高速铁路应急演练评价方法优化研究

孙鹏举，李博，杨晓

（中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081）

高速铁路应急演练通过对典型故障、突发事件、抢险维修、灾害天气等场景的模拟与处置，检验运营人员的应急响应能力，积累突发事故应急救援经验[1]。在当前旅客对高速铁路的正点率以及紧急突发情况的快速、有效处置的需求越来越高的条件下，各铁路局集团公司为提高运营人员在设备故障或应急情况时的快速反应和协作处理能力，对新建线路开通前运行试验阶段的故障模拟及应急演练工作越来越重视[2]。与此同时，作为演练不可或缺的环节，演练评价工作的开展，可验证演练方案的合理性、发现参演人员处置过程中的不足，对演练实施水平的提高、应急预案的优化、岗位处置薄弱项点的改进以及促进现场人员应急处置能力的提升有着重要意义[3]。

目前，测试单位采用演练写实和打分的方式对演练进行评价，评价方法存在进一步优化空间：一是评价内容方面，应在场景主体流程是否完成以及场景处置耗费时间的基础上，对评价项点进行充分挖掘；二是评价指标方面，可加强各评价项点权重分配的合理性；三是评价标准方面，需尽可能实现评价标准的定量化；四是评价手段方面，应进一步提高演练写实的效率和准确性。因此，有必要开展相关研究，优化高速铁路应急演练评价方法，提升演练评价效果。

1 应急演练实施过程及特点分析

1.1 实施过程

高速铁路应急演练场景由故障类型、运行计划、故障地点、故障时间、故障触发条件、故障恢复条件等要素构成[4]，场景演练实施过程一般分为4个阶段（见图1）。

（1）故障触发阶段。由司机或随车机械师发现列车故障、列车调度员或车务应急值守人员发现设备状态异常、列车长发现旅客伤病或车内环境反常、供电调度员发现供电设备故障等进行场景触发。在该阶段涉及相关岗位对故障或应急情况的紧急处理、信息通报等过程。

（2）计划调整阶段。由列车调度员根据应急事件对后续列车的影响进行阶段计划的调整。在该阶段涉及列车调度员对运行图、调度命令、车务终端等CTC子系统的操作及口头指示等过程，其他配合工种需按令执行相关操作。

（3）故障修复阶段。列车调度员根据现场情况，在具备条件时安排设备管理单位人员上线作业或车内工作人员下车作业，进行故障检查与处理。在该阶段涉及上线登记、下车申请、调度命令下达、设备检查、故障处置、下线及故障销记等过程。

（4）恢复运行阶段。由列车调度员根据设备检查或故障处理情况，开通封锁区间，取消临时限速，对故障影响本列及后续列车的运行计划进行调整，指示列车正常运行或按行车限制条件运行。在该阶段涉及列车调度员对运行图、调度命令、车务终端等CTC子系统的操作及口头指示等过程。

图1 应急演练实施过程

1.2 特点分析

各岗位在应急处置中一般均需完成设备操作、信息交互等作业[5]，应急演练特点主要有以下几方面：

（1）应急场景多样。由于高速铁路线路等级高、设备数量多、线路范围广，因而应急场景类别多，包括设备故障类以及应急事件类等。设备故障类包括动车组故障场景、电务设备故障场景、工务设备故障场景、牵引供电设备故障场景、通信设备故障场景、客运设备故障场景[6]；应急事件类包括动车组救援场景、普通常见场景（如动车组空调故障、旅客突发伤病等）、恶劣天气场景等。

（2）设备操作复杂。各岗位需根据应急事件具体情况完成专业化的设备操作作业，如列控限速设置、车务终端操作、升弓验电、滚动试验、安装防护网等，部分作业需要多工种配合完成。

（3）信息交互丰富。演练时，列车调度员、司机、设备管理单位人员、车务应急值守人员、供电调度员等岗位间需进行沟通、配合。例如，列车调度员与司机进行故障信息交互、与车务应急值守人员进行现场信息确认、与供电调度员完成停电手续办理等。

（4）处置决策难。救援方案的制定需充分考虑列车运行计划，并结合设备管理单位及救援力量的布局，保证合理性，防止次生故障的发生，减少耽误列车数量及时间[7]。

（5）作业要求项点多。各岗位在演练时既要做到处置规范、符合各类规章要求[8]，也要做到反应及时、减少故障延误时间，还要做到与其他岗位沟通顺畅、配合到位。

2 应急演练评价方法设计

图2 评价指标确定过程与结果

针对当前应急演练在评价内容、项点权重分配、量化程度等方面存在的问题，评价方法采用德尔菲法确定评价指标，根据确定的评价指标利用层次分析法确定指标权重，设定各项点定量化评价标准并根据演练情况进行打分，最后通过线性加权求得各场景演练得分[9]。

