鐵路客運樞紐公共交通安全保障能力變權評價

郭洪洋，黎 輝 ，劉福華，劉 瀾

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031；2.攀枝花學院 交通與汽車工程學院， 四川 攀枝花 617000；3. 西南交通大學 交通運輸與物流學院， 四川 成都 610031)

鐵路客運樞紐公共交通安全保障能力變權評價

郭洪洋1，黎 輝2，劉福華1，劉 瀾3

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031；2.攀枝花學院 交通與汽車工程學院， 四川 攀枝花 617000；3. 西南交通大學 交通運輸與物流學院， 四川 成都 610031)

現有的客運樞紐公共交通安全保障體系評價大多研究單一災種，且常采用固定權評價。當客運樞紐中某些安全指標存在缺陷時，會導致評價結果與事實不符，因此，將變權法評價法應用到考慮多災種的公共交通安全保障體系評價。在全面考慮客運樞紐公共交通安全的影響因素的基礎上，結合一致性融合算法確定專家優先度，使用變權法評價樞紐的公共交通安全保障體系的完善程度，最后使用案例證明該方法的有效性、合理性。通過對比固定權法的計算結果，變權法能較好解決公共交通安全評價中固定權評價法存在的問題，同時計算結果也證明了變權評價法評價結果更加貼合實際。

交通運輸工程；多災種應急保障; 樞紐公共交通安全; 專家優先度; 變權評價

社會發展促使樞紐向多功能、高度集成趨勢發展。為應對自然災害、事故災難、公共衛生事件、社會安全事件、恐怖襲擊及人防工程等[1]對樞紐的威脅，樞紐安全保障的評價橫跨法律、醫療、管理、通信、設施保障等眾多學科[2]，不同的學科領域存在不同的評價標準。目前國內外研究多災種下的樞紐公共交通安全保障評價指標體系的文獻還比較鮮見，現有的研究災害應急保障的文獻也主要針對單一災種[3-5]且多使用固定權評價[6-8]。因此首先要建立多災種下的應急保障評價指標體系。為消除各領域專家意見的偏差，筆者使用融合算法[9-10]確定專家優先度，再基于專家優先度確定初始指標權重，最后使用變權評價對樞紐的安全保障能力進行綜合評價。

1 建立指標體系

樞紐公共交通安全保障能力指樞紐區域突發災害或存在災害發生風險時，樞紐對災害發生、擴大的控制能力以及對受災區域進行及時疏散、救援等降低災害帶來的社會損失的能力。

1.1 評價指標的初選

樞紐可能發生的災害種類[11]如表1。

表1 樞紐災害Table 1 Disasters of passenger terminals

由表1可知樞紐災害主要分成4類：

1)自然災害：主要包括水害、風害、震災、地質災害、生物災害和自燃火災等。

2)事故災難：主要指單位、部門的各類安全事故、公共設施和設備事故、環境污染和生態破壞事件等；其中某些安全事故可以引起比較嚴重的火災、爆炸及有毒氣物質泄漏。

3)公共衛生事件：主要包括傳染病疫情、群體性不明原因疾病、食品安全和職業危害動物疫情以及其他嚴重影響公眾健康和生命安全的事件。

4)社會安全事件：主要包括恐怖襲擊事件、涉外突發事件等。

許多災害發生以后，常引起連串的次生、衍生災害，形成災害鏈，甚至災害網，構成災害體系。由于樞紐建筑結構的復雜性、災害也是復雜、多樣的，安全保障評價中很難包含所有災害種類。從發生頻數、帶來的損失程度上選取了8種災害，各自對應的安全保障措施評價指標如表2。

表2 樞紐的多災種安全評價指標Table 2 Evaluation indexes of multi-disasters about passenger terminals

1.2 評價指標的篩選

基于表2，將1級指標分為技術指標、功能指標、管理指標和環境指標。其中4類1級指標的其他各級指標[12-15]如表3。各類災害的各個評價方面與評價指標的對應關系如表4。

表3 評價指標Table 3 Evaluation indexes

表4 災害-評價方面-評價指標對照表Table 4 Disasters-evaluation items-indexes corresponding list

2 考慮專家優先度的賦權方法

安全保障體系涉及眾多領域的專家，為防止專家對其擅長領域評分過高，繼而客觀辨別專家對保障體系總體的把握情況。筆者提出專家優先度，并使用融合算法計算各專家的優先度步驟如下：

(1)

式中：β為尺度調整參數，文中β=1。

(2)

(3)

Step4：權重計算。考慮專家優先度的權重按式(4)計算。

(4)

計算所得權重作為變權評價的初始權重，該權重不隨指標的狀態變化而變化，各初始權重值計算結果如表5。

表5 初始權重的計算結果Table 5 Calculation results of initial weight

3 變權評價法及算例

對于安全評價，一些常態下微不足道的指標很可能在突發事件下成為能夠引起連鎖反應的安全隱患。同樣樞紐公共交通安全保障能力不僅決于各項指標的綜合評分值，還取決于單項指標的評分。當某安全指標過差時，樞紐在突發事件下的安全保障能力會大打折扣，危及到生命及財產安全。當使用固定權評價得到較高綜合評分值時，某些細微隱患可能被忽略，并成為突發事件下的災害隱患。因此本文嘗試將一致性融合賦權與變權評價思想[16-17]結合，即指標權重隨該指標的狀態變化。

先讓專家對某待評樞紐的各定性指標打分(評分在0～1區間內，數值越大安全性越高)，并通過融合算法得到加權(一致性權重，步驟同第3節計算部分，計算過程不再贅述)后的各定性指標評分；再對定量指標按照式(5)進行無量綱化處理。

