基于多层次模糊综合评价的铁路车站安全运营管理分析

苗长俊

（中国铁道科学研究院集团有限公司 通信信号研究所，北京 100081）

0 引言

随着城市化进程进一步加快和城市人口增加，铁路作为人们中短途出行的主要交通方式，面临着越来越大的需求与供应压力，铁路车站作为人口密集区域，应加强相对应的安全运营管理。

国内外学者结合实际运营情况和现有理论，从影响车站安全运营的因素出发，对车站安全运营管理进行一系列的研究。庄鹏等[1]以北京西直门地铁站为例，建立3级运营指标，运用层次分析法对其多灾种安全性进行评估；刘婷婷等[2]从车站设施设备角度，通过构建2层模糊综合评价模型，分析得到车站设备对地铁车站运营管理安全的重要性；潘丽莎等[3]运用层次分析法和熵值法确定指标层各指标权重，对地铁车站安全态势进行评价；张军峰等[4]从风险控制理论角度出发，在分析危险源因果因素之后，对渭南北高速铁路车站进行安全风险评估；程学庆等[5]构建蝴蝶结模型，提出恐怖袭击、拥挤踩踏、火灾爆炸和疾病卫生4个风险源，通过构建的蝴蝶结模型对高速铁路车站运营安全性进行评价；张瑜[6]从安全预警管理理论出发，建立客运站旅客安全预警管理系统。研究从影响铁路车站运营安全管理因素分析出发，选用合适的模糊算子，构建多层次模糊综合评价模型，并以中原地区某车站为例进行实例分析。

1 构建铁路车站运营安全管理评价指标体系

铁路车站安全运营管理评价指标集合包含对出行乘客安全影响较大的关键因素。由于车站是一个在时间上动态变化的系统，从系统论的角度[7]出发，影响车站运营安全管理的因素错综复杂。同时，在分析影响车站运营安全管理的因素上，需遵循科学性原则、系统性原则、可操作性原则[8]。根据《铁路安全管理条例》[9]等相关法规，影响车站安全运营管理的因素可总结为人、设备、环境和管理4个方面。

（1）人对车站安全运营管理的特殊作用包含主导性、创造性和主观能动性3个方面。通过分析运输安全人员对车站安全运营管理的影响，可将具体影响因素总结为工作人员的思想素质、工作人员的技术业务水平、工作人员的身心状况，以及工作人员应急处置能力。

（2）设备是影响车站安全运营管理的重要因素。质量良好的设备既是车站运营管理的物质基础，又是车站安全运营管理的重要保证。与车站运营管理有关的设备具有种类多、配置分散、设备损耗严重、设备故障处理时间紧等特点，因而影响车站安全运营管理的设备因素可总结为设备的先进性、设备设计安全性、设备使用安全性、设备日常检查情况等。

（3）环境因素在车站安全运营管理层面指车站环境水平，车站环境水平可以分为站内环境水平和站外环境水平。站内环境水平包括作业环境，以及通过管理所营造的车站内部的社会环境；站外环境水平包括自然环境和社会环境(较为直接的是车站秩序状况)。因此，影响车站安全运营管理的环境因素为车站安全水平、车站内部综合环境指数、车站非法行为发生指数等。

（4）铁路车站安全组织管理是指管理者按照安全生产的客观规律，对车站内的人、财、物、信息等资源进行有计划、有组织地指挥和控制，以达到减少或避免车站运营事故的目的。影响铁路车站安全组织管理的因素主要有安全管理组织、安全法制、安全教育、安全专项资金投入等。

从车站安全运营管理角度出发，以车站安全运营管理为目标层，以车站人员水平、车站设备水平、车站环境水平和车站管理水平为准则层，以15个安全评价指标为指标层，建立车站安全运营管理评价指标体系如图1所示。

2 基于多层次模糊综合评价的铁路车站安全运营管理评价理论

多层次模糊综合评价法是分析多准则因素问题的有效方法，使用该方法可将在评价过程的各项因素数学化、系统化，并可在一定程度上消除主观因素对评价主体的影响，使得评价结果更准确。

2.1 确定评价等级

评价等级一般采取评价指标层的“安全影响程度”，结合常规评价经验，设评价等级集合为V= {V1，V2，…，Vt}，其中t表示评价等级的总数。

图1 车站安全运营管理评价指标体系Fig.1 Index framework of the station safety operation management

2.2 确定指标权重

从定量角度将影响因素和评价高低数值化，确定指标权重，步骤如下。

（1）确定准则层集合C= {C1，C2，…，Cm}，其中m为准则层指标的总数；准则层第个指标Ci= {Ci1，Ci2，…，Cini}，其中ni表示准则层第i个指标包含指标层指标的个数。

（2）通过专家打分分别确定准则层和指标层相应指标的得分，用X表示准则层的得分矩阵，用xi表示准则层第i个指标得分，则准则层指标权重的得分矩阵为X= {x1，x2，…，xm}；用Xi表示准则层第i个指标对应的指标层得分矩阵，用xij表示准则层第i个指标下对应指标层第j个指标的得分，则准则层第i个指标下对应指标层的得分矩阵为Xi= {xi1，xi2，…，xini}。

（3）对准则层和指标层的指标得分矩阵进行归一化处理，用ai表示准则层第i个指标的权重，用aij表示准则层第i个指标下对应指标层第j个指标的权重，其计算公式可分别表示为

