基于層次分析法的光谷廣場地鐵站大規模人群安全性評價

石景萱

【摘 要】 近年來軌道交通建設已輻射國內大部分省市自治區，軌道交通正逐步成為人民出行的主要交通方式。軌道交通站點內大規模人群安全問題是關乎人民生命安全的大事，也是軌道交通安全管理的重點難點。本文以武漢市光谷廣場地鐵站為例，結合層次分析法和模糊綜合評價法，從乘客因素、環境因素、管理因素三個方面，對地鐵站點大規模人群的安全性進行評價，并針對評價內容提出提高地鐵站點人群安全性的建議，為未來的地鐵建設和管理優化提供參考。

【關鍵詞】 層次分析法 模糊綜合評價法 地鐵站 大規模人群；安全評價

一、引言

近年來，我國軌道交通事業蓬勃發展，給人民出行帶來無窮便利，但運行體系內仍存在問題，導致事故頻發。軌道交通站點內大規模人群一直是造成事故的重大隱患，尤其在突發事件時可能造成擁擠踩踏等一系列危害。如4.20深圳地鐵踩踏事故，就給地鐵站點乘客安全管理敲響了警鐘。目前社會已在加強地鐵安全意識教育，相關部門也不斷出臺政策加強地鐵安全管理，提高軌道交通安全性的目標任重而道遠。

本文旨在建立基于層次分析法的模糊綜合評價體系，從乘客因素、環境因素、管理因素三個方面對地鐵站點進行大規模人群安全性評價。本文選擇武漢市光谷廣場地鐵站為研究對象，該站點人流量大，且常出現乘客擁堵現象，具有極高的代表性和研究意義。威脅地鐵乘客安全的隱患有很多，如電梯失靈、人群擁擠等。本文把難以量化的潛在危險源用評價模型具化表現出來，從而得知地鐵站點的大規模人群安全性指數，并能依此提出改善意見。此評價體系對于優化軌道交通設計建設、提高軌道交通安全管理水平、保障乘客人身財產安全方面都有重大意義。

軌道交通人群安全的相關研究目前已取得不少成果。Berseth等致力研究人群疏散的環境優化，開發了一個模擬框架，用來研究建筑元素的最佳位置，如支柱或門在促進密集行人流動時的作用[1]。Hao等研究不利視線條件下行人疏散，引入行人視線半徑來描述不良視線條件，采用盲跟蹤的方法來描述看不見的區域內行人的盲目從眾心理[2]。Lei等對一個巨大的地下交通樞紐的行人疏散過程進行了仿真，使用FDS+Evac模擬行人疏散，詳細研究了人員密度、出口寬度和自動檢票門對疏散時間的影響[3]。這些成果為未來研究工作提供了參考。

二、層次分析法模型介紹[4]

層次分析法是將與決策有關的元素分解成目標、方案等層次，基于此進行定性和定量分析的決策方法。本文使用層次分析法確定地鐵站點大規模人群安全性指標的權重。其簡要過程如下：

1.建立多級遞階層次結構。如在本文中第一級指標為乘客因素、環境因素、管理因素，乘客因素下設第二級指標人群異構性、人群密度等。

2.建立判斷矩陣。判斷矩陣以上一級的某一要素作為評價準則，對本級要素進行兩兩比較來確定矩陣元素值。判斷矩陣元素值反映了人們對某個因素相對重要性的認識，一般采用1～9級或其倒數的標度方法，如表1所示。

3.計算相對重要度。對判斷矩陣求出最大特征根λmax，并求其相對應的特征向量W，即AW=λW。其中，W的分量（W1，W2，…，Wn）就是對應于n個要素的相對重要性，即權重系數。

