曾其朗

（中國鐵路南寧局集團有限公司 科技和信息化部，廣西 南寧 530029）

0 引言

鐵路運輸站段標準化建設旨在獲得運輸站段的最佳運營秩序，實現(xiàn)鐵路運輸站段作業(yè)和管理的系統(tǒng)化和最優(yōu)化。鐵路運輸站段標準化建設評價有助于精準掌握特定階段內(nèi)鐵路運輸站段標準化建設的執(zhí)行效果[1]，找到差距并進行改進，促進鐵路運輸站段標準化建設水平的進一步提升。

學者針對鐵路企業(yè)評價方法開展了一系列研究，靳征[2]運用層次分析(Analytic Hierarchy Process，AHP)對經(jīng)濟責任審計評價指標權重進行計算分析，確定各層次評價指標的重要性排序；李俊等[3]基于鐵路車務系統(tǒng)標準化建設的通用評價指標，補充了鐵路局集團公司車務系統(tǒng)的個性化評價指標，構建了車務系統(tǒng)標準評價指標體系；徐安策等[4]選擇使用AHP 對中國鐵路蘭州局集團有限公司標準化建設的評價指標權重進行分析；吳江等[5]創(chuàng)建鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值評估指標體系，基于AHP 和模糊綜合評價法(Fuzzy Comprehensive Evaluation，F(xiàn)CE)構建價值評價模型；汪美陽[6]構建機務段標準化建設水平的評價指標體系；孔德越等[7]建立一種基于AHP的客運車站評定模型，使用R語言和數(shù)據(jù)庫構建模型并計算生成客運車站評價等級；邵賽等[8]從智能鐵路技術特征和能效特征2 個方面考慮，構建面向技術特征和能效特征的2套評價指標體系。

綜上，在鐵路標準化建設評價方面運用定性結合定量綜合計算方法的研究較少。AHP能夠將一種復雜多目標決策問題通過分解為多個層次與指標進行分析，能夠形成鐵路運輸站段標準化建設評價指標體系并計算各指標的權重；FCE是一種基于模糊數(shù)學的隸屬度理論，把定性評價轉化為定量評價，適用于對多種因素制約的對象進行綜合評價，通過模糊評價的方式對傳統(tǒng)方法難以定量評價的標準化建設評價指標進行定量描述。在此，基于AHP 進行鐵路運輸站段標準化評價指標分析，并利用FCE對鐵路運輸站段標準化建設水平進行評價，為鐵路運輸站段標準化建設評價提供方法支撐。

1 鐵路運輸站段標準化建設現(xiàn)狀

為提升鐵路運輸站段標準化建設水平，中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)制定了《中國國家鐵路集團有限公司站段標準化規(guī)范化建設考核評價辦法》(鐵企法〔2023〕4 號)，將考核評價指標分為基礎指標和創(chuàng)優(yōu)指標?；A指標實施千分制考核，分為通用部分和個性部分。通用部分指標分為安全質量效益、綜合管理等3 個類別，個性部分指標由鐵路局集團公司按照不重復、不矛盾的原則結合實際制定。依據(jù)評價指標，鐵路運輸站段對照基礎指標每季度開展至少1 次自評，鐵路局集團公司運用基礎指標每半年對所屬站段進行檢查評價，年終時綜合半年檢查評價、日常檢查情況及國鐵集團公布的加分項進行綜合評價。

但按照半年度、年度時間劃分，運用千分制對運輸站段進行標準化建設質量評價，難以準確識別和診斷鐵路運輸站段標準化建設的問題環(huán)節(jié)或責任單位，缺乏指標權重智能化動態(tài)調整計算方法，人工分配權重費時費力，缺少定性結合定量的分析和計算，影響評價結果的精準性。因此需要以更小且不固定的周期、定制化評價指標體系對運輸站段標準化建設情況進行動態(tài)化、定性結合定量的階段評價。需要研究構建一種適合運輸站段生產(chǎn)組織特點、更加精準體現(xiàn)本單位標準化建設執(zhí)行情況的標準化建設自評價方法作為補充。

