基于层次分析法地铁运营系统安全评价技术的研究葛平礼

基于层次分析法地铁运营系统安全评价技术的研究葛平礼

哈尔滨地铁集团有限公司运营分公司黑龙江哈尔滨150000

摘要:本文首先对层次分析法的主要概念进行分析,并对其应用中的价值进行了探究,然后利用层次分析的方法,构建了以地铁运营系统安全性为核心的层次结构模型,并对相关影响因素对安全水平的影响程度进行了计算与判断,为加强安全相关措施的制定提供了依据。

关键词:地铁运营系统;层次分析法(AHP);事故;模型;影响因素

对于地铁运营系统而言,在针对其安全水平进行评价的过程当中最难以克服的问题就在于整个评价的多指标性,为了得到最证实的安全评价结果,必须对多个方面的指标进行综合考察,这些指标当中既涉及到了定性指标,同时也有定量指标。在两种指标并存的条件下,难以指标比较其优劣势,因此必须对其进行科学的处理与分析。层次分析法作为一种应用定量方法对非定量事件进行分析,可通过对复杂系统进行分解的方式,形成目标、原则、方案等多个层次,进而实现对各个层次的定性与定量分析,故而认为其在地铁运营系统安全评价方面有非常重要的应用价值。大量已有研究中均将地铁运营系统这一整体视作是由人、物、环境、以及管理这个方面因素所形成的有机系统,利用层次分析法能够根据上述因素构建针对性的结构模型,从而方面对相关指标权重的分析。本文即围绕该问题进行探讨。

1地铁运营系统的特点

地铁运营系统是一个包含各种土建工程和车辆等各种机电设备系统,集车、机、工、电、检、运、营等多学科、多专业、多工种于一体的复杂系统。地铁因建设于地下,又具有封闭性强、运行高速、起停频繁、客流量大,且乘客自助乘车、应急疏散难度大、易受外界因素干扰等固有特点,因此,地铁作为一种特殊的人员密集公共场所,对其安全性的要求高。

对于一个地铁运营系统的安全状况进行评价的最大难度就是多指标性,需要综合考察多项指标。指标中有定性指标和定量指标,而且很难直接比较其优劣,因而需要对其进行科学的分析处理。笔者应用层次分析法(AnalyticalHierarchyProcess,AHP)对地铁运营系统进行安全综合评价,通过建立相应指标体系,定量地确定各个指标的相对重要性,然后对所得的权重进行排序,该方法可以比较客观地反映地铁运营系统的各个指标体系在安全运营中的重要程度。

2层次分析法的介绍

层次分析法是美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代中期提出,该法是对非定量事件进行定量分析的一种有效方法,其基本原理是把复杂系统分解成目标、准则、方案等层次,在该基础上进行定性和定量的分析和决策。

层次分析法把人的决策思维过程层次化、数量化、模型化,并用数学手段为其分析、决策提供定量的依据,是一种对非定量事件进行定量分析的有效方法,特别是在目标因素结构复杂且缺少必要的数据情况下,需要将决策者的经验判断定量化时,该法非常的实用。以地铁运营系统的安全评价为例,层次分析法的应用优势体现在:该方法能够将一个复杂且具有多指标特点的问题以一种科学且客观的方式转换为单指标问题,从而在一维空间中进行评价。层次分析过程当中,决策人的思维过程数学化,对人的主观判断的定性分析进行定量化处理,使决策人在分析过程当中思维保持一致性,进而能够得到不同决策方案下的差异数字化,通过此种方式辅助决策人对最优方案进行选择。

3层次分析法在地铁运营系统安全分析中的应用

大量已有研究中均将地铁运营系统这一整体视作是由人、物、环境、以及管理这个方面因素所形成的有机系统。在层次分析结构当中,将地铁运营系统安全水平作为“A”,下属各项影响因素:(1)人的因素设置为“B1”;(2)物的因素设置为“B2”;(3)环境因素设置为“B3”;(4)管理因素设置为“B4”。在此基础之上,B级因素进一步下属影响指标,人的因素下下属:(1)乘客,设置为“C1”;(2)列车操作人员,设置为“C2”;(3)管理人,设置为“C3”;物的因素下下属:(1)车辆系统,设置为“C4”;(2)通信系统,设置为“C5”;环境的因素下

下属:(1)自然环境,设置为“C6”;(2)作业环境,设置为“C7”;管理的因素下下属:(1)安全投入,设置为“C8”;(2)规章制度,设置为“C9”。

在层次分析法技术作用之下,根据评价因素判断矩阵,进行层次单排序以及总排序处理,用此种方式确定对应的评价因素以及评价因子对应权重。具体思路是,根据判断矩阵计算对应对于上一层次某因素而言,此次与其有关的元素重要性次序的权重。层次单排序的权重可以在MATLAB软件的辅助下求正规化特征向量而得到。以上述设置标准下的地铁运营系统为例,在层次分析过程当中,需要分别计算A——B4;B1——C3;B2——C5;B3——C7;B4——C9各个层次所对应的判断矩阵、计算指标值。对应数据结果如下表(表1~表5)所示。

4层次分析结果

结合以上分析中应用层次分析法所取得的地铁运营系统安全分析结构模型计算结果,可以判断在地铁运营系统这一整体中,各个因素对系统安全性的影响程度,按照影响程度由大至小进行排列,依次为:(1)人的因素(0.4209);(2)管理因素(0.4209);(3)物的因素(0.1064);(4)环境因素(0.0517)。同时,根据层次分析法所取得的结果,在地铁运营系统方案层方面的排序由大至小分别为:(1)安全投入;(2)乘客;(3)列车操作人员;(4)规章制度;(5)管理人员;(6)车辆系统;(7)作业环境;(8)通信系统;(9)自然环境。该排序反映了地铁运营系统安全能力的具体状况。

结论

对于地铁运营系统而言,影响安全水平的最主要因素为人的因素以及管理因素,然后实物的因素以及环境方面的因素。因此,为了最大限度的降低事故发生率,提高地铁运营系统的安全水平,就需要从提高人的基本素质入手,同时建立相关的培训制度,坚强管理机制,优化设备以及环境条件。应用层次分析方法及其相关技术,构建了针对地铁运营系统安全水平的结构模型,为地铁运营系统安全水平的评价工作提出了一种科学且实用的方法。

参考文献:

[1]潘科,王洪德,石剑云等.多级可拓评价方法在地铁运营安全评价中的应用[J].铁道学报,2011,33(5):14-19.

[2]代宝乾,汪彤,蒋玉琨等.地铁运营系统安全综合评价指标体系研究[J].中国安全科学学报,2016,16(12):9-14.

[3]荆全忠,姜秀慧等.基于层次分析法(AHP)的煤矿安全生产能力指标体系研究[J].中国安全科学学报,2016.16(9):74-79

作者姓名:葛平礼作者身份证号码:232700198804072413

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