劉婷婷，魏仁輝

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通運(yùn)輸系，陜西 西安 710014)

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基于多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法的地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)

劉婷婷，魏仁輝

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通運(yùn)輸系，陜西 西安 710014)

通過(guò)建立符合客觀實(shí)際的多層次、多指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，應(yīng)用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，并選取某條即將開(kāi)通的地鐵線(xiàn)路上的一個(gè)車(chē)站作為實(shí)例，進(jìn)一步研究，從而得出相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果。

交通工程；多層次模糊綜合評(píng)價(jià)；車(chē)站設(shè)施；車(chē)站機(jī)電設(shè)備；專(zhuān)家調(diào)查法

地鐵作為城市軌道交通系統(tǒng)中最為常見(jiàn)的一種交通形式，其運(yùn)量大，速度快，無(wú)污染、節(jié)約道路資源等優(yōu)點(diǎn)，已被越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)作為解決交通問(wèn)題的首選。地鐵車(chē)站是供旅客換乘和候車(chē)的場(chǎng)所，是地鐵路網(wǎng)中最復(fù)雜的一種建筑物，設(shè)施設(shè)備種類(lèi)繁多，但總結(jié)起來(lái)，主要有3種類(lèi)型：第1類(lèi)是具有客流集散功能的設(shè)施設(shè)備，例如通道、樓梯、站臺(tái)、電梯、自動(dòng)售檢票機(jī)、屏蔽門(mén)等；第2類(lèi)是具有輔助運(yùn)營(yíng)功能的設(shè)施設(shè)備，例如設(shè)備房，管理用房等；第3類(lèi)是具有擴(kuò)展功能的設(shè)施設(shè)備，例如商鋪等，主要是為了土地資源的最優(yōu)化利用。筆者主要研究與乘客有直接關(guān)系的第1類(lèi)設(shè)施設(shè)備，即具有客流集散功能的設(shè)施設(shè)備，對(duì)此類(lèi)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)營(yíng)安全性評(píng)價(jià)[1]。

1 評(píng)價(jià)體系的建立

1.1 基本概念

車(chē)站的設(shè)施設(shè)備是兩個(gè)不同的概念。所謂設(shè)施，就是固定的，即在車(chē)站建設(shè)之前就規(guī)劃好的，是車(chē)站建筑的一部分，車(chē)站設(shè)施主要有站臺(tái)、站廳、通道、樓梯等，相對(duì)來(lái)說(shuō)改變的可能性很小，穩(wěn)定性強(qiáng)，在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，對(duì)乘客的安全性影響也不大。

設(shè)備主要是指車(chē)站的機(jī)電設(shè)備，是為了協(xié)助乘客出行而設(shè)置的，其設(shè)置受空間、預(yù)測(cè)客流大小、外界環(huán)境等因素的影響，主要由電扶梯系統(tǒng)、屏蔽門(mén)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等組成。車(chē)站設(shè)備在運(yùn)營(yíng)時(shí)故障率相對(duì)于車(chē)站設(shè)施要高得多，尤其是對(duì)于開(kāi)通較早的線(xiàn)路，機(jī)電設(shè)備在軟件、監(jiān)控等方面的故障較多，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響也較大[2-5]。

1.2 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

安全評(píng)價(jià)最重要的環(huán)節(jié)是建立安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，本著科學(xué)性、可行性、可比性、獨(dú)立性等原則，客觀地、合理地、科學(xué)地、盡可能地反映能影響運(yùn)營(yíng)安全的因素，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[6-8]。

1.2.1 框架結(jié)構(gòu)

在評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取過(guò)程中，影響因素較多，通過(guò)專(zhuān)家咨詢(xún)，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終建立如圖1的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架結(jié)構(gòu)。

圖1 地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架結(jié)構(gòu)Fig.1 Operational safety assessment system for subway station facility and electromechanical equipment

1.2.2 指標(biāo)分析

由圖1可以看出，地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由兩級(jí)指標(biāo)構(gòu)成，第1級(jí)指標(biāo)有兩個(gè)：車(chē)站設(shè)施和車(chē)站機(jī)電設(shè)備，囊括了地鐵車(chē)站上對(duì)運(yùn)營(yíng)安全有直接影響的兩大類(lèi)，但這兩類(lèi)范圍太大，因此在第1級(jí)這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下分別再設(shè)立相應(yīng)的2級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1)車(chē)站設(shè)施。車(chē)站設(shè)施主要反映包括車(chē)站站臺(tái)、站廳、樓梯和通道在內(nèi)的主要設(shè)施對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響。其中站臺(tái)為乘客候車(chē)的場(chǎng)所，客流相對(duì)比較集中，從而會(huì)影響運(yùn)營(yíng)安全；站廳主要安裝與乘客相關(guān)的機(jī)電設(shè)備，與運(yùn)營(yíng)有直接關(guān)系；樓梯和通道處的客流以流動(dòng)客流為主，但因樓梯高低不平，通道寬度會(huì)對(duì)疏散客流等有直接的影響，所以，對(duì)車(chē)站的運(yùn)營(yíng)安全也會(huì)有很大的影響。

