综合交通枢纽运营安全风险评估

万瑛莹, 王顺豪, 张启坤

(西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031)

[定稿日期]2017-09-15

随着我国交通基础设施建设的快速发展，交通综合化早已成为交通发展的主流。综合交通枢纽作为多种交通方式的聚集点，比起单一枢纽更容易受到不安全因素的影响，一旦综合交通枢纽发生事故，则可能导致一种或多种交通方式受到影响甚至瘫痪。届时，人民的生命和财产安全也会受到威胁，因此，如何保障综合交通枢纽的运营安全，也是我们需要思考的问题。

综合交通枢纽是整合铁路、公路、航空、航运和运输管道为一体的海陆空协同枢纽体系，是综合交通运输体系的重要组成部分，是衔接多种运输方式、辐射一定区域的客、货转运中心[1]。结合相关文献，铁路、公路、航空、航运和运输管道五种交通运输方式的枢纽站有共同点但也有其特性，尤其是运输管道的站场与其他四种区别很大，站场位置也不宜与其他四种交通运输枢纽选在同一处或者距离过近。因此，本文研究的综合交通枢纽是承担客运运输任务的，以航空、铁路等城市大型对外交通设施为主，配套设置轨道交通车站、公交枢纽站、社会停车场库、出租汽车营业站等市内交通设施的大型连接城市内外的综合交通枢纽[2]。

综合交通枢纽运营安全风险评估是一个涉及多因素、多目标的过程。交通方式综合化使其面临的风险因素更多、更复杂，其风险因素本身模糊性较强，难以准确描述，使得风险评价变得更加困难。针对这些模糊性较强、不易量化的因素，利用模糊综合评价方法可以较好地处理，因而本文通过分析综合交通枢纽在运营期间面临的风险，选用模糊综合评价方法对综合交通枢纽运营安全风险评估进行研究。

1 综合交通枢纽运营安全风险评估体系的构建

本文针对综合交通枢纽的突发事件进行风险分析，将突发事件分为自然灾害、事故灾害，公共卫生事件和社会安全事件[3]，并总结出各类突发事件的危险源，将危险源进行分析得到风险评估体系的指标层，采取层次分析法来确定指标权重，然后选用模糊综合评判法计算，最后得出风险等级。

1.1 综合交通枢纽运营安全风险指标体系构建

评价指标体系的构建对综合交通枢纽运营安全风险评估结果是否科学有着至关重要的作用，主要采用以下方法选取综合交通枢纽安全风险指标体系。以综合交通枢纽运营安全风险值作为总目标层，代表最终风险水平，将综合交通枢纽客运组织过程中的突发事件(自然灾害、事故灾害，公共卫生事件和社会安全事件)作为分目标层，对各类突发事件进行分析，得出造成突发事件的危险源， 将危险源进行分析筛选，得出指标层。其中，事故灾害的致灾因素较多，为了保证评价方法有效，将其按照人员、设备、环境、管理因素分为四类。由此得出综合交通枢纽运营安全风险指标体系见表1、表2。

1.2 指标权重的确定

由于综合交通枢纽安全风险评价指标多为定性指标，层次分析法是一种针对定性问题做出定量分析的有效方法，因此本文采用层次分析法确定指标权重[4]。

1.2.1 构建层次分析模型

在运用层次分析法确定指标权重时，应在深入分析实际问题的基础上，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次。同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。最上层为目标层，通常只有一个因素，最下层通常为方案或对象层，中间可以有一个或几个层次，通常为准则或指标层[5]。

1.2.2 构造成对比较判断矩阵

从层次结构模型的第2层开始，对于从属于或影响上一层每个因素的同一层诸因素，用成对比较法和1～9比较尺度(表3)构造成对比较阵，直到最下层。设某层有n个因素X={x1,x2,...，xn}，要比较它们对上一层的影响程度，每次取两个因素xi和xj，用hij,表示指标hi与指标hj的比较结果，从而即可构造出判断矩阵，则有：

表2 事故灾难风险值指标体系

1.2.2.1 计算权向量

对于每一个判断矩阵计算最大特征根及对应特征向量，采用几何平均法来求取权向量[6]。

(1)将判断矩阵的因素按照行相乘。

(1)

表3 比较尺度含义(hi和hj相比较)

(2)将所得的结果开n次方。

(2)

(3)

(4)得到特征向量。

W=(w1,w2,...,wn)T

1.2.2.2 一致性检验

采用构造判断矩阵的方法虽然能够比较客观地反映两因素之间的重要程度差别，但是由于评估人员的认知程度不一，考虑的出发点不同，因此在比较全部的结果时，可能会出现矛盾的结论。为了保证权重的科学性及合理性，判断矩阵需被进行一致性检验。计算公式如下：

(4)

式中：CR为判断矩阵的一致性比率；CI为判断矩阵的一致性指标；RI为判断矩阵的随机一致性指标。RI的值见表4。

表4 1～9阶判断矩阵随机一致性指标

为判断矩阵的最大特征值)

(5)