2.3 确定模糊算子

模糊合成算子指的是在进行模糊综合评价中使用的模糊变换运算，模糊综合评价中使用o表示模糊合成算子，常用的模糊合成算子有4类，分别 是 M (∧， ∨)算 子，M (·，∨)算子，M (∧，⊗)算子，M (·，⊗)算子，4类算子特点汇总如表1所示[10]。

由表1可知，M (·，⊗)算子更能充分利用权重信息和指标层的模糊关系矩阵信息，因而选用 M (·，⊗)算子进行模糊综合评价。

2.4 构建模糊关系矩阵

构建模糊关系矩阵，需选取一定数量范畴的、有专业代表性的、经验丰富的专家成立安全评价小组，由各专家分别对评价体系内的准则层内包含的各指标依次打分，结合指标权重，对专家打分进行汇总计算，并完成归一化处理，得到以准则层第i个指标建立的模糊关系矩阵Ri为

结合准则层和指标层的指标权重及其模糊关系矩阵，运用模糊算子，利用计算公式 ⑷ 可以得到准则层第i个指标的综合得分向量Ui。

将各指标层的得分向量由上到下依次排序，得到目标层关系矩阵

2.5 多层次模糊综合评价

结合准则层各指标权重的得分矩阵和各指标层的得分向量，运用模糊算子，得到准则层综合得分向量[11]为

表1 4类算子特点汇总Tab.1 Summary of four kinds of computation

划分评价集各等级Vk的临界值αk，设评价集对应的划分临界值向量为α= (α1，α2，…，αt)，则目标层的综合得分可以表示为

在多层次模糊综合评价中，为体现评价的完整性，计算准则层、指标层的指标综合得分

3 案例分析

以中原地区某车站为例，邀请27位具有专业代表性的、安全管理经验丰富的专家成立安全评价小组，并根据现场工作经验对各指标进行打分评价，经过相关分析、汇总计算及归一化处理后，得到相应的指标权重和模糊关系矩阵，再运用模糊算子进行多层综合评价后，得到关于该车站安全运营管理的综合评价分析。

3.1 确定评价等级

结合车站现场管理经验，取评价等级为5，设评价等级集合为V= {V1，V2，V3，V4，V5}，其中V1表示安全，V2表示较安全，V3表示一般安全，V4表示不太安全，V5表示不安全。

3.2 确定指标权重

设定准则层和指标层权重的最高分为4分，最低分为0分，其中4分表示该指标因素运营状态安全，3分表示较安全，2分表示一般安全，1分表示不太安全，0分表示不安全。通过对27位专家打分情况进行汇总计算和归一化处理，得到准则层和指标层指标权重如表2所示。

表2 准则层和指标层指标权重Tab.2 Weights of criterion and index layers

3.3 构建模糊关系矩阵

请27位专家分别对15个指标层指标进行评价，对评价结果进行汇总。并根据评价表和模糊关系矩阵Ri中隶属度的计算方法，分别计算出准则层4个指标对应的模糊关系矩阵为

3.4 多层次模糊综合评价

选用M (·，⊗)算子对中原地区某车站安全运营管理进行模糊综合评价。

（1）利用公式 ⑷ 得到车站人员水平的综合得分向量为

同理，车站设备水平的综合得分向量为U2=(0.597 0，0.276 6，0.093 4，0.015 4，0)；车站环境水平的综合得分向量为U3= (0.324 7，0.494 4，0.128 9，0.073 9，0)；车站管理水平的综合得分向量为U4= (0.528 0，0.323 4，0.145 9，0，0)。

利用计算公式 ⑹，得到准则层综合得分向量为

（2）采用模糊综合评分值法，先对U1，U2，U3，U4，U向量中隶属于各评价等级{V1，V2，V3，V4，V5}，即{安全，较安全，一般安全，不太安全，不安全}分别赋值为4，3，2，1，0，即α= (4，3，2，1，0)，并运用公式 ⑺— ⑼ 得到中原地区某车站运营安全管理综合评分值如表3所示。

表3 中原地区某车站运营安全管理综合评分值表Tab.3 Comprehensive scores of a station safety operation management in central part of China

由表3可知，该车站得分为3.33分，即车站得分均处于[安全，较安全]区间内，表明该车站整体运营水平处于较安全水平。为了从各指标层中发现安全隐患[12]，需对各指标层的得分进行综合分析，由表3可知，工作人员的身心状况与车站内部综合环境指数均处于一般安全的水平，该数值表明相较于其它指标层因素，工作人员由于工作压力等因素会给车站安全运营带来安全隐患，同时车站内部环境由于人员构成复杂、流动性较大，同样也会给车站安全运营带来安全隐患。因此，车站管理部门应适时关注车站工作人员的身心状态，同时应加强对车站环境的监管，才能从安全隐患入手，加强车站安全管理。

4 结束语

铁路车站安全运营是确保旅客平安出行的重要环节，构建合理的车站安全运营管理评价体系，采用多层次模糊综合评价法对车站安全运营管理进行综合评价分析。案例表明，评价结果能够较为准确地反映车站的安全运营管理状况，并且能够较为清晰、明确地为车站管理人员指出下一步改进目标。该方法不仅为铁路车站安全运营管理的综合评价分析提供有效的方法论支持，为提升铁路车站安全运营管理水平奠定了理论和应用基础，还为我国城市轨道交通运营的安全管理提供参考。