2)車(chē)站機(jī)電設(shè)備。車(chē)站的機(jī)電設(shè)備種類(lèi)很多，若考慮所有因素，則會(huì)造成評(píng)價(jià)的誤差較大，因此筆者征求相關(guān)專(zhuān)家的意見(jiàn)，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終選取自動(dòng)扶梯、屏蔽門(mén)、FAS(火災(zāi)預(yù)防報(bào)警系統(tǒng))、BAS(環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng))這4個(gè)主要影響運(yùn)營(yíng)安全的指標(biāo)。其中，自動(dòng)扶梯因故障率較高，乘客使用頻率高等原因，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全有較大影響；屏蔽門(mén)的滑動(dòng)門(mén)夾人、無(wú)法正常打開(kāi)或關(guān)閉等事故近年來(lái)發(fā)生的也很多，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全會(huì)產(chǎn)生影響；FAS為火災(zāi)預(yù)防報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)保證地鐵車(chē)站的火災(zāi)安全，保護(hù)車(chē)站上人員生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義；BAS為環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)地鐵車(chē)站的環(huán)境與空氣條件、通風(fēng)、給排水、照明、乘客導(dǎo)向、自動(dòng)扶梯及電梯、屏蔽門(mén)、防淹門(mén)等設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理，它的正常工作為地鐵車(chē)站的運(yùn)營(yíng)安全創(chuàng)造了有利條件[2]。

2 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)于地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)這種多指標(biāo)、多層次的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，影響因素較多，并且受環(huán)境影響較大，存在著一定的模糊性。模糊數(shù)學(xué)中的多層次模糊綜合評(píng)價(jià)是分析多準(zhǔn)則問(wèn)題的有效工具，是將人的思維過(guò)程和主觀判斷數(shù)學(xué)化，系統(tǒng)分析和計(jì)算簡(jiǎn)化，有助于決策者保持思維過(guò)程與決策原則的一致，因此，使用模糊數(shù)學(xué)中的“多層次模糊綜合評(píng)價(jià)”模型來(lái)解決“地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)”這一問(wèn)題是可操作的，有很大的優(yōu)越性。

從圖1可以看出，該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有三層，其中第1層為目標(biāo)層，第2層為準(zhǔn)則層，第3層為指標(biāo)層，因此，評(píng)價(jià)模型由兩個(gè)層次構(gòu)成，采用模糊數(shù)學(xué)中的二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1 確定指標(biāo)體系因素集及層次關(guān)系

第1層影響評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)結(jié)果的因素是車(chē)站設(shè)施和車(chē)站機(jī)電設(shè)備這2個(gè)因素，得因素集：

C={C1,C2}

式中：C1為準(zhǔn)則層中的車(chē)站設(shè)施影響因素，它由指標(biāo)層中的站臺(tái)、站廳、樓梯、通道這4個(gè)因素決定，即：C1={C11,C12,C13,C14}；C2為準(zhǔn)則層中的車(chē)站機(jī)電設(shè)備影響因素，它由指標(biāo)層中的自動(dòng)扶梯、屏蔽門(mén)、FAS、BAS這4個(gè)因素決定，即：C2={C22,C23,C24}。

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

確定權(quán)重指標(biāo)的方法是多樣的，筆者采用專(zhuān)家調(diào)查法。筆者采訪(fǎng)了所在城市地鐵公司的3位企業(yè)專(zhuān)家、2位長(zhǎng)期從事城市軌道交通運(yùn)營(yíng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的教授以及5位有豐富經(jīng)驗(yàn)的車(chē)站一線(xiàn)工作人員，共計(jì)10位專(zhuān)家。匯總他們的意見(jiàn)，確定各層次指標(biāo)的權(quán)重。因有兩層評(píng)價(jià)模型，因此指標(biāo)權(quán)重的確定需要分兩步進(jìn)行。

2.2.1 準(zhǔn)則層的權(quán)重集的確定

將車(chē)站設(shè)施和車(chē)站機(jī)電設(shè)備對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響從高到底分為A，B，C，D這4級(jí)，分別賦予每一級(jí)4、3、2、1分的分值，10位專(zhuān)家對(duì)各要素的投票結(jié)果和各因素的綜合得分及權(quán)重值如表1。

表1 準(zhǔn)則層要素指標(biāo)權(quán)重

其中，綜合得分為每個(gè)要素各等級(jí)投票的人數(shù)與等級(jí)分值的乘積求和，權(quán)重為每個(gè)要素的綜合與總分(100分)的比值。從表1可以得出，準(zhǔn)則層的權(quán)重集為：A={0.22,0.78}。

2.2.2 指標(biāo)層的權(quán)重集的確定

同2.2.1節(jié)，得車(chē)站設(shè)施與車(chē)站機(jī)電設(shè)備各要素的權(quán)重如表2、表3。

表2 車(chē)站設(shè)施影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

表3 車(chē)站機(jī)電設(shè)備影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

從表2、表3可以得出，車(chē)站設(shè)施和車(chē)站設(shè)備這兩個(gè)因素的權(quán)重集為：

a1={0.21, 0.17, 0.33, 0.29}

a2={0.29, 0.31, 0.21, 0.19}。

2.3 建立評(píng)價(jià)集

評(píng)價(jià)集的建立是評(píng)價(jià)過(guò)程中很重要的環(huán)節(jié)，筆者根據(jù)對(duì)運(yùn)營(yíng)安全影響的程度由高到低劃分為6個(gè)模糊層次進(jìn)行評(píng)價(jià)：V={影響非常大，影響很大，影響比較大，影響一般，影響比較小，影響很小}。

