編組站生產設備安全評價的探討

戴文俊 上海鐵路局南翔站

編組站生產設備安全評價的探討

戴文俊 上海鐵路局南翔站

生產設備是保證編組站安全生產的最直接因素之一，而對生產設備安全評價的缺失會導致對生產設備的管理較為盲目和低效。從編組站現場管理的角度出發，以生產設備的安全重要度和安全性能為評價內容，以層次分析法為理論依據，討論編組站生產設備安全評價的方法，并基于安全評價提出具有可操作性的生產設備管理建議。

生產設備；設備安全重要度評價；設備安全性能評價；層次分析法

1 引言

生產設備是編組站系統的重要組成部分，是保證編組站安全高效運轉的最直接的因素之一。生產設備安全隱患的排查和日常監管一直是編組站管理中的重要內容。然而，目前編組站現場對于生產設備的管理效率較低，具體表現在對設備的安全隱患排查工作不容易抓住重點，往往憑經驗對設備進行維護和管理；對設備安全狀態的監管工作沒有科學的預見性，只是當設備出現了異常才能看到存在的問題。造成這些管理漏洞的主要原因是現場對于生產設備安全評價的缺失。本文從編組站現場管理的角度出發，對編組站生產設備的安全評價內容和方法進行探討，并提出基于安全評價的具有可操作性的生產設備管理建議。

2 生產設備安全評價內容和方法

對于生產設備安全的評價應至少包括兩個方面：一是從編組站生產設備系統整體的角度出發來評價各設備對于設備系統整體安全的重要性，為了方便敘述，本文稱之為設備安全重要度評價。設備的安全重要度能夠體現各生產設備在車站運輸生產安全中所扮演角色的重要性，是設備自身的性質所決定的，與設備的狀態無關，其評價結果會隨著編組站系統結構的變化而變化。二是從設備本身出發，對各生產設備自身安全性能進行評價，為了方便敘述，本文稱之為設備安全性能評價。設備的安全性能評價是對生產設備是否處于安全工作狀態的評估，其評價結果會隨著時間的推移而產生變化。

通過對問題特點的分析，本文采用層次分析法理論對生產設備安全的評價方法進行探討。

2.1 層次分析法理論

層次分析法是一種把人的思維過程層次化、數量化，并運用數學分析、決策、預報或控制提供定量的依據，從而對系統進行定性、定量分析的系統分析方法，常用來解決評價問題。

層次分析法的基本原理是根據問題的性質和總目標，將問題分解為不同組成因素，按照各因素間的相互關系影響以及隸屬關系將各因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結構模型，并最終將系統分析歸結為底層相對于頂層的相對重要性權值的確定或相對優劣次序的排序問題。

在排序計算中，每一層次的元素相對于上一層以某一元素的單排序問題又可簡化為一系列成對因素的判斷比較。為此引入1~9標度法，用決策者的經驗判斷各因素間的相對重要程度，并寫成判斷矩陣形式，通過計算判斷矩陣的最大特征值及相應的歸一化特征向量，計算出某一層相對于上一層某一個元素的相對重要性權值，用上一層元素本身的權值加權綜合，即可計算出層次總排序權值，從而得出底層元素相對于頂層的相對重要性權值或相對優劣次序的排序值。

層次分析法的基本步驟如圖1所示。

圖1 層次分析法基本步驟

2.2 設備安全重要度評價方法

根據設備安全重要度評價的目的，其結果形式應是各生產設備關于生產設備系統整體安全的重要性權重值。設編組站有n個生產設備S1，S2…Sn，這些設備關于系統整體安全的重要性權重值WS1，WS2…WSn具有以下特性：

（1）各權重值為小于等于1的非負數，即

（2）各權重值疊加和為1，即

上述特性也可以理解為，如果設備系統整體安全性為1的話，各設備的安全性則是組成這個整體1的元素，其重要性權重值 則代表各設備的安全性在系統整體安全中所占比例的大小。

為了計算各生產設備對于系統安全的重要性權重值，根據層次分析法理論，在對分析對象（編組站生產設備系統）實際情況充分掌握的前提下，首先應構建以編組站生產設備系統安全為總目標（頂層），以各生產設備為基本因素（底層）的遞階層次結構圖，如圖2所示。

圖2 生產設備安全重要度評價遞階層次結構圖

在構建遞階層次結構圖時，某一元素對下一層有支配關系的元素數量不應超過9個，元素多時可以將這些元素進一步分組；若下一層某個元素與上一層兩個或多個元素同時構成邏輯關系，則應用直線段將這些邏輯關系全部表示出來；允許存在不與下一層任何一個元素構成邏輯關系的元素，但該元素應看作是底層元素。對于生產設備安全重要度評價遞階層次結構圖來說，所有底層元素必須是具體的生產設備。