2 評價方法

2.1 評價方法流程

針對鐵路運輸站段標準化建設評價中的問題，提出一種綜合運用AHP 和FCE 方法的鐵路運輸站段標準化建設智能化評價流程，為鐵路運輸站段標準化建設評價多目標決策問題提供方法支持，鐵路運輸站段標準化建設評價流程如圖1 所示。首先基于評價指標選取原則，建立初始的評價指標體系。從標準化建設信息系統(tǒng)獲得評價需要的各種信息，包括生產(chǎn)作業(yè)統(tǒng)計信息、安全相關統(tǒng)計信息、技術規(guī)章管理信息等。然后根據(jù)當前階段的標準化建設需要、運輸站段生產(chǎn)組織特征，在信息系統(tǒng)上調整評價指標項和指標之間的重要程度關系。信息系統(tǒng)根據(jù)重要程度關系利用AHP 權重計算公式自動計算更新各層評價指標的權重，并驗證評價指標權重計算結果的一致性。如果評價指標計算結果不一致，需要重新調整指標之間的重要程度關系，重新計算權重一致性并驗證。信息系統(tǒng)中建立了評價專家信息庫，庫中專家由運輸站段標準化建設現(xiàn)場實操人員和中高層管理人員組成。一致性驗證符合后，專家信息庫中隨機抽選的評價人員在信息系統(tǒng)上完成線上評價。信息系統(tǒng)根據(jù)評價人員給出的評價信息，利用FCE對鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況進行綜合評價，自動計算各評價指標層級的評價結果。在生產(chǎn)組織模式、設施設備配置、車流結構組成等未發(fā)生變化時，各指標權重無需調整，避免環(huán)境差異帶來的評價結果誤差。

圖1 鐵路運輸站段標準化建設評價流程Fig.1 Evaluation process of standard construction of railway transportation stations and depots

2.2 評價指標選取原則

（1）完整性原則，評價指標應能夠覆蓋標準化建設的安全、質量、效益等各個方面的建設項點。

（2）突出性原則，運輸站段工作范圍廣泛、內(nèi)容復雜，應從各個崗位的重點工作入手，控制住重要指標，突出重點。

（3）導向性原則，評價指標應能體現(xiàn)當前階段標準化建設的工作重點，對于標準化建設目標的實現(xiàn)具有導向性作用。

（4）延續(xù)性原則，《中國國家鐵路集團有限公司站段標準化規(guī)范化建設考核評價辦法》中已經(jīng)提煉出了關鍵基礎指標，應盡量體現(xiàn)基礎指標的關注項點。

2.3 評價指標權重計算

鐵路運輸站段標準化建設的評價指標體系分為3 個層次：目標層、準則層和指標層，準則層對應一級指標，指標層對應二級指標。需要對評價指標體系進行分析，計算獲得一、二級指標權重。AHP是一種多屬性層次分析決策方法，具有系統(tǒng)、簡潔、實用的優(yōu)點[9-11]。依照Satty 規(guī)則，根據(jù)評價人員討論結果，對相同層次的指標因素分別進行相對重要性比較，構造指標判斷矩陣P，如公式⑴所示。

式中：wi為指標i的重要性度量值；wj為指標j的重要性度量值；Pij為指標i相對于指標j的相對重要性度量值。

為了使判斷矩陣P滿足無量綱化和定量化，AHP通常使用9分位標度法進行同層指標的重要性兩兩比較，判斷矩陣P的標度含義如表1 所示。2，4，6，8為介于相鄰判斷的中值。

表1 判斷矩陣P的標度含義Tab.1 Scale meaning of judgment matrix P

構建完成判斷矩陣P后，需要通過一致性指標CI，計算一致性比例CR，并判斷P的一致性，計算方法如公式⑵—⑶所示。

式中：CI為一致性指標；λmax為判斷矩陣P的最大特征值；CR為一致性比例；CI為一致性指標；RI為平均隨機一致性指標。

平均隨機一致性指標RI取值如表2 所示。RI是對隨機試驗進行大量統(tǒng)計分析后的結果，可從表2中查詢得到。當CR＜0.1時，判斷矩陣P具有較好一致性，否則需要對P進行適當調整。

表2 平均隨機一致性指標RI取值Tab.2 Values of mean random consistency index RI

當P滿足一致性要求時，可通過P計算相同層次指標的權重，通常方法有算數(shù)平均法、幾何平均法和特征值法[9-12]。算數(shù)平均法通過平均值計算獲得權重向量；幾何平均法通過開方和歸一化操作獲得權重向量；特征值法通過對特征向量進行歸一化獲得權重向量。為提高結果計算精度，選取3 種方法得到的權重的平均值作為最終權重結果。