2.4 模糊綜合評(píng)價(jià)

2.4.1 一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

現(xiàn)選取某城市馬上開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的線(xiàn)路上的其中一個(gè)車(chē)站的基本資料，給上述提到的10位參評(píng)專(zhuān)家，讓他們對(duì)車(chē)站設(shè)施設(shè)備對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。專(zhuān)家評(píng)價(jià)后，將結(jié)果匯總整理，得到該車(chē)站的綜合評(píng)價(jià)表，詳見(jiàn)表4。

表4 某地鐵車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)

注：表中的數(shù)值Vijk是參評(píng)專(zhuān)家中認(rèn)為指標(biāo)Cij隸屬于Vk的專(zhuān)家人數(shù)(其中i=1,2；j=1,2,3,4,5；K=1,2,3,4,5,6)。

一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)需要按照最低層，即指標(biāo)層的各因素進(jìn)行，評(píng)價(jià)對(duì)象為Cij，對(duì)評(píng)價(jià)集中的第k個(gè)層次的隸屬度為rijk，確定方法為：rijk=Vijk/n(其中：i=1,2；j=1,2,3,4,5；K=1,2,3,4,5,6；n為專(zhuān)家人數(shù)，即n=10)。則指標(biāo)層的單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣為：

指標(biāo)層的模糊綜合評(píng)價(jià)集為：Bi=ai·Ri，由此可得：

B1=a2·R1=(0.215,0.241,0.230,0.121,0.193)

B2=a2·R2=(0.293,0.258,0.219,0.129,0.101)。

2.4.2 二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

在上述模糊綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)。首先形成二級(jí)，即準(zhǔn)則層模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣：

再根據(jù)準(zhǔn)則層的權(quán)重集A，得到二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集為：

B=A·R=(0.275 84,0.254 26,0.221 42,0.127 24,0.121 24)。

2.5 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算

3 結(jié) 語(yǔ)

地鐵車(chē)站的設(shè)施設(shè)備對(duì)運(yùn)營(yíng)會(huì)產(chǎn)生直接的影響，采用定性的方法無(wú)法很好的評(píng)價(jià)，不能滿(mǎn)足實(shí)際對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的需求，有可能會(huì)引起平時(shí)工作中的麻痹大意，造成安全隱患。根據(jù)建立的車(chē)站設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可以發(fā)現(xiàn)，這是一個(gè)典型的多層次、多因素的評(píng)價(jià)體系，可以采用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。筆者選取這種方法對(duì)某條即將開(kāi)通的線(xiàn)路其中一個(gè)車(chē)站進(jìn)行評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中，在地鐵行業(yè)的專(zhuān)家、學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教授和地鐵車(chē)站一線(xiàn)的工人中選取專(zhuān)家，采用專(zhuān)家調(diào)查法確定各影響因素的權(quán)重，應(yīng)用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算，最終得到評(píng)價(jià)結(jié)果。

多層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法邏輯清晰，過(guò)程簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，非常有利于決策者的決策，可以將這種方法應(yīng)用于其他各車(chē)站，通過(guò)安全性評(píng)價(jià)，來(lái)提高運(yùn)營(yíng)者的安全意識(shí)，保障乘客的安全出行，為城市交通的發(fā)展做貢獻(xiàn)。但在實(shí)際使用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法的過(guò)程中，需要建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且要合理選擇確定指標(biāo)權(quán)重的方法。另外，在評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合計(jì)算時(shí)，需要對(duì)評(píng)價(jià)集中的各層次進(jìn)行量化，而量化的方法目前沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是在未來(lái)的評(píng)價(jià)工作中需要改進(jìn)的地方。

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Operational Safety Evaluation on Subway Station Facilities Based on Multiplayer Fuzzy Comprehensive Evaluation

Liu Tingting, Wei Renhui

(Department of Traffic & Transportation, Xi’an Railway Vocational and Technical College, Xi’an 710014, Shaanxi, China)

A multilayer and multi-index evaluation index system and a mathematical model of multiplayer fuzzy comprehensive evaluation were built objectively. The multiplayer fuzzy comprehensive evaluation was used to assess the operational safety for subway station facility and electromechanical equipment. A station on opening of a subway line was selected as an example to carried out further study, thus the corresponding evaluation results were obtained.

traffic engineering; multiplayer fuzzy comprehensive evaluation; station facility; station electromechanical equipment; Delphi method

10.3969/j.issn.1674-0696.2015.02.21

2013-10-11；

2013-11-28

劉婷婷(1984—)，女，寧夏固原人，講師，碩士，主要從事城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理方面的研究。E-mail：npultt@163.com。

U121

A

1674-0696(2015)02-098-04