基于模糊综合分析法的铁路客运站运营安全评价研究

摘 要：为科学评价铁路客运站的运营安全，提升安全管理水平，保障旅客出行安全，促进铁路运输行业可持续发展。分析人员、设备、环境、管理四个因素对铁路客运站运营安全的影响，构建多层次评价指标体系，运用模糊综合评价模型，对西北地区某铁路客运站的运营安全进行实例分析。结果表明：该站的总体风险等级为中等风险，存在一定安全隐患，需对风险因素进行管控。

关键词：铁路客运站 安全评价 层次分析法 模糊综合评价

0 引言

铁路运输作为一种重要的交通方式，其安全性直接关系到公众的生命财产安全和社会经济的稳定发展。随着铁路运输网络的不断扩大和运输量的增加，铁路客运站的运营安全问题日益凸显。铁路客运站作为铁路运输系统的重要组成部分，其运营安全不仅涉及列车的运行安全，还涉及旅客的生命安全和财产安全。因此，对铁路客运站的运营安全进行评价和研究具有重要的理论和实践意义。

Soltani[1]从人、机（设备）、环境的角度出发，总结了影响铁路客运站行车安全的影响因素。Frewer L[2]等对常用的安全评价方法做了详细的阐述，针对高速铁路系统的特征进行了分析，提出了高速铁路安全评价模型构建的理论。李程睿、段宏喜、沙悦[3-5]等通过系统分析运营过程中的影响因素，结合结构熵权法、德尔斐法、模糊综合评价法等方法的适应性特点，将不同的方法运用到高速铁路运营安全评价的不同步骤中，构建了高速铁路运营安全综合性集成评价方法。前人的研究采用了多种安全评价方法，但部分研究在构建评价指标体系时，未能全面考虑铁路客运站运营安全的所有影响因素，且缺乏实际案例的验证。鉴于此，本文构建了一个多层次的评价指标体系，并采用层次分析法确定各指标的权重。通过模糊综合评价模型对西北地区某铁路客运站的运营安全进行了实例应用，以提高评价模型的实践性及可靠性。

1 运营安全影响因素

铁路运输系统是一个在时间、空间上分布很广的开放系统，铁路运输安全影响因素错综复杂、涉及面很广，从系统的观点出发，将铁路客运站运营安全影响因素分为：人员、设备、环境、管理四个方面。

1.1 人员因素

人员风险因素常常是指人的不安全行为或人的失误。根据国内外有关铁路客运站事故的相关研究可知，客运站风险因素中人员因素占有较大比重。影响铁路客运站运营安全的人员，可以分成客运站工作人员和旅客两类。工作人员的思想素质、技术业务能力、生理素质等，旅客的安全法规常识和安全意识等都会影响到客运站的运营安全状况。

1.2 设备因素

影响铁路客运站运营安全的设备因素主要是指保障运输的基础设施设备和安全技术设备的设计安全性、设备维护状况以及设备的先进性。客运站的设施和设备经过长时间的使用和运转后，可能会出现磨损、老化等问题，这些潜在的隐患都可能会影响列车运行和乘客的安全。如果技术设备落后，无法及时监测和预警安全隐患，那么可能会对运营安全产生负面影响。信号系统出现故障可能会导致列车出现追尾事故。这些系统设备都需要通过定期的检查、维护和更新来确保其正常运行，从而降低铁路客运站运营中的安全风险。

1.3 环境因素

影响铁路客运站行车安全的环境因素包括内部小环境和外部大环境两部分，其中，内部小环境主要指作业场所的环境条件和运输系统内部的社会环境。作业环境主要是指作业场所内的温度、湿度、光照、噪声、振动等人为形成的环境条件。运输系统内的社会环境主要是指运输系统内部的政治、经济、文化、法律环境等。外部大环境包括自然环境和社会环境两部分。自然环境主要是指铁路经常遭受洪水、暴雨、泥石流、地震等自然灾害的威胁。社会环境通常是指铁路沿线的治安和车站秩序状况。

1.4 管理因素

管理具有计划、组织、指挥、协调、控制的职能，管理使人、机器和环境组成一个能够有效实现预期目标的系统。影响铁路客运站运营安全的管理因素可以从安全管理制度、员工业务培训、工作纪律方面进行分析。安全管理制度可以从潜在危险因素的预防措施以及处理措施的执行情况进行分析。员工进行业务培训的情况以及工作时的责任心和态度都会反映出客运站管理组织水平。

2 建立评价指标体系

根据构建评价指标体系的综合性、目的性、系统性、科学性等原则，从以上四个方面构建如图1所示的评价指标体系，该指标体系的结构分为目标层（A）、准则层（B）、指标层（C）3个层次。