4.一致性檢驗。對判斷矩陣進行一致性檢驗，以確定權重分配是否合理。檢驗公式為CR=CI/RI，CI=（λmax-n）/（n-1）。其中：CI為一致性檢驗指標；n為判斷矩陣的階數；RI為平均隨機一致性指標，取值見表2。當CR<0.10時，認為判斷矩陣有可接受的不一致性，否則需要重新賦值，直至通過一致性檢驗。

5.綜合重要度計算。在計算了各級要素的相對重要度以后，便可從最上級開始，自上而下地求出各級要素關于系統總體的綜合重要度（也稱系統總體權重）。

三、案例研究

（一）武漢地鐵光谷廣場站介紹

光谷廣場地鐵站位于地鐵2號線，在虎泉路與光谷廣場交匯處，非換乘站，共四個出口。光谷廣場周圍高校林立，經濟娛樂建設發達，人流量集中。它因獨特的地理位置，成為武漢日客流量最大的地鐵站點，但其設施設計卻無法滿足使用需求。該地鐵站出口較少，且在同一直線上；通道也不夠寬，容易造成人群擁堵；每逢節假日，入口處必會擁堵。它在大規模人群安全性方面存在極大的安全隱患，具有代表性和重要研究意義。

（二）武漢地鐵光谷廣場站大規模人群安全性指標分析

1.乘客因素

地鐵站點大規模人群安全性問題中，乘客因素是重中之重。當人群大量涌入地鐵站內，會引起人群擁擠、滯留，甚至造成踩踏事故。人群異構性的增加、人群年齡構成偏幼齡化或老齡化都會降低安全系數；當人群密度超過負荷上限，或乘客速度過快、發生不安全行為，如爭搶電梯等，都可能導致事故的發生。

2.環境因素

地鐵站點大規模人群安全性與地鐵站環境因素密切相關。例如，電梯和樓梯是乘客疏散的必經通道，若設置不合理將大大增加安全隱患。同時，閘口數量及方位設置、出口設置的個數、走向也將影響乘客出站效率。列車的運行穩定安全性也需關注，可提高乘客的安全性指數。

3.管理因素

地鐵站的安全管理是保障其安全性的重要措施。檢修是否定時保質、排除隱患，現場管理人員是否盡職盡責、細心警醒，應急預案是否存在且科學合理，信息媒體網絡技術是否運用在人群安全性監測和事故應急救援上等，都影響著其安全性指數。

四、評價體系構建

（一）層次分析法確定權重

根據層次分析法的原理，對安全因素指標進行分層次標注。

經過對光谷廣場地鐵站專家的咨詢，得出方案矩陣如下：

安全評價X：

λmax=3.00，CI=0，RI=0.58，CR=0<0.1該矩陣具有滿意的一致性

權重W= （0.40， 0.20， 0.40）T

乘客因素：

λmax=5.3831，CI=0.07662，RI=1.12，CR=0.068<0.1該矩陣具有滿意的一致性

權重=W1= （0.074，0.191，0.450，0.05，0.235） T

同理，根據專家提供的數據，環境因素各權重為：

λmax=5.058，CI=0.0145，RI=1.12，CR=0.013<0.1該矩陣具有滿意的一致性

權重=W2=（0.261，0.165，0.369，0.156，0.049）T

管理因素各權重為：

λmax=4.014，CI=0.005，RI=0.89，CR=0.0056<0.1該矩陣具有滿意的一致性

權重=W2= （0.082，0.155，0.496，0.267） T

故各安全因素權重為：W=（0.030，0.076，0.180，0.020，0.094，0.052，0.033，0.074，0.031，0.010，0.033，0.062，0.198，0.107） T

（二）模糊綜合評價進行評價

根據評標專家給出的意見，光谷廣場地鐵站安全評價指標的隸屬矩陣為：R=（0.92，0.81，0.60，0.83，0.75，0.90，0.62，0.54，0.63，0.72，0.43，0.79，0.64，0.52）