当CR<0.1时，则表明层次总排序通过一致性检验，认为权重的分配是合理的，否则需要重新调整判断矩阵，直到满足一致性要求。

1.3 指标的量化

上述评价指标可运用如下方法进行指标的量化：

(1)自然灾害风险值可根据该综合交通枢纽所在地区近几年的气象资料和地震频率及地震烈度确定；

(2)事故灾难风险值中，人为因素、设备因素和环境因素可根据近几年事故发生的统计资料确定其发生的频率决定，管理因素根据设备检修频率和应急演练频率确定；

(3)由于公共卫生事件和社会安全事件这两类事件具有突发性，可以通过突发事件的发生概率来对指标进行量化。

1.4 综合交通枢纽运营安全风险评估模型

(1)确定综合交通枢纽突发事件评价指标(表1、表2)；

(2)采用层次分析法确定各评价指标的权重 ；

(3)将评价指标量化并请专家打分；

(4)采用模糊综合评判法对综合交通枢纽风险值进行计算；

(5)确定评价等级，参考相关项目的分级标准，将综合交通枢纽安全风险评价集定为V={v1,v2,v3,v4,v5}={A,B,C,D,E}五个等级，其中A为最低风险值，E为最高风险值(表5)。

表5 综合交通枢纽运营安全风险等级划分

1.5 综合交通枢纽风险控制措施

结合前面对风险等级的划分，可根据不同的风险等级，针对性地采取不同程度的控制措施。风险等级为A级的是低度风险，不必采取控制措施，做好日常管理即可；风险等级为B级的是较低风险，需采取改进措施以提高运营安全性，但可作为远期工作考虑；风险等级为C级的是中等风险，应在近期实施降低风险的预防措施；风险等级为D级的是较高风险，尽快实施降低风险的预防措施，避免客运站各项客运作业意外终止；风险等级为E级的是高度风险，必须立即采取相关措施进行整改，确保达到规定的安全标准，迫切性很高。

2 实例分析

某综合交通枢纽包含高铁、动车、火车、地铁、公交等多种交通方式，以轨道交通为主，道路交通为辅。该站是国内六大枢纽客站之一，也是中西部最大的铁路客运站之一和西部最大的综合交通枢纽之一，总建筑面积22×104m2，其中客运用房为107 000 m2，地铁2号线站房投资概算2.4×108元，投资估算38×108元，建设总规模14台26线，占地约87 ha，其中，达成场区6台11线，城际场区8台15线，是成都铁路枢纽城际动车和高速动车的主要始发终到站。

2.1 确定综合交通枢纽突发事件评价指标

以表1、表2为模板，针对该枢纽的具体情况对其合理约减或新增评价指标，由于该枢纽位于成都平原，根据成都气象资料，2016年7月左右，因暴雨导致多趟列车晚点，对该枢纽的正常运营产生了一定影响，又根据统计资料，地震对该枢纽几乎没有影响，因此可以约减掉，其余指标不变。

2.2 评价指标权重的确定

首先设计安全风险评价调查表，然后邀请10位专家对两两比较评价指标的重要性，在问卷调查前，向各位专家提供该综合交通枢纽的业务流程、设施布局、设施能力、客流特征等实际情况，并详细说明各指标的涵义等，回答他们相关疑问。调查结束之后，整理调查结果，根据第1小节中介绍的计算方法，借助matlab软件，计算判断矩阵的特征向量及最大特征值，并检验判断矩阵的一致性，最后得出各评价指标的权重，具体结果见表6(以确定自然灾害风险值，事故灾难风险值，公共卫生事件风险值，社会安全事件值对综合交通枢纽风险值的权重为例)。

表6 A～D判断矩阵及权重计算结果

则：A～D的权重为wA-D=[0.110,0.548,0.091,0.251]

同理可得：wB1-B4=[0.452,0.235,0.097,0.216]

wb1-b3=[0.493,0.196,0.311]

wb4-b6=[0.2,0.2，0.6]

wb9-b10=[0.5,0.5]

wc1-c2=[0.833,0.167]

wd1-d3=[0.455，0.091,0.454]

2.3 综合交通枢纽风险值计算

邀请十位专家结合该综合交通枢纽的实际情况对每项指标进行考核打分，对表格进行整理可得综合专家打分表(表7)。

表7 综合专家打分

采用模糊综合评判法计算出综合交通枢纽风险值R=2.0，根据表5可知，该综合交通枢纽风险属于低度风险，不必采取控制措施，只需做好枢纽的日常安全预防措施即可。根据表7又发现故意纵火、暴力犯罪和恐怖袭击等人为风险较大，因此，平时也应加强管理，同时对广大群众宣传安全教育，提高国民素质。

3 结束语

综合交通枢纽进行风险评估是多方面、多层次的，对国 民安全至关重要，因此需要各方高度重视。本文通过主观评价与客观计算相结合的方法对其进行风险评价，通过本文的研究，可以对交通枢纽进行风险评估，从而根据评估结果采取相应措施，尽量把不安全事故消灭在萌芽状态，大大减小了综合交通枢纽运营安全风险发生的概率，对工程实践具有一定的借鉴作用。

[1] 罗涛,瞿永忠. 综合交通枢纽智能运输系统的发展初探[J].北方交通大学学报, 1999(5):16-20.

[2] 黄志刚,荣朝和.国外城市大型客运交通枢纽的发展趋势与原因[J].交通运输系统工程与信息, 2007, 7(2):12-17.

[3] 第十届全国人民代表大会常务委员. 中华人民共和国突发事件应对法[S].2007.

[4] 甄利贤. 大型高速铁路车站客运安全风险分析[D].西南交通大学，2014.

[5] 唐国栋. 层次分析法在国内运输商选择中的应用[J]. 中国市场，2012(32):93-95.

[6] 高云峰,常云珍. 应用层次分析法对管理信息系统进行综合评价的研究[J]. 商场现代化，2008(14).