编组站生产设备安全评价的探讨

戴文俊 上海铁路局南翔站

编组站生产设备安全评价的探讨

戴文俊 上海铁路局南翔站

生产设备是保证编组站安全生产的最直接因素之一，而对生产设备安全评价的缺失会导致对生产设备的管理较为盲目和低效。从编组站现场管理的角度出发，以生产设备的安全重要度和安全性能为评价内容，以层次分析法为理论依据，讨论编组站生产设备安全评价的方法，并基于安全评价提出具有可操作性的生产设备管理建议。

生产设备；设备安全重要度评价；设备安全性能评价；层次分析法

1 引言

生产设备是编组站系统的重要组成部分，是保证编组站安全高效运转的最直接的因素之一。生产设备安全隐患的排查和日常监管一直是编组站管理中的重要内容。然而，目前编组站现场对于生产设备的管理效率较低，具体表现在对设备的安全隐患排查工作不容易抓住重点，往往凭经验对设备进行维护和管理；对设备安全状态的监管工作没有科学的预见性，只是当设备出现了异常才能看到存在的问题。造成这些管理漏洞的主要原因是现场对于生产设备安全评价的缺失。本文从编组站现场管理的角度出发，对编组站生产设备的安全评价内容和方法进行探讨，并提出基于安全评价的具有可操作性的生产设备管理建议。

2 生产设备安全评价内容和方法

对于生产设备安全的评价应至少包括两个方面：一是从编组站生产设备系统整体的角度出发来评价各设备对于设备系统整体安全的重要性，为了方便叙述，本文称之为设备安全重要度评价。设备的安全重要度能够体现各生产设备在车站运输生产安全中所扮演角色的重要性，是设备自身的性质所决定的，与设备的状态无关，其评价结果会随着编组站系统结构的变化而变化。二是从设备本身出发，对各生产设备自身安全性能进行评价，为了方便叙述，本文称之为设备安全性能评价。设备的安全性能评价是对生产设备是否处于安全工作状态的评估，其评价结果会随着时间的推移而产生变化。

通过对问题特点的分析，本文采用层次分析法理论对生产设备安全的评价方法进行探讨。

2.1 层次分析法理论

层次分析法是一种把人的思维过程层次化、数量化，并运用数学分析、决策、预报或控制提供定量的依据，从而对系统进行定性、定量分析的系统分析方法，常用来解决评价问题。

层次分析法的基本原理是根据问题的性质和总目标，将问题分解为不同组成因素，按照各因素间的相互关系影响以及隶属关系将各因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，并最终将系统分析归结为底层相对于顶层的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。

在排序计算中，每一层次的元素相对于上一层以某一元素的单排序问题又可简化为一系列成对因素的判断比较。为此引入1~9标度法，用决策者的经验判断各因素间的相对重要程度，并写成判断矩阵形式，通过计算判断矩阵的最大特征值及相应的归一化特征向量，计算出某一层相对于上一层某一个元素的相对重要性权值，用上一层元素本身的权值加权综合，即可计算出层次总排序权值，从而得出底层元素相对于顶层的相对重要性权值或相对优劣次序的排序值。

层次分析法的基本步骤如图1所示。

图1 层次分析法基本步骤

2.2 设备安全重要度评价方法

根据设备安全重要度评价的目的，其结果形式应是各生产设备关于生产设备系统整体安全的重要性权重值。设编组站有n个生产设备S1，S2…Sn，这些设备关于系统整体安全的重要性权重值WS1，WS2…WSn具有以下特性：

（1）各权重值为小于等于1的非负数，即

（2）各权重值叠加和为1，即

上述特性也可以理解为，如果设备系统整体安全性为1的话，各设备的安全性则是组成这个整体1的元素，其重要性权重值 则代表各设备的安全性在系统整体安全中所占比例的大小。

为了计算各生产设备对于系统安全的重要性权重值，根据层次分析法理论，在对分析对象（编组站生产设备系统）实际情况充分掌握的前提下，首先应构建以编组站生产设备系统安全为总目标（顶层），以各生产设备为基本因素（底层）的递阶层次结构图，如图2所示。

图2 生产设备安全重要度评价递阶层次结构图

在构建递阶层次结构图时，某一元素对下一层有支配关系的元素数量不应超过9个，元素多时可以将这些元素进一步分组；若下一层某个元素与上一层两个或多个元素同时构成逻辑关系，则应用直线段将这些逻辑关系全部表示出来；允许存在不与下一层任何一个元素构成逻辑关系的元素，但该元素应看作是底层元素。对于生产设备安全重要度评价递阶层次结构图来说，所有底层元素必须是具体的生产设备。

