高速铁路客运安全评价研究

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  • 更新时间2018-05-20
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  摘要:文章立足于事故发生之前,以现代安全管理理论为基础,结合因果分析图和事故树理论,建立基于模糊层次分析法的高铁客运安全评价模型,对高铁客运安全影响因素进行综合评价,并以NCX高铁站为例进行实证分析,提出加强高铁客运安全工作的对策及建议。


  关键词:高速铁路客运安全评价模糊层次分析法


  中图分类号:F407.47文献标识码:A


  文章编号:1004-4914(2017)09-070-03


  随着我国国民经济的快速发展,客运需求不断增长,这使得铁路面临的安全形势更加严峻。确保旅客运输安全是铁路安全行车的重要任务之一。目前,铁路旅客运输方面的安全检查、评价和分析工作仍然采取传统的方法和模式,没有从根源杜绝事故的发生。本文建立基于模糊层次分析法的安全评价模型,对高铁旅客运输安全影响因素进行综合评价,在高铁大发展的背景下,研究将有助于铁路各级安全监察部门对客运安全的宏观控制,提高车站安全管理综合水平,对于构建平安铁路具有重要意义。


  一、构建评价指标体系


  (一)指标体系构建的原则和理论基础


  安全评价指标,是指用以预测系统安全程度的一组项目因素。高速铁路旅客运输安全评价指标就是从不同视角选择的,能反映高铁客运安全状况的概念或范畴。这些概念或范畴相互联系,共同组成一个指标群体,反映高铁客运安全程度的整体状况。


  安全评价指标体系是否科学、合理,能否全面反映影响系统安全的所有因素,直接关系到安全评价的质量。为此,在构建高铁客运安全评价指标体系时,应遵循以下原则,目的性原则:指标体系要紧紧围绕改进系统安全这一目标来设计,并由代表系统安全各组成部分的典型指标构成,多方位、多角度地反映系统的安全水平。科学性原则:指标体系结构的拟定、指标的取舍、公式的推导等都要有科学的依据。只有坚持科学性的原则,获取的信息才具有可靠性和客观性,评价的结果才具有可信性。系统性原则:指标体系要包括系统安全所涉及到的众多方面,使其成为一个系统。可行与实用性原则:指标的设计要求概念明确、定义清楚,能方便地采集数据与收集情况,要考虑现行科技水平,并且有利于系统安全的改进。而且指标的内容不应太繁太细,过于庞杂和冗长,否则会对评价工作造成不必要的麻烦。实效性原则:指标体系不仅要反映一定时期系统安全的实际情况,而且还要跟踪其变化情况,以便及时发现问题,防患于未然。此外,指标体系应随着社会价值观念的变化不断调整,否则,可能会因不合时宜而导致决策失误或非优。政令性原则:指标体系的设计要体现我国安全生产的方针政策,以便通过评价,引导企业贯彻执行“安全第一,预防为主”的方针以及部门安全生产的规章制度。突出性原则:指标的选择要全面,但应该区别主次、轻重,要突出当前全局性而又极为关键的安全问题,以保证重点和集中力量控制住那些发生频率高、后果严重的事件。可比性原则:指标体系中同一层次的指标,应该满足可比性的原则,即具有相同的计量范围、计量口径和计量方法,指标取值宜采用相对值,尽可能不采用绝对值。这样使得指标既能反映实际情况,又便于比较优劣,查明安全薄弱环节。定性与定量相结合的原则:指标体系的设计应当满足定性与定量相结合的原则,亦即在定性分析的基础上,还要进行量化处理。只有通过量化,才能较为准确地揭示事物的本来面目。对于缺乏统计数据的定性指标,可采用评分法,利用专家意见近似实现其量化。


  (二)高铁客运安全影响因素分析


  在我国,客运事故的发生主要由人、机器、材料、环境等引起,如人的原因,不稳定的设备以及周边环境的影响,都会造成事故的发生。另外,经过研究分析表明,一般事故的发生还有许多是由于管理不善等因素导致,如管理制度、政策及程序、监督制度及其效果或科学管理方法的应用程度及缺陷等。因此,对于综合评价高铁客运安全影响因素,可归纳为以下几个方面内容。


