属度，如表 2 所示。

表2 评价指标隶属度

根据表 1 可以建立各级评价指标的模糊判断矩阵，根据⑶式得到各级评价指标的权重集，如表 3—表 7 所示。

表3 二级指标对一级评价指标 B1 的模糊判断矩阵

表4 二级指标对一级评价指标 B2 的模糊判断矩阵

表5 二级指标对一级评价指标 B3 的模糊判断矩阵

表6 二级指标对一级评价指标 B4 的模糊判断矩阵

表7 一级评价指标的模糊判断矩阵

根据以上计算结果，由⑵式可得二级评价指标的综合评价向量为

最后，计算得到一级评价指标的综合评价向量Y= ( 0.327，0.384，0.232，0.056 )，综合评价得分x= 0.327 × 4 + 0.384 × 3 + 0.232 × 2 + 0.056 × 1 = 2.98。因此，被评调度员应急处置能力为良。

4 结束语

根据高速铁路列车调度员应急处置特点，建立应急处置能力评价指标体系，通过引用模糊综合评价法对列车调度员应急处置能力进行量化评价，在评价过程中引入模糊判断矩阵，简化了计算过程，便于评价方法的推广。该评价方法可用于应急处置演练或实际非正常行车工作的事后评估。通过对列车调度员应急处置能力的评价，可以发现工作中的不足，有利于改进和提高。下一步的改进方向在于增加模型指标体系的定量指标，通过利用日常管理中积累的资料，改变综合评价中隶属度函数较为单一的局面。

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