(5)

最終得到指標集UA中各指標的評分向量SA=(s1,s2,…,sn)，?sj∈[1,n]有0≤sj≤1。

當某指標評分sj很高時表明該指標性能優異，這里要做適當的激勵；當某些指標評分過低則表明該指標領域存在嚴重缺陷，可能成為安全隱患，要對其懲罰，且懲罰程度大于激勵程度。除此之外權重大的指標增減幅度也大，依次基于變權理論構建sj變權函數fj(sj)如式(6)。

(6)

式中：c∈(0,1)為激勵調節水平，可保證激勵的幅度小于懲罰的幅度，筆者取0.9。L1=0.60為危險水平，L2=0.70為及格水平，其中L3=0.95為良好水平，L1，L2，L3∈[0,1]。將[0,1]區間分為4部分，從左到右依次記為：否定區間(最大懲罰程度區間)、不安全區間(懲罰區間，且懲罰程度為sj的減函數)、良好區間(無懲罰激勵區間)、優秀區間(激勵區間，且激勵程度為sj的增函數)。

(7)

基于第4節步驟對成都市運營中的樞紐A(火車北站)、B(火車東站)的39項指標打分得到SA,SB，分別使用固定權法、變權法評價，對樞紐的安全保障能力進行評價，結果如表6。

表6 評價值得計算結果Table 6 Calculation results of evaluation

從表6的計算結果可以看出:

1)使用固定權評價時，樞紐A，B得分較高，評分分別為0.794，0.802。變權評價時，分數驟降至0.613，0.675，原因如下：小概率災害(例如，傳染病、恐怖襲擊、低溫災害等)相關評價指標始權重較小，造成該類指標的低評分對評價結果產生的影響十分有限，進而使存在嚴重安全保障缺陷的樞紐評價結果恒為良好，與事實相悖；而變權評價可以找出這些安全隱患，對于某些有嚴重缺陷的樞紐，變權評價法優于固定權評價法。

2)單項指標評分值小于0.70分的指標均視為樞紐A，B的薄弱環節，主要為：①缺乏對瓶頸點、流線沖突點、擁擠點的識別、分級監控及應急調節措施。②對低概率的恐怖襲擊(爆炸、有毒氣體擴散等)防范不足，例如缺乏對人流密集點、建筑要害部位、危險設施等的監控及應急防范措施。③多災種應急預案都不完善，只有部分國家通用的火災和地震救助、疏散準則，針對性弱，且內容不完善。傳染病爆發、恐怖襲擊、低溫災害等相關應急預案仍然空白。

3)“社會熵”理論認為無外界干擾的社會系統狀態的混亂程度將呈現增長趨勢，例如疫病、恐怖襲擊、經濟危機等爆發周期縮短是“社會熵”增加的表征；在該理論框架下，應盡快建立多災種的應急保障體系。在該體系中，變權評價法可以準確反應樞紐的實際安全狀態，并可通過對較差指標的“懲罰”，促進薄弱點的改進，同時通過“鼓勵”促進樞紐在安全領域錦上添花。該安全評價體系可操作性強，可提高安全評價工作的科學性、嚴謹性、有效性。

4 結 語

在對鐵路客運樞紐的公共交通安全保障能力進行評價的過程中，引入變權評價法，同時結合模糊數學理論，構建了安全評估的數學模型。從算例分析可知，該模型的評價結果能更好的反映安全保障體系的實際安全狀況，對提高樞紐的公共交通安全保障能力評價工作的科學性、有效性及可操作性具有重要意義，且在安全評價領域具有一定的借鑒意義。但隨著現代客運樞紐的集成度越來越高、功能越來越多、結構越來越復雜, 評價指標體系的構建、變權函數的構造及評價模型的設計等問題, 仍需做進一步研究。

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Variable Weight Evaluation for Public Transportation Security Capacity of Railway Passenger Terminals

GUO Hongyang1, LI Hui2, LIU Fuhua1, LIU Lan3

(1. China Railway Eryuan Engineering Group CO. LTD.，Chengdu 610031,Sichuan, P. R. China;2. School of Transportation and Automobile Engineering, Panzhihua University, Panzhihua 617000,Sichuan, P. R. China;3. School of Transportation and Logistics，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031,Sichuan, P. R. China)

The existing safety assurance evaluation system for hub public passenger transport normally addresses single type of hazard and always uses invariable weighting evaluation method. Where in passenger transportation hub some safety parameters contain defects which cause the inconstance between the evaluation results and reality. A variable weight evaluation method is thus used in the safety assurance system evaluation with consideration of multiple hazard types. On basis of overall consideration of the elements impacting public transport safety, the expert precedence was firstly determined by consistent fusion algorithm; then the variable weight evaluation method was used to evaluate the completeness of the safety assurance system of hub public transport and finally the effectiveness and reasonableness of this method was proved by a practical case. Compared with invariable weight evaluation method with existing problems, variable weight evaluation method can solve those problems existing in safety assurance of public transport meanwhile the calculation results also show that results of evaluation by variable weight method are more close to reality.

transportation engineering; emergency support of multi-disasters; public transportation safety; expert precedence; variable weight evaluation

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.02.30

2013-05-21；

2014-12-10

國家自然科學基金項目(50908196)；中央高校基本科研業務費專項資金項目(SWJTU09ZT18)；四川省學術和技術帶頭人培養資金項目(川人辦發[2008]24號)

郭洪洋(1982—)，男，遼寧沈陽人，博士，工程師，主要從事交通運輸規劃與管理方面的研究。E-mail：hongyang.guo@163.com。

X913.4; U491

A

1674-0696(2016)02-146-05