高速铁路运营状况安全评估研究
摘要
关键词
高速铁路;运营状况;安全评估
正文
一、安全评估指标体系构建
安全评估指标体系是指在一定的社会经济条件和社会文化背景下,人们对某一事物所做出的一种评价、判断和预测。因此,在安全评估指标体系中,要体现对高速铁路运营安全的客观评价,即要用定量的指标来反映客观存在的状态和规律,使之成为定量描述高速铁路运营安全的一种方式。在评价过程中,既要考虑高速铁路运营管理与安全有关的指标,也要考虑与安全无关的指标。
高速铁路运营安全评估指标体系包括外部环境、人员管理、设备管理和技术管理4个方面。外部环境主要是指国家政策、法律法规及自然地理条件等;人员管理主要是指在管理方面对高速铁路运营人员的培训、考核、监督、激励等;设备管理主要是指高速铁路运输设备的保养和维护;技术管理主要是指高速铁路运行过程中安全技术和监测设备的使用。高速铁路是以高速列车为主要运输工具,利用高速列车高速度、大密度、长距离、高密度的运输方式,实现旅客与货物的快速运输。高速铁路的运营安全是指在高速铁路线路上运行的列车,在规定的线路、时间和规定的速度下,按照规定的行车规则,安全地运行到终点或通过规定里程。高速铁路运营安全是指在高速铁路运营过程中,不发生重大人身伤亡事故、重大设备损坏事故、重大经济损失事故和重大环境污染事故。通过建立高速铁路运营安全评估指标体系,从人员安全、设备安全、环境安全、运输组织与管理四个方面,系统分析影响高速铁路运营安全的关键因素,构建一个由四个层面组成的指标体系。
二、基于层次分析法确定指标权重
层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称 AHP)是一种基于结构的层次分析方法,它可以定量地描述系统中各因素的相对重要程度。在该方法中,根据各因素在系统中的相对重要性来确定其权重。目前,层次分析法已广泛应用于工程、经济、管理等领域。
模糊综合评价法是指通过建立系统的递阶层次结构模型,将各影响因素进行系统分析和评价,然后通过定量和定性的方法,确定各因素在整个系统中所占的权重。模糊综合评价法具有以下几个优点:①它可以对不同层次、不同性质的目标进行比较;②可以从定量的角度来处理定性问题;③评价结果可以进行比较和量化,便于决策。
层次分析法是一种定性与定量相结合的多目标决策方法,其基本原理是将所要解决的问题分为若干层次,再将各个层次中的因素作为一个目标,用不同的方法进行分析和处理,最终求得问题的各种方案。在实际问题中,不同层次之间存在着相互影响、相互制约的关系。利用层次分析法,可以把问题分解为目标、准则和方案三个层次。在各指标之间存在着一定的相互关系时,可以通过判断矩阵进行综合分析。该方法克服了主观随意性和单一性,能够全面地反映影响因素之间的相互关系。本文采用层次分析法对高速铁路运营状况安全评估指标进行权重确定,首先通过德尔菲法对评价指标进行筛选和确定,然后利用层次分析法对各指标进行权重确定。
三、基于模糊综合评价法的安全评估模型
根据评估指标体系,采用层次分析法确定各指标权重,再利用模糊综合评价法进行安全评估。采用模糊综合评价法对高速铁路运营安全状况进行评估,首先要对各项指标进行评判,然后确定各项指标的权重系数,最后求出整个线路的安全等级。
模糊综合评价法是指将被评对象的评价因素集、评判矩阵和隶属度函数按一定原则建立起来,然后通过求出模糊数之间的隶属关系矩阵,得出被评对象的评判结果。具体步骤如下:
(1)构建模糊综合评价模型。根据层次分析法确定的各指标权重,建立高速铁路运营安全评估指标体系。在此基础上,确定高速公路安全等级为C级、二级和三级安全等级。
(2)计算模糊综合评判矩阵R。其中,A表示评价等级;P表示被评对象的权重;R表示评价矩阵R;U表示评判集V;α为模糊子集。
根据式(3)得到B=0.387C=0.681D=0.358。
(4)对高铁线路安全等级进行评价。
四、应用实例
某高铁线路长度为11.05 km,区间共设8个车站,其中1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#为换乘站,与既有线正线有联系通道。该线自2020年9月开始施工,由于工期紧,施工中出现了一定程度的延误,致使运营安全状况变差。因此,将该线运营状况安全评估等级确定为“一般”。经综合分析,影响该线路运营安全的主要因素有:列车运行密度过大;信号设备故障;基础设施故障;作业人员素质不高;设备设施养护维修不到位。
由于该线所处位置及路网中存在多条既有铁路,因此综合考虑各方面因素确定其安全评估等级为“一般”。
根据模糊综合评价法建立的高速铁路运营状况安全评估模型对某高铁线路进行了安全评估,并根据评估结果提出相应的改进措施和建议。结果表明:该线的安全状况一般,在列车运行密度过大、信号设备故障、作业人员素质不高等因素的影响下,存在一定的安全隐患,因此需要加强线路基础设施养护维修管理工作。
五、结论
高速铁路运营状况安全评估是一项复杂的系统工程,是一项多因素、多指标的综合评估过程。本文在研究高速铁路运营状况安全评估指标体系的基础上,结合层次分析法确定指标权重,并应用模糊综合评价法对高速铁路运营状况安全进行评估,得到以下结论:
(1)基于层次分析法和模糊综合评价法的高速铁路运营状况安全评估模型可以为高速铁路运营安全管理提供决策支持。基于模糊层次分析法确定各指标的权重,有利于从不同角度对高铁运营安全状况进行全面分析。利用该模型对某高铁线路进行了评估,结果表明,该线路运营状况良好,各项指标均处于安全状态,验证了该模型在高速铁路运营状况安全评估中的可行性。
(2)针对高速铁路运营状况安全评估过程中存在的信息不全面、因素复杂等问题,建议在高速铁路运营状况安全评估过程中采用更全面的信息。同时,根据风险等级制定不同的预警控制措施。
(3)根据高速铁路运营状况安全评估结果,针对不同类型、不同等级的风险提出了相应的应对措施,有利于加强高速铁路运营安全管理。
(4)通过与层次分析法和模糊综合评价法的对比研究发现,两种方法各自有其局限性和优点。今后还需进一步研究两者结合的优势及方法。
六、建议
从以上分析可以看出,影响高速铁路运营安全的主要因素有设备质量、技术管理水平、人员素质等,针对上述因素提出以下建议:
(1)应进一步完善设备质量管理制度,提高设备质量。
(2)应提高技术管理水平,不断完善高速铁路技术标准体系,实现高速铁路标准化、规范化。
(3)加强人员素质培训,不断提高职工队伍整体素质。
(4)加强高速铁路的安全监测和预警系统建设,建立完善的高速铁路运营安全保障体系。
随着我国高速铁路系统建设和运营管理水平的不断提高,会有更多影响高速铁路运营安全的因素被发现和分析,通过对影响因素进行科学的分析并采取相应措施,保障高速铁路运营安全。
参考文献:
[1] 郭湛,陈子卿,赵林,等.高速铁路运营状况安全评估研究[J].铁道技术监督,2020,48(10):48-53.DOI:10.3969/j.issn.1006-9178.2020.10.018.
[2] 江雨欣.高速铁路运营安全评估关键方法及工作流程研究[D].2021.
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