3 层次分析法确定指标权重

3.1 构造判断矩阵

判断矩阵采用两两比较的方法来获得。针对每层每项的各下属因素两两进行比较来确定矩阵中各因素的值，用元素相对于元素的重要性比例标度来表示，这样各个元素对于所属的上一层元素便可构成一个以重要性标度为元素的两两比较判断矩阵[5]。个元素中任意两个元素之间通过互相比较，得到相对重要性判断矩阵：

3.2 确定指标权重

（1）计算判断矩阵每一行元素的乘积，

（2）计算的次方根，

（3）对归一化处理，

则为各个指标因素的权重

（4）计算判断矩阵的最大特征值，

3.3 一致性检验

为了保证得到的权重合理，需要对判断矩阵进行一致性检验，以观察其是否具有满意的一致性。检验计算公式为：

式中，为判断矩阵的随机一致性比率；为随机一致性指标，其取值参见文献[3]，为判断矩阵的一般一致性指标，其计算公式为

当时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权重的分配是合理的，否则就要调整判断矩阵，直到达到符合一致性的要求为止。

4 模糊综合评价

4.1 建立评价因素集

因素集是指对评价对象造成影响的各种指标组成的集合，表示为。其中表示为评价指标的个数。

4.2 确定评语集

评语集是评审人员对各指标评价结果赋值的集合，用表示。其中，表示对评价对象因素描述的状态等级划分的个数。

4.3 构造模糊评价矩阵

首先对因素集做单因素评价，由因素确定该评价对象对评价集的隶属度，从而得到第个因素的单因素评价集为，将各指标的单个因素的评语集集合起来组成一个评价矩阵，即可到的模糊综合评价矩阵：

4.4 确定评价因素的权向量

本文采用层次分析法确定各指标的权重，即权向量为。

4.5 进行模糊综合评价

根据进行模糊综合评价，其中，表示评价结果向量，表示权重向量，表示模糊综合评价矩阵。

4.6 确定风险等级

计算评价结果分值：

得到评价结果分值后根据表1确定客运站风险等级

5 实例应用

以西北地区某铁路客运站为例，对该站运营安全情况进行评价。通过专家打分法以及实际调研获得基础数据，利用第4节中构建的模糊综合评价模型对该站运营状况进行安全评价。

5.1 确定各指标权重

通过式（1～5）确定该客运站安全评价指标的权重并通过式（6）（7）进行一致性检验。A-B，B-C的判断矩阵以及计算的权重结果见表2、表3。

5.2 铁路客运站安全评价

5.2.1 确定评价因素集

按照前文第2节建立的评价指标体系，准则层因素集表示为、指标层因素集表示为：

5.2.2 确定评语集

将铁路客运站运营风险等级分为5级，分别为高风险，较高风险，中等风险，较低风险，低风险，对其进行评价赋值，对应的临界值分别为。

5.2.3 构建模糊评价矩阵

将专家打分的数据整理后得到各指标层模糊评价矩阵为

5.2.4 确定各指标的权向量

准则层权向量为

指标层权向量为

5.2.5 进行模糊综合评价

对目标层、准则层分别进行模糊综合评价，根据公式（9）得：

同理可得：

基于以上结果，对目标层铁路客运站运营安全总体评价结果为：

根据式（10）计算目标层总评价分值为：

同理得准则层人员因素、设备因素、环境因素、管理因素评价分值分别为：2.846，2.326，2.170，2.656，其所属的风险等级都为III级中等风险。

6 结语

综上所述，得到某铁路客运站运营安全总评价分值为2.598，对照表1可知，该站的风险等级为III级中等风险，说明该站存在一定的安全隐患，今后需要进一步加强改进。准则层各因素存在的风险由高到低依次为：人员因素>管理因素>设备因素>环境因素，今后需采取针对性措施对风险进行重点管控。

基金项目：工矿企业铁路绿智运输陕西省高校工程研究中心项目（XJY24GC0012）。

参考文献：

[1]Soltani S H K， Sham M， Awang M， et al. Accessibility for disabled in public transportation terminal[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences， 2012（35）： 89-96.

[2]Frewer L .The Public and Effective Risk Communication[J].Toxicology Letters， 2004， 149：391-397.

[3]李程睿，赵明，尹盼盼，等.高速铁路客运站安全评价[J].中国安全科学学报，2019，29（S2）：149-153.

[4]段宏喜.铁路客运站行车安全评价研究[D].兰州：兰州交通大学，2018.

[5]沙悦，戚博洋，施萍萃.基于模糊层次综合评价法的城市轨道交通车站运营安全评价研究[J].物流工程与管理，2022，44（12）：91-94.