2.4 綜合評價

計算獲得鐵路運輸站段標準化建設評價指標體系的定量指標權重后，需要對鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況進行綜合評價?；贔CE的鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況綜合評價，是基于評價指標集U和指標權重[13]，利用模糊數(shù)學理論，從多個指標的隸屬等級[14-15]，對鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況進行定量綜合評價。

首先建立評價集V=(優(yōu)秀，良好，及格，不及格)，然后運輸站段評價人員根據(jù)標準化建設執(zhí)行情況對每個指標進行評判，從而得到評價指標對評價集V的隸屬度。指標集U中的第i個指標ui對評價集V中第j個元素vj的隸屬程度為rij，可得出指標ui的單指標評價集，如公式⑷所示。

式中：Ri為單指標評價集；rig為隸屬程度。

對U中的所有指標評價完成后，可得到U到V的模糊關系，可得到評判矩陣R，如公式⑸所示。

式中：R為評判矩；Ri為單指標評價集；rij為第i個指標在第j個評價上的經(jīng)過歸一化的模糊概率分布。

評價集V的屬度評價向量E為判斷矩陣P和評判矩陣R的，如公式⑹所示。

式中：E為廣義合成運算；P為判斷矩陣；R為評判矩陣。

通過獲取隸屬度評價向量E中隸屬度最大的評價，可以得到鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況綜合評價的評價結果。

評價過程中首先通過廣義合成運算計算一級準則層各指標的評價向量Ei，通過計算評價向量的最大隸屬度，可以獲得一級準則層各指標的評價結果。然后按照公式⑺將各一級準則層指標的評價向量組合為目標層評價矩陣EZ。

式中：EZ為目標層評價矩陣；Ei為一級準則層指標的評價向量。

然后進行準則層權重與評價矩陣EZ的合成運算，可得到綜合評價向量EZP，從而得到鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況綜合評價結果。

3 實例研究

基于提出的鐵路運輸站段標準化建設評價方法，選擇某編組站進行實例研究，考慮該編組站實施標準化建設過程的需求和編組站的運營實際需求，構建評價指標體系并進行評價。

3.1 評價指標體系構建

結合某鐵路編組站的具體情況和個性化需求，依據(jù)提出的評價指標選取原則，提出某鐵路編組站標準化建設當前階段的評價指標體系，編組站標準化建設評價體系如表3 所示。目標層指標為編組站標準化建設總體執(zhí)行情況，一級指標包括安全管理、質量管理、運營效率、工作量和綜合管理，參照《中國國家鐵路集團有限公司站段標準化規(guī)范化建設考核評價辦法》，本實例將安全質量效益指標進行層次細化，分為4 個一級指標：安全管理、質量管理、運營效率和工作量。另外，將綜合管理也設為一級指標，下設路局專項、人才建設和物資管理3 個二級指標。其中，路局專項為鐵路局集團公司提出的各項個性指標的總體執(zhí)行情況。一、二級指標可不固定，下一階段可根據(jù)標準化建設動態(tài)需求和運營實際變換情況對指標內(nèi)容進行動態(tài)調整。

表3 編組站標準化建設評價體系Tab.3 Evaluation system of standard construction of marshalling station

3.2 權重計算

基于表3 中給出的編組站標準化建設執(zhí)行情況評價體系，提出各個指標的判斷矩陣。

準則層指標判斷矩陣PA-B取值如表4 所示，描述了安全管理、質量管理、運營效率、工作量和綜合管理5個一級指標的權重關系。

表4 指標判斷矩陣PA-B取值Tab.4 Values of index judgment matrix PA-B

指標判斷矩陣PB1取值如表5 所示，描述了準則層安全管理下級安全生產(chǎn)責任、雙重預防機制等6 個指標的權重關系。同理需給出PB2、PB3、PB4、PB5的指標判斷矩陣，用來描述各指標間的權重。

表5 指標判斷矩陣PB1取值Tab.5 Values of index judgment matrix PB1

利用公式⑶分別計算每個指標判斷矩陣的CR值，全部指標判斷矩陣的CR值如表6所示，可以看出，每個判斷矩陣的CR值均小于0.1，說明判斷矩陣PA-B、PB1、PB2、PB3、PB4和PB5均具有良好的一致性，無需調整。