  1.旅客因素。从旅客本身来说,其自身的安全意识及自救能力也会在运输中造成一定的安全隐患,比如安全意识高、自救能力高的旅客,往往会特别关注运输途中的安全问题,发生事故的可能性就小。另外,对于携带儿童的旅客,如果儿童没有坐好,那么在火车开行的途中难免会产生晃动,从而容易对儿童造成磕碰,造成伤害,导致安全事故。


  2.设备因素。随着使用时间的增加,一些设备难免会出现问题,严重的会给铁路上造成较大的损失,特别是一些站台设备、运输设备出现故障,极易出现安全问题。另外,安检设备是否能够检测到危险物品,也影响着客运安全。


  3.员工因素。在车站影响旅客运输安全与员工有关的因素主要表现在:部分操作人员没有认真负责,工作态度不认真;部分员工专业素质较低、在安全上没有整体意识,不能从全局进行考虑;部分员工工作时,因情绪不好等原因,不按规程操作、检查等。


  4.环境因素。铁路运输会受到自然环境和社会环境的影响。自然环境如气候、季节、时间及铁路沿线的地形地貌等,对运输影响很大,往往又无法人为控制。社会环境包括法制环境、管理环境等。如法律制度不完善等。治安环境同样不可忽视,沿线居民拆卸铁路设备、偷盗通信器材等都会导致安全运事故。


  5.管理因素。目前,我国客运安全在管理方面较为突出的问题有:车站相关部门没有充分认识到检查的重要性,对列车的检查只注重进站安检方面,没有对整个过程进行监控;部分车站之间相互包庇,发现问题后不能及时上报,整个运输系统的信息不畅,没有形成信息管理网络,导致部分问题长时间得不到解决,还有安全资金及相关制度的管理与执行不到位,都会造成安全事故。


  6.信息化及联运合作因素。铁路间信息传递不畅,以及站与站之间合作经验不足,安全质量以及标准不同,均会造成安全事故。


  (三)评价指标体系的确定


  通过对高铁客運安全影响因素深入分析,遵循目的性、科学性、系统性、可行与实用性、实效性、政令性、突出性、可比性、定性与定量相结合的原则设计评价指标体系。其主要包括:旅客安全保障、设备安全保障、员工安全保障、环境安全保障、安全管理保障、信息化保障、联运合作保障评价指标。


  铁路系统是大范围的、动态的、开放的系统,对运输的影响来自各个方面,同时也就造成了这个系统的复杂性、难以分析性。正是因为安全质量的高低,是由于多种复杂因素影响所致,所以可通过因果分析图,也就是鱼骨图将引发事故的重要因素分层(枝)加以分析。依据事故树原理,在找出造成顶上事件各种原因之后,就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来,层层向下,直到最基本的原因事件,这样就构成一个事故树。可将各因素下的指标继续进行分析,得到底层指标层因素。


  1.设备因素。运输基础设备包括线路、机车等对运输的安全性影响较为明显的设备,若线路出现问题,比如线路的变形、线路高低不平都会导致行车问题,情节严重的还会导致列车出轨。


  运输安全技术设备主要包括对自然灾害的监控,路线的检测、监控设备等。通过对历年事故的分析、调研,不难发现在出车之前,铁路车站会对运输基础设施方面的线路、车辆、信号等因素进行检查其是否符合标准,任何一项出现问题,都有可能引起安全事故的发生。


  2.环境因素。环境因素中社会环境有所处的法制环境、综合管理环境等。自然环境比如所处的季节、湿度、温度、气候、铁路沿线的设施情况以及地理环境等。


  3.旅客因素。旅客因素当中旅客自身安全意识、旅客自身自救能力,以及车站对于旅客安全意识、自救技能的宣传、教育和培训等。


  4.员工因素。员工因素中人员安全指的是职工生活安全水平和职工劳动安全水平;安全教育水平指的是职工安全教育和干部作风。职工技术业务水平指的是基层作业人员、一般管理人员以及领导人员的业务水平。职工文化水平指的是基层作业人员、一般管理人员及领导人员的文化水平。职工劳动态度指的是基层作业人员、一般管理人员及领导人员的劳动态度。