在建立遞階層次結構以后，上下層次之間元素的隸屬關系就被確定了。底層設備元素相對于頂層系統安全目標的重要性權重值需要自上而下逐層計算。具體計算流程如圖3所示。

計算過程中，在構建兩兩比較的判斷矩陣時，應請對編組站現場相關專業有足夠操作和管理經驗的多名人員共同比較判斷各因素間的相對重要性。如果對計算結果的準確性有很高的要求，則同時應對層次總排序過程進行一致性檢驗。

圖3 底層元素對于目標層權重值的計算流程圖

2.3 設備安全性能評價方法

對設備的安全性能，如果只是簡單的定性評價，則往往由于缺乏依據而不容易被人接受；如果直接進行定量打分，不僅主觀性太強，而且無法深入了解導致設備處于不安全狀態的關鍵因素。為了使評價結果較為客觀，同時發現設備的安全隱患所在，首先應對影響設備安全性能的因素進行分析，并構造以該設備安全性能為目標的遞階層次結構模型圖，如圖4所示。

圖4 生產設備安全性能遞階層次結構圖

生產設備安全性能遞階層次結構的層數和各層元素數量根據設備性質、評價精度及評價邊界等確定。一般底層元素為不能再繼續分析下去或沒必要再分析下去的因素。

通過圖3中的計算步驟便可得出各底層元素對于設備安全性能的重要性權重值，設備安全性能的定量評價及設備安全隱患的發現則可以通過對各底層元素所代表的影響因素進行定量打分實現。

設對于總目標設備安全性能Z有m個底層元素C1，C2，…Cm，對頂層元素的重要性權值分別為WC1，WC2，…WCm。統一設定一個安全性打分標準（如滿分為100分），若各底層元素代表的因素的安全性分值分別為gC1，gC2，…gCm，則目標設備Z的安全性分值：

其中WCigCi是底層元素Ci對于目標層Z安全性分值的貢獻值。如果僅分析各因素對設備安全性能的貢獻值，很難直觀的判斷設備的安全隱患所在。若打分標準滿分為G，則可以將G-gz定義為設備的危險性分值，相對應的各因素的危險性分值為WCi（G-gCi），通過對危險性分值的判斷與排序便可直觀的看出哪些因素對設備的安全性能破壞性較大，需及時進行維護與修復。

3 編組站現場管理中的應用

3.1 生產設備安全評價工作的組織

生產設備的安全重要度評價結果主要與編組站設備系統的組成與結構、生產作業流程、生產作業方式等有關，所以當這些因素發生變化時應對各生產設備的安全重要度進行重新評價。參與評價過程的人員應包括對評價對象生產設備狀況熟悉的人員、對現場作業流程和方式熟悉的人員、對編組站現場安全管理與分析有足夠經驗的人員以及相關計算、統計人員。

生產設備安全性能會隨著很多復雜的因素變化，其中很多因素是無法描述和計量的，但評價結果總體會隨著時間的推移而產生變化。所以對于生產設備安全性能的評價應定期實施。參與評價過程的人員應包括設備維護和檢修人員、設備專業技術人員、設備設計與生產單位、設備日常使用和管理人員、相關計算和統計人員等。

3.2 基于安全評價的生產設備管理

安全評價結果一般用于生產設備安全隱患的排查、設備的維護、設備的日常監管等工作。具體可以從以下幾方面實施。

（1）將各設備按照安全重要度大小劃分等級，對不同等級的設備區分制定管理方案。對于等級較高的生產設備，安全隱患排查工作應采用較短的周期，日常監管應做好更詳細的記錄。

（2）設備的安全隱患排查中，對于安全性能評價指標低于預期值的設備進行重點分析，及時分析和處理對設備安全性能破壞性較大的因素，對設備可能出現的故障進行預處理。

（3）根據各設備的安全性能影響因素建立對應的記錄臺賬，在設備運用過程中實時對各因素的狀態進行記錄，現場管理人員應經常性的對臺賬進行檢查，發現可能會導致設備處于不安全狀態的問題應及時匯報。

4 結束語

隨著我國鐵路的高速發展，編組站的生產設備越來越趨于自動化，安全生產也越來越依賴于生產設備，所以對生產設備的安全評價工作應給與足夠的重視。本文從設備的安全重要度和安全性能兩個方面進行了闡述和討論，認為這兩種評價不僅在理論方法上可行，對于現場管理也具有很大的參考價值。生產設備安全的動態評價可以作為進一步研究的課題。

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責任編輯：王 華

來稿日期：2016-12-02