表6 全部指標判斷矩陣的CR值Tab.6 Values of CR of all index judgment matrices

一致性驗證后，分別利用算數(shù)平均法、幾何平均法和特征值法計算經(jīng)過歸一化處理的各指標權重，然后計算3 種方法得到的權重的平均值，評價指標權重計算結果如表7 所示，其中，準則層的權重矩陣WA-B=［0. 4383 0. 2500 0. 1487 0. 0815 0. 0815］。

表7 評價指標權重計算結果Tab.7 Calculation results of evaluation index weight

3.3 評價結果

組織若干個評價人員對每個指標進行評判，可以得到模糊評價表，各指標的模糊評價表如表8 所示。其中，R1，R2，R3，R4和R5分別為一級準則層指標安全管理B1、質量管理B2、運營效率B3、工作量B4和綜合管理B5的指標評價矩陣。

表8 各指標的模糊評價表Tab.8 Fuzzy evaluation table of all indexes

將計算得到的權重矩陣WB1，WB2，WB3，WB4和WB5分別與評判矩陣R1，R2，R3，R4和R5進行廣義合成運算，得到各一級準則層指標的評價向量E1，E2，E3，E4和E5，通過計算評價向量的最大隸屬度，可以獲得評價結果，一級準則層指標的評價向量值如表9 所示。先按照公式⑺將各一級準則層指標的評價向量組合為目標層評價矩陣EZ。再將準則層權重與評價矩陣進行合成運算，可得到綜合評價向量EZP=［0. 3447 0. 4291 0. 1883 0. 0380］，從而得到某鐵路編組站當前階段標準化建設執(zhí)行情況綜合評價結果為“良好”。

獲得某鐵路編組站當前階段標準化建設執(zhí)行情況的評價結果后，可將評價結果應用于該編組站。綜合評價結果可客觀反映當前階段編組站標準化建設的執(zhí)行情況，一級準則層評價結果可從安全管理、質量管理等細分層級反映編組站標準化建設情況的階段優(yōu)勢和階段不足，有助于總結提出下一個階段的改進措施，促進該編組站持續(xù)高效實施鐵路運輸站段標準化建設。

通過實例研究的計算和評價過程可以得出以下結論。

（1）建立的評價指標體系能夠有效反映鐵路運輸站段標準化建設執(zhí)行情況，評價指標體系可通過確定不同類型評價對象的評價指標之間的兩兩重要程度關系，再綜合確定指標的權重，從而使得權重更具合理性。

（2）以3 種權重計算方法得到的權重平均值作為最終權重結果能夠精準計算指標權重，可以科學地反映相同層級內(nèi)各指標之間的關聯(lián)關系和全部指標對于整體目標的重要性。

（3）基于FCE的運輸站段標準化建設定量綜合評價模型可有效地結合定量計算和定性分析的優(yōu)勢，更加客觀和符合實際情況，能夠精準體現(xiàn)各種模糊性評價因素。

某鐵路運輸站段基于本方法開發(fā)了標準化建設信息系統(tǒng)，進行了為期1 年的試用。信息系統(tǒng)中存儲了指標之間的重要程度關聯(lián)關系，當需要新增1 個指標時，只需增加新增指標與已有指標的重要程度關聯(lián)關系，就可利用計算機自動計算并為新的評價指標體系分配合理的指標權重，提升鐵路運輸站段標準化建設評價工作的便捷性，提高評價工作效率。實際操作過程中，當評價人員對于鐵路運輸站段某一個指標進行評價時，不需要給出絕對的優(yōu)或良的評價，即可實現(xiàn)對邊界模糊且不容易定量計算因素的定量化，使得評價結果能夠更加客觀地反映實際情況。

4 結束語

綜合運用AHP 和FCE 方法能夠將復雜多目標決策問題分解為多個層次與指標，并把定性評價轉化為定量評價，能夠有效解決鐵路運輸站段標準化建設評價難題，準確定位運輸站段標準化建設存在問題和不足。通過對某編組站的實例研究，驗證了方法的可用性和有效性，并為運輸站段標準化建設的自評價提供參考。