在建立递阶层次结构以后，上下层次之间元素的隶属关系就被确定了。底层设备元素相对于顶层系统安全目标的重要性权重值需要自上而下逐层计算。具体计算流程如图3所示。

计算过程中，在构建两两比较的判断矩阵时，应请对编组站现场相关专业有足够操作和管理经验的多名人员共同比较判断各因素间的相对重要性。如果对计算结果的准确性有很高的要求，则同时应对层次总排序过程进行一致性检验。

图3 底层元素对于目标层权重值的计算流程图

2.3 设备安全性能评价方法

对设备的安全性能，如果只是简单的定性评价，则往往由于缺乏依据而不容易被人接受；如果直接进行定量打分，不仅主观性太强，而且无法深入了解导致设备处于不安全状态的关键因素。为了使评价结果较为客观，同时发现设备的安全隐患所在，首先应对影响设备安全性能的因素进行分析，并构造以该设备安全性能为目标的递阶层次结构模型图，如图4所示。

图4 生产设备安全性能递阶层次结构图

生产设备安全性能递阶层次结构的层数和各层元素数量根据设备性质、评价精度及评价边界等确定。一般底层元素为不能再继续分析下去或没必要再分析下去的因素。

通过图3中的计算步骤便可得出各底层元素对于设备安全性能的重要性权重值，设备安全性能的定量评价及设备安全隐患的发现则可以通过对各底层元素所代表的影响因素进行定量打分实现。

设对于总目标设备安全性能Z有m个底层元素C1，C2，…Cm，对顶层元素的重要性权值分别为WC1，WC2，…WCm。统一设定一个安全性打分标准（如满分为100分），若各底层元素代表的因素的安全性分值分别为gC1，gC2，…gCm，则目标设备Z的安全性分值：

其中WCigCi是底层元素Ci对于目标层Z安全性分值的贡献值。如果仅分析各因素对设备安全性能的贡献值，很难直观的判断设备的安全隐患所在。若打分标准满分为G，则可以将G-gz定义为设备的危险性分值，相对应的各因素的危险性分值为WCi（G-gCi），通过对危险性分值的判断与排序便可直观的看出哪些因素对设备的安全性能破坏性较大，需及时进行维护与修复。

3 编组站现场管理中的应用

3.1 生产设备安全评价工作的组织

生产设备的安全重要度评价结果主要与编组站设备系统的组成与结构、生产作业流程、生产作业方式等有关，所以当这些因素发生变化时应对各生产设备的安全重要度进行重新评价。参与评价过程的人员应包括对评价对象生产设备状况熟悉的人员、对现场作业流程和方式熟悉的人员、对编组站现场安全管理与分析有足够经验的人员以及相关计算、统计人员。

生产设备安全性能会随着很多复杂的因素变化，其中很多因素是无法描述和计量的，但评价结果总体会随着时间的推移而产生变化。所以对于生产设备安全性能的评价应定期实施。参与评价过程的人员应包括设备维护和检修人员、设备专业技术人员、设备设计与生产单位、设备日常使用和管理人员、相关计算和统计人员等。

3.2 基于安全评价的生产设备管理

安全评价结果一般用于生产设备安全隐患的排查、设备的维护、设备的日常监管等工作。具体可以从以下几方面实施。

（1）将各设备按照安全重要度大小划分等级，对不同等级的设备区分制定管理方案。对于等级较高的生产设备，安全隐患排查工作应采用较短的周期，日常监管应做好更详细的记录。

（2）设备的安全隐患排查中，对于安全性能评价指标低于预期值的设备进行重点分析，及时分析和处理对设备安全性能破坏性较大的因素，对设备可能出现的故障进行预处理。

（3）根据各设备的安全性能影响因素建立对应的记录台账，在设备运用过程中实时对各因素的状态进行记录，现场管理人员应经常性的对台账进行检查，发现可能会导致设备处于不安全状态的问题应及时汇报。

4 结束语

随着我国铁路的高速发展，编组站的生产设备越来越趋于自动化，安全生产也越来越依赖于生产设备，所以对生产设备的安全评价工作应给与足够的重视。本文从设备的安全重要度和安全性能两个方面进行了阐述和讨论，认为这两种评价不仅在理论方法上可行，对于现场管理也具有很大的参考价值。生产设备安全的动态评价可以作为进一步研究的课题。

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责任编辑：王 华

来稿日期：2016-12-02