  5.管理因素。管理因素中安全资金管理包括资金周转情况、获利能力及偿债能力。综合安全管理包括安全责权分工程度、事故管理水平和科学管理方法应用水平。


  6.信息化因素。信息化因素中信息化基础设施包括信息设备及软件装配程度和网络、网站建设水平。信息化管理包括安全數据网络完善程度、信息处理质量和信息传递速度。


  7.联运合作因素。联运合作因素中外包水平包括外包企业数量、外包比重和外包企业质量。联运水平包括中转协调性、站与站衔接性和其他运输方式安全系数。


  经过对大量的高铁客运安全事故进行分类统计,归纳总结,在征求专家意见的基础上,利用因果分析图、事故树理论将上述影响高铁客运安全的因素进行层层分解,得到高铁客运安全评价指标体系如图1所示。


  二、建立高速铁路客运安全模糊综合评价模型


  (一)模糊层次分析法概述


  实际生活中人们对事情的认知和评判都不是一个具体量化的数值,都有其不确定性,因此人们在对系统进行认知的时候就存在模糊的概念,这就需要我们通过科学的方法对模糊的概念进行量化处理,最后得出计算结果。层次分析的方法可以对整个系统的影响要素进行科学的计算,从而在风险评估中得到更为准确的结果。当我们利用传统的方法进行分析时需要对矩阵一致性进行判断,若不一致则需要调整,如果模型比较复杂,那么计算量将非常大,且经过较大范围的数据调整后整个矩阵就失去了其真实性,使结果的可信度大大降低。


  通过以上的分析我们可以发现,单纯的层次分析法并不能满足我们对数据真实性的需求,我们通过模糊集的引入来解决这样一个问题。经过大量数据的采集分析发现,一些数据模糊化之后正好和人们思维具有一定的相似性。可以先用AHP对整个影响因素按其关联性进行分层,接下来可以引入模糊集来对矩阵分析,最后可以得到一个关于影响因素的重要性排序,同时可以对矩阵进行一致性的检验与调整,最后得到各个因素的权重情况。通过FAHP方法可以很好的将定性与定量结合,得到一个较为准确的结果,增强模型的准确性。


  (二)评价指标分层


  本文将安全评价指标分为三个层次:目标层:即高铁客运安全的评价U。准则层,又分为A准则层和B准则层。A准则层包括设备U1、环境U2、旅客U3、员工U4、管理U5、信息化U6和联运合作U7;B准则层包括运输基础设备U11、运输安全技术设备U12、自然环境U21、社会环境U22、旅客安全意识U31、旅客自救能力U32、安全教育水平U41、职工技术业务水平U42、职工文化水平U43、职工劳动态度U44、安全资金管理U51、综合安全管理U52、信息化基础设施U61、信息化管理U62、外包水平U71和联运水平U72。指标层的含义是评价中的具体指标项,包括线路是否平顺、变形U111、车辆技术状态U112、机车U113、通信信号U114、安全监控设备U121、安全检测设备U122、自然灾害预确报与防治设备U123、气候条件U211、自然灾害U212、铁路沿线的地形地貌U213、法制环境U221、管理环境U222、作业环境U223、治安环境U224、旅客自身安全意识U311、车站安全宣传力度U312、旅客自身自救能力U321、车站自救技能宣传力度U322、职工安全教育水平U411、干部作风状态U412、基层作业人员业务水平U421、一般管理人员业务水平U422、领导人员业务水平U423、基层作业人员文化水平U431、一般管理人员文化水平U432、领导人员文化水平U433、基层作业人员劳动态度U441、一般管理人员劳动态度U442、领导人员劳动态度U443、资金到位情况U511、获利能力U512、监督制度U513、安全责任分工程度U521、事故管理水平U522、科学管理方法应用水平U523、信息设备及软件装备程度U611、网络、网站建设水平U612、安全数据网络完善程度U621、信息处理质量U622、信息传递速度U623、外包企业数量U711、外包比重U712、外包企业质量U713、中转协调性U721、承运人可靠性U722、其它运输方式安全系数U723。