所以綜合評判向量B=WR=0.664

故該地鐵站點大規模人群安全性指標為0.664

五、結論與對策建議

光谷廣場地鐵站點大規模人群安全性指標的評估值體現了其安全性。所占比重高的因素需要人們的重點關注，評估分數低的部分需要著重解決。根據模糊綜合評價體系評價出的結果，本文對提高地鐵站點大規模人群安全性有以下建議：

（1）加強地鐵站點人流監測，采取限流措施

人流負擔過重是地鐵站點的一個重大安全隱患，地鐵站應加強人流監測，實時更新人群密度數據。當該數值達到危險域時，應采取限流措施，如在地鐵站口設施障礙，乘客分批次進入等。同時地鐵站內各通道要分區域配備疏導人員，切實保障人群安全。

（2）加強地鐵站內檢修管理，排除安全隱患

若地鐵站內檢修不及時或不到位，極易留下安全隱患。管理者應建立切實的安檢制度，并督促保質保量完成。對電梯、樓梯要進行定時檢查，保障其安全運行。對列車更是要進行每日安檢，避免事故發生。對地鐵站內任何有安全隱患的設備設施都要制定安檢方案，并按時完成。

（3）加強工作人員安全教育，提高職業素養

對地鐵工作人員要進行定期的安全培訓，尤其是相關的安全工作者，以提升他們的安全意識和職業素養。對于現場管理者，要加強他們的危機意識建設，提升他們的危險源辨識能力，以及時遏止事故的發生。

（4）加強應急預案設計實施，增強應急水平

地鐵站點的應急預案是降低事故損失的重中之重，要建立科學的應急疏散預案，并定期進行模擬演練，提高應急疏散水平。要根據地鐵站設施設計的實際情況不斷更新應急方案，使之切實可行。在應急救援時要合理利用網絡媒體技術，及時通報信息，加強事故救援效率和水平。

（5）加強民眾安全知識宣傳，提升安全意識

在地鐵站內和列車上可利用新媒體，如廣播、視頻等宣傳安全教育知識，包括安全急救常識和應避免的不安全行為。在地鐵站內可通過貼標語和海報等方式提醒乘客安全乘車，避免不安全行為發生。提升乘客的安全意識是提升乘車安全性的重要基礎。

本文以武漢市光谷廣場地鐵站為例，結合AHP和模糊綜合評價方法，從乘客因素、環境因素和管理因素三個方面對地鐵站人群的安全性進行評價，提出改進地鐵站人群安全性建議。層次分析過程是在決策方法的定性和定量分析的基礎上，將與決策相關的要素分解為目標、標準、計劃和其他層次，適合解決大規模人群安全評價的問題。光谷廣場地鐵站極具代表性，針對評價結果提出的意見和建議也十分有效。在未來研究中，我們希望能考慮更多的安全評價影響因素，同時建立更科學有效的評價機制，擺脫對人主觀因素的依賴，使評價更為真實可靠。我們希望這項研究可以為未來地鐵建設和管理優化提供啟示和參考。

【參考文獻】

[1] Glen Berseth， Muhammad Usman， Brandon Haworth， Mubbasir Kapadia， Petros Faloutsos. Environment optimization for crowd evacuation[J]. Comp. Anim. Virtual Worlds， 2015， 26：377–386.

[2] Yue H.， Wang S.， Jia X.L.， Li J.， Shao C.F.. Simulation of pedestrian evacuation with blind herd mentality under adverse sight conditions[J]. Simulation： Transactions of the Society for Modeling and Simulation International， 2016， 92（6）： 491–506.

[3] Lei W.J.， Li A.G.， Gao R.， Hao X.P.， Deng B.S.. Simulation of pedestrian crowds evacuation in a huge transit terminal subway station[J]. Physica A， 2012， 391： 5355–5365.

[4] 張舒，史秀志，古德生，黃剛海.基于ISM和AHP以及模糊評判的礦山安全管理能力分析與評價[J].中南大學學報（自然科學版），2011，42（8）：2406-2416