摘 要：本文主要研究了鐵路信號系統(tǒng)全生命周期內(nèi)的質(zhì)量評價及控制方法。通過分析鐵路信號系統(tǒng)施工特點，從人員、機械、材料及方法4個維度對鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素進行識別，構(gòu)建一套科學(xué)、合理的鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量評價體系?；贒EMATEL模型及ISM模型，對鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量因素進行多層次遞階分級，識別表層、深層及根源影響因素。基于LEC風(fēng)險評估法，對各因素發(fā)生后引發(fā)的危害程度進行評估，結(jié)合多層次遞階分級結(jié)果，確定鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量控制因素。

關(guān)鍵詞：鐵路信號系統(tǒng)；全生命周期；LEC風(fēng)險評估法

中圖分類號：U 28" " 文獻標(biāo)志碼：A

目前，我國鐵路網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和質(zhì)量顯著提高，鐵路網(wǎng)覆蓋和連通性進一步增強，為促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和改善民眾出行條件提供了有力支撐[1-2]。鐵路信號系統(tǒng)作為鐵路運輸?shù)纳窠?jīng)系統(tǒng)，其施工質(zhì)量直接影響鐵路運輸?shù)陌踩c效率。然而，鐵路信號系統(tǒng)施工涉及多個階段，因此施工過程中的質(zhì)量控制面臨著很多挑戰(zhàn)，例如人員素質(zhì)參差不齊、施工材料質(zhì)量不一、施工方法和工藝水平差異、環(huán)境因素變化等，這些因素都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

本文對鐵路信號系統(tǒng)施工特點及其施工質(zhì)量影響因素進行分析，構(gòu)建系統(tǒng)化的鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量管理體系，基于DEM-ISM原理建立鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量管理多層次遞階模型，確定關(guān)鍵因素，提出改進措施。

1 鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素分析

1.1 鐵路信號系統(tǒng)施工特點

鐵路信號系統(tǒng)是保障列車運行安全的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)施，包括信號機、轉(zhuǎn)轍機、軌道電路、列車控制系統(tǒng)等，其施工內(nèi)容涉及電子、通信、計算機、自動控制等多個技術(shù)領(lǐng)域，需要施工團隊具備跨學(xué)科的專業(yè)知識和技能，具備技術(shù)密集型的特點[3]。同時，在鐵路信號系統(tǒng)施工中，需要使用部分高精度的測量和測試設(shè)備，保證精確安裝和調(diào)試信號設(shè)備。

通常在戶外進行鐵路信號系統(tǒng)施工，因此需要適應(yīng)各種自然環(huán)境和氣候條件，例如高溫、低溫、濕度、風(fēng)沙等，施工地點包括城市、郊區(qū)、山區(qū)、丘陵等不同的地形地貌單元，各種環(huán)境都有特定的施工要求，對施工材料選擇、施工方法和施工進度都有顯著影響。

目前，隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)越來越多地采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，鐵路信號系統(tǒng)施工的安全和質(zhì)量控制變得更加嚴(yán)格[4]?，F(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)施工具有復(fù)雜性和專業(yè)性，因此對施工單位提出了較高的要求，施工過程中需要對原材料、設(shè)備、工藝等各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和監(jiān)督，在施工完成后還需要對系統(tǒng)進行測試和驗證，保證信號系統(tǒng)滿足設(shè)計要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素

為進一步提高鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量，相關(guān)管理團隊采用頭腦風(fēng)暴法，組建由項目團隊成員、專家和其他利益相關(guān)者組成的小組，通過開放式討論來識別所有影響鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量的因素。在大量識別鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)管理經(jīng)驗對其進行謹(jǐn)慎篩選，最終建立鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量管理體系，包括4個維度及12個影響因素，對每個因素進行編號，見表1。

2 基于DEM-ISM的鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量管理

2.1 DEMATEL模型構(gòu)建

決策試驗和評價試驗法（Decision-making Trial and Evaluation

Laboratory，DEMATEL）是一種用來分析系統(tǒng)中各要素之間相互關(guān)系和影響的方法[5]。對12個影響因素中的每2個因素的相互影響程度進行比較，得到12×12階的原始矩陣U。將影響程度比較分4個層次，分別為0分（無影響）、1分（較小影響）、2分（中等影響）及3分（較大影響），邀請9位專家，取平均值作為最終比較結(jié)果。原始矩陣U如圖1所示。

用公式（1）對原始矩陣進行規(guī)范化，得到規(guī)范影響矩陣V。

式中：Uij為原始矩陣U中的元素，表示因素i對因素j的影響程度。

再由規(guī)范影響矩陣V得到綜合影響矩陣W，如公式（2）所示。

式中：I為單位矩陣。

用公式（1）和公式（2）計算得到綜合影響矩陣W，如圖2所示。

2.2 ISM多層次遞階模型構(gòu)建

解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）是一種用來分析和揭示復(fù)雜系統(tǒng)中各要素之間相互作用和影響關(guān)系的系統(tǒng)學(xué)方法，其核心是通過分析各因素之間的相互影響關(guān)系構(gòu)建精簡的多層次遞階模型[6]。在DEMATEL模型綜合影響矩陣W的基礎(chǔ)上，構(gòu)建整體影響矩陣H，如公式（3）所示。

在計算過程中，ISM取值為（0，1），因此在整體影響矩陣H的基礎(chǔ)上引入閾值λ（λ∈[0，1]），將整體矩陣H轉(zhuǎn)化為ISM模型的可達矩陣K，用公式（4）和公式（5）計算可達矩陣中的元素。