  (三)建立模糊综合评价因素集和评价集


  根据建立的安全评价指标体系,建立评价对象因素集,其中U1、U2、U3、U4、U5、U6和U7分别表示设备、环境、旅客、员工、管理、信息化、联运合作指标。U={U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7},U1={U11、U12},U2={U21、U22},U3={U31、U32},U4={U41、U42、U43、U44},U5={U51、U52},U6={U61、U62},U7={U71、U72},U11={U111、U112、U113、U114},U12={U121、U122、U123},…,U72={U721、U722、U723}。


  评价集V是对各个不同层次因素评价结果直接的描述和表征形式,是对各种可能结果的集合。通过查找相关资料我们可以将评价定为4级,评价评语分为4个层级V={V1、V2、V3、V4}分别表示为{优秀,良好,合格,不合格},根据上面定下的层级可以对其进行分值给定,即优秀:90~100;良好:75~90(不含);合格:60~75(不含);不合格:0~60(不含)。(下转第73页)(上接第71页)


  (四)指标体系的权重设计


  本文采用的是AHP法来确定指标权重。根据萨蒂提出的1~9标度法建立评价标度,邀请从事多年客运安全工作的10位专家,填写了调查问卷,根据10位专家在调查表中填写的模糊矩阵,运用群决策数据集结的方法对判断矩阵进行算术加权平均,得到总判断矩阵,并计算最大特征根及对应的特征向量和一致性检验。


  (五)单因素模糊评价


  进行单因素评价的时候是将U至F(V)映射到Ri={ri1,ri2,…,rin}。结合前面的矩阵,就能知道单因素的评价矩阵R,然后逐个计算R11,R12,R21,R22,R31,R32,R41,R42,R43,R44,R51,R52,R61,R62,R71,R72。


  (六)综合评价结果


  一级模糊综合评判应按第二层次因素进行,分别建立因素集U,以及因素子集的单因素评判矩阵R。具体满意度模糊综合评测计算如下:


  Bi=Wij×Rij×v(1)


  其中Wij:该项指标各因素子集的权重矩阵;


  Rij:该项指标单因素子集的评判矩阵;


  v:四级标度评价集。


  三、实证分析


  本论文运用模糊层次综合评价方法对NCX高铁站客运安全质量进行评价,以便及时发现车站在客运安全工作中存在的问题并得到及时解决。


  (一)模型样本的采集与处理


  在评价指标权重已确定的基础上,对照本文所建立的安全评价指标体系,通过专家咨询、问卷调查法得到数据,形成调查问卷。20位专家根据安全质量评价指标对该站的客运安全质量进行单因素评价。通过运用本文建立的模型进行评价,得到该站客运安全质量综合评分为75.5325,由此可见,该站的客运安全质量属于“良好”等级。


  (二)结果分析


  通过计算结果,得到的结论是该站的客运安全质量目前处于“良好”状态。但是从得分不难发现,虽然处于“良好”,但是分数并不高,说明当前的客运安全质量并不容乐观,仍然有很多地方需要改进。对于影响高铁客运安全的7个因素,评价质量最高的是旅客因素,其次是员工因素,最低的是信息化因素,这说明该站运输的旅客安全意识普遍比较高,亟须大力改进的是信息化工作,尤其是客運安全监测方面的技术设备、数据共享能力建设等,相信只要信息化方面有所提高,整个车站客运安全质量一定会迈向更高水平。


  参考文献: 

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  崔锦砖(作者单位:广铁集团粤海铁路有限责任公司海口东站 海南海口 571100)