2.1 利用德尔菲法确定指标

根据应急演练实施过程及应急演练特点分析，确定评价指标备选集，选取多名高速铁路应急处置领域专家，经过反复征询意见和反馈，完成评价指标的确定（见图2）。

2.2 利用层次分析法确定指标权重

2.2.1 构造判断矩阵

采用1—9标度法（见表1），针对一级指标层各元素对于目标层的相对重要程度，构造判断矩阵（见表2）[10]。

表1 1—9标度法

表2 判断矩阵

2.2.2 计算权重并验证一致性

运用Matlab直接求解判断矩阵的权重值和一致性指标，得出一级指标权重（见表3）。一级指标对于目标层的一致性指标CR=0.02＜0.10，故判断矩阵保持显著性水平，符合一致性检验要求。

表3 一级指标权重

因各一级指标下的二级指标重要性差异不大，故各二级指标权重为：

式中：ai为一级指标权重；n为一级指标Ai下的二级指标个数。因此，b1j=0.474/n，b2j=0.258/n，b3j=0.154/n，b4j=0.061/n，b5j=0.053/n。

2.3 制定定量化评价标准

按照评价标准定量化、符合演练实际、易于评估人员执行等原则，制定二级指标评估打分标准（见表4）。

（1）对于B1j指标评价标准，如项点“司机在区间停车后向列车调度员汇报”包含汇报停车地点、停车时间、停车原因3个要点，若司机将这3个要点均完成，本指标得满分；存在要点遗漏，本指标得半数分；各要点均未完成，本指标不得分。

（2）对于B2j指标评价标准，规定值为各次演练本指标的平均值，限定值为各次演练本指标的平均值与最大值的平均数。

（3）B3j指标评价标准主要根据过往演练岗位间协同作业易出现的问题进行设计，解决了演练协作性评判难以量化的问题。

（4）对于B4j指标与B5j指标评价标准，以岗位演练表现及场景设置效果进行评判。

表4 二级指标评估打分标准

2.4 应用先进的评价手段

通过研发高速铁路故障模拟和应急演练评价系统，优化评价手段，旨在解决当前人工记录方式效率低、准确性差的问题[11]。系统功能、界面显示及操作方式设计如下。

2.4.1 系统功能

（1）场景编辑功能。可对演练场景处置流程、评价项点进行编辑：一是可以在演练前对处置流程、评价项点进行预编辑；二是可以在演练期间根据实际情况对演练地点、演练时间、演练车次等进行即时编辑。

（2）场景及角色选择功能。评估场景切换功能可适应运营单位同一日进行多场景演练的特点；角色选择功能可适应当前测试单位分岗位的评估方式。

（3）数据记录功能。可实现处置流程时刻记录、演练问题记录以及影像记录功能。

（4）演练结果生成功能。系统可根据各评估人员记录的数据，自动生成场景写实表及评估打分表。

2.4.2 界面显示

初始界面应包含场景名称、测试员姓名、评估角色等内容，场景信息界面应包含演练地点、演练车次、参与部门等内容，演练写实界面应包含演练岗位、时刻、处置流程、编辑按钮4个栏目，问题记录界面可显示各评价指标对应的评价等级。

2.4.3 操作方式

系统可在便携式移动终端设备上运行，评估人员对场景演练的评价作业均在该设备中通过触摸式操作完成。演练写实方面，评估人员根据演练实际点击各处置流程对应的时刻栏完成记录；演练评价方面，评估人员根据演练效果点击各指标评价等级完成问题记录（时效性指标由系统自动计算完成）。

3 案例应用

选取2018年某条新建线路开通前运行试验阶段的应急演练场景“受电弓挂有异物”作为案例。

3.1 场景演练写实

利用高速铁路故障模拟和应急演练评价系统对该场景演练的基本情况、过程及问题进行记录（见图3—图6）。

3.2 场景演练评价

该案例场景演练规范性评价、时效性与协作性评价、岗位表现与场景设置评价以及演练评价得分分别见表5—表8。

图3 系统登录界面

图4 演练场景信息

图5 演练流程记录

图6 演练问题记录

表5 演练规范性评价

由表8可知，该演练场景共包含34个评价项点，其中规范性得分39.47分，时效性得分21.50分，协作性得分12.87分，岗位表现得分6.10分，场景设置得分2.65分， 场景演练总得分为82.59分。通过与演练实施单位的沟通和分析可知，所形成的演练规范性评价、演练时效性与协作性评价、演练岗位表现与场景设置评价和演练评价得分能够反映现场实际演练水平，演练评价效果具有较强的客观性。

表6 演练时效性与协作性评价

表7 演练岗位表现与场景设置评价

表8 演练评价得分

4 结束语

应急演练评价是演练工作不可或缺的环节，通过对高速铁路应急演练评价方法的优化研究，使评价方法涵盖了高速铁路应急演练的实施过程及特点，评价指标及指标权重的确定具有合理性，并应用了先进的评价手段。高速铁路应急演练评价方法的优化可有效提升现场演练测试单位的评价效果，对提高演练水平、提升运营单位应急处置能力具有现实意义。