式中：hij為整體影響矩陣H中的各個元素，n為矩陣階數(shù)。

閾值λ的取值與綜合影響矩陣的標(biāo)準(zhǔn)差有關(guān)，經(jīng)試算，閾值λ取0.06，利用公式（3）～公式（5），計算可達矩陣K。如圖3所示。

在可達矩陣K的基礎(chǔ)上確定可達集Q和先行集R，可達集Q、先行集R分別表示可達矩陣K中某因素對應(yīng)行、列含有1的元素集合。根據(jù)條件是否成立，建立多層次遞階模型，判斷方法如公式（6）所示。

利用公式（6）的判斷方法對可達矩陣進行6輪判斷后，將12個因素分成6個等級，詳見表2。

根據(jù)DEM-ISM模型的分析結(jié)果可知，技術(shù)經(jīng)驗水平、項目監(jiān)管監(jiān)督及施工驗收標(biāo)準(zhǔn)是影響鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量的根源影響因素，因此在鐵路信號系統(tǒng)施工過程中，應(yīng)采取重點管控措施。

3 基于LEC法鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量控制因素識別

3.1 LEC法概述

LEC法屬于半定量的風(fēng)險評估方法，全稱為作業(yè)條件危險性評價法，用于評估作業(yè)條件或特定活動的危險程度[7]。LEC法根據(jù)3個主要因素來評估風(fēng)險：事故發(fā)生的可能性（L）、暴露于危險環(huán)境的頻繁程度（E）以及一旦發(fā)生事故可能造成的后果（C），采用3個因素分值相乘得到風(fēng)險分值D，來衡量事件的風(fēng)險等級。計算過程如公式（7）所示。

式中：D為事件發(fā)生后所造成的風(fēng)險等級；L為事件發(fā)生的可能性；E為事件發(fā)生的頻繁程度；C為事件發(fā)生后可能導(dǎo)致的后果。

在鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量控制中應(yīng)用LEC法，對各影響因素發(fā)生的可能性、頻繁程度及后果進行分析，確定相應(yīng)的控制措施。

3.2 LEC法評估結(jié)果分級

根據(jù)表1，將影響鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量的各個因素發(fā)生的可能性、頻繁程度及后果進行等級劃分及賦值。在因素發(fā)生的可能性中，通常將一定會發(fā)生的事件概率設(shè)定為1.0，賦分為10分，不可能會發(fā)生的事件概率設(shè)定為0，賦分為0.1分，其他事件概率為0.1～10分。事件發(fā)生的頻繁程度是根據(jù)項目建設(shè)周期增加而增加的，因此根據(jù)項目建設(shè)周期，周期越長的項目，事件發(fā)生的頻繁程度越高，而周期越短的項目，頻繁程度越低，同樣將事件發(fā)生的頻繁程度劃分為0.1分～10分。事件發(fā)生后果的影響程度將采用人員傷亡數(shù)量、經(jīng)濟損失、環(huán)境影響及工期延誤等作為評價標(biāo)準(zhǔn)，考慮事件發(fā)生后果損失的波動范圍較大，將C值設(shè)定為0.1分～100分。其中，事故后果僅早上輕微損失的分值為0.1分，而造成人員傷亡或極大經(jīng)濟損失是分值為100分。各影響因素發(fā)生的可能性、頻繁程度及后果等級劃分及賦分見表3。

根據(jù)公式（7），計算各因素發(fā)生后所造成的風(fēng)險等級D，確定LEC法評估分級結(jié)果，見表4。

3.3 鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量控制因素識別

在鐵路信號系統(tǒng)施工過程中，施工質(zhì)量的控制因素主要包括人員、機械、材料及方法4個維度及12個影響因素，每個因素發(fā)生的可能性、頻繁程度及引發(fā)的后果都是不可控的，但可以利用現(xiàn)場的管理手段降低因素發(fā)生的可能性、因素的頻繁程度及避免因素發(fā)生引發(fā)的不良后果。組建鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素發(fā)生風(fēng)險等級評估小組，對各維度的影響因素進行評估，結(jié)果見表5。

由表5可知，D值大于300的因素主要有A1、A3、B2，這3個因素發(fā)生后對鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響較大，會造成較為嚴(yán)重的后果。結(jié)合鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素分級可知，A1及A3兩個因素屬于根源因素。綜合而言，技術(shù)經(jīng)驗水平A1及項目監(jiān)管監(jiān)督A3是影響鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量的控制因素，若無法對其進行有效管控，會對工程質(zhì)量造成極大的危害，并可能導(dǎo)致人員傷亡或造成較大的經(jīng)濟損失。

4 結(jié)論

本文針對鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量管控進行了分析，通過分析鐵路信號系統(tǒng)施工特點，從人員、機械、材料及方法4個維度，構(gòu)建了涵蓋12個因素指標(biāo)的鐵路信號系統(tǒng)質(zhì)量評價體系。采用DEMATEL模型及ISM模型，充分利用DEMATEL模型在量化處理層次結(jié)構(gòu)問題上的特點和ISM模型分解復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢，將鐵路信號系統(tǒng)質(zhì)量影響因素分為表層、深層及根源影響因素3個層次。采用LEC法對鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量影響因素進行風(fēng)險等級評估，集合多層次遞階分級結(jié)果，確定技術(shù)經(jīng)驗水平及項目監(jiān)管監(jiān)督兩個因素為影響鐵路信號系統(tǒng)施工質(zhì)量的控制因素。

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