綜合交通樞紐運營安全風險評估

萬瑛瑩, 王順豪, 張啟坤

(西南交通大學土木工程學院，四川成都 610031)

[定稿日期]2017-09-15

隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，交通綜合化早已成為交通發展的主流。綜合交通樞紐作為多種交通方式的聚集點，比起單一樞紐更容易受到不安全因素的影響，一旦綜合交通樞紐發生事故，則可能導致一種或多種交通方式受到影響甚至癱瘓。屆時，人民的生命和財產安全也會受到威脅，因此，如何保障綜合交通樞紐的運營安全，也是我們需要思考的問題。

綜合交通樞紐是整合鐵路、公路、航空、航運和運輸管道為一體的海陸空協同樞紐體系，是綜合交通運輸體系的重要組成部分，是銜接多種運輸方式、輻射一定區域的客、貨轉運中心[1]。結合相關文獻，鐵路、公路、航空、航運和運輸管道五種交通運輸方式的樞紐站有共同點但也有其特性，尤其是運輸管道的站場與其他四種區別很大，站場位置也不宜與其他四種交通運輸樞紐選在同一處或者距離過近。因此，本文研究的綜合交通樞紐是承擔客運運輸任務的，以航空、鐵路等城市大型對外交通設施為主，配套設置軌道交通車站、公交樞紐站、社會停車場庫、出租汽車營業站等市內交通設施的大型連接城市內外的綜合交通樞紐[2]。

綜合交通樞紐運營安全風險評估是一個涉及多因素、多目標的過程。交通方式綜合化使其面臨的風險因素更多、更復雜，其風險因素本身模糊性較強，難以準確描述，使得風險評價變得更加困難。針對這些模糊性較強、不易量化的因素，利用模糊綜合評價方法可以較好地處理，因而本文通過分析綜合交通樞紐在運營期間面臨的風險，選用模糊綜合評價方法對綜合交通樞紐運營安全風險評估進行研究。

1 綜合交通樞紐運營安全風險評估體系的構建

本文針對綜合交通樞紐的突發事件進行風險分析，將突發事件分為自然災害、事故災害，公共衛生事件和社會安全事件[3]，并總結出各類突發事件的危險源，將危險源進行分析得到風險評估體系的指標層，采取層次分析法來確定指標權重，然后選用模糊綜合評判法計算，最后得出風險等級。

1.1 綜合交通樞紐運營安全風險指標體系構建

評價指標體系的構建對綜合交通樞紐運營安全風險評估結果是否科學有著至關重要的作用，主要采用以下方法選取綜合交通樞紐安全風險指標體系。以綜合交通樞紐運營安全風險值作為總目標層，代表最終風險水平，將綜合交通樞紐客運組織過程中的突發事件(自然災害、事故災害，公共衛生事件和社會安全事件)作為分目標層，對各類突發事件進行分析，得出造成突發事件的危險源， 將危險源進行分析篩選，得出指標層。其中，事故災害的致災因素較多，為了保證評價方法有效，將其按照人員、設備、環境、管理因素分為四類。由此得出綜合交通樞紐運營安全風險指標體系見表1、表2。

1.2 指標權重的確定

由于綜合交通樞紐安全風險評價指標多為定性指標，層次分析法是一種針對定性問題做出定量分析的有效方法，因此本文采用層次分析法確定指標權重[4]。

1.2.1 構建層次分析模型

在運用層次分析法確定指標權重時，應在深入分析實際問題的基礎上，將有關的各個因素按照不同屬性自上而下地分解成若干層次。同一層的諸因素從屬于上一層的因素或對上層因素有影響，同時又支配下一層的因素或受到下層因素的作用。最上層為目標層，通常只有一個因素，最下層通常為方案或對象層，中間可以有一個或幾個層次，通常為準則或指標層[5]。

1.2.2 構造成對比較判斷矩陣

從層次結構模型的第2層開始，對于從屬于或影響上一層每個因素的同一層諸因素，用成對比較法和1～9比較尺度(表3)構造成對比較陣，直到最下層。設某層有n個因素X={x1,x2,...，xn}，要比較它們對上一層的影響程度，每次取兩個因素xi和xj，用hij,表示指標hi與指標hj的比較結果，從而即可構造出判斷矩陣，則有：

表2 事故災難風險值指標體系

1.2.2.1 計算權向量

對于每一個判斷矩陣計算最大特征根及對應特征向量，采用幾何平均法來求取權向量[6]。

(1)將判斷矩陣的因素按照行相乘。

(1)

表3 比較尺度含義(hi和hj相比較)

(2)將所得的結果開n次方。

(2)

(3)

(4)得到特征向量。

W=(w1,w2,...,wn)T

1.2.2.2 一致性檢驗

采用構造判斷矩陣的方法雖然能夠比較客觀地反映兩因素之間的重要程度差別，但是由于評估人員的認知程度不一，考慮的出發點不同，因此在比較全部的結果時，可能會出現矛盾的結論。為了保證權重的科學性及合理性，判斷矩陣需被進行一致性檢驗。計算公式如下：

(4)

式中：CR為判斷矩陣的一致性比率；CI為判斷矩陣的一致性指標；RI為判斷矩陣的隨機一致性指標。RI的值見表4。

表4 1～9階判斷矩陣隨機一致性指標

為判斷矩陣的最大特征值)

(5)

當CR<0.1時，則表明層次總排序通過一致性檢驗，認為權重的分配是合理的，否則需要重新調整判斷矩陣，直到滿足一致性要求。

1.3 指標的量化

上述評價指標可運用如下方法進行指標的量化：

(1)自然災害風險值可根據該綜合交通樞紐所在地區近幾年的氣象資料和地震頻率及地震烈度確定；

(2)事故災難風險值中，人為因素、設備因素和環境因素可根據近幾年事故發生的統計資料確定其發生的頻率決定，管理因素根據設備檢修頻率和應急演練頻率確定；

(3)由于公共衛生事件和社會安全事件這兩類事件具有突發性，可以通過突發事件的發生概率來對指標進行量化。

1.4 綜合交通樞紐運營安全風險評估模型

(1)確定綜合交通樞紐突發事件評價指標(表1、表2)；

(2)采用層次分析法確定各評價指標的權重 ；

(3)將評價指標量化并請專家打分；

(4)采用模糊綜合評判法對綜合交通樞紐風險值進行計算；

(5)確定評價等級，參考相關項目的分級標準，將綜合交通樞紐安全風險評價集定為V={v1,v2,v3,v4,v5}={A,B,C,D,E}五個等級，其中A為最低風險值，E為最高風險值(表5)。

表5 綜合交通樞紐運營安全風險等級劃分

1.5 綜合交通樞紐風險控制措施

結合前面對風險等級的劃分，可根據不同的風險等級，針對性地采取不同程度的控制措施。風險等級為A級的是低度風險，不必采取控制措施，做好日常管理即可；風險等級為B級的是較低風險，需采取改進措施以提高運營安全性，但可作為遠期工作考慮；風險等級為C級的是中等風險，應在近期實施降低風險的預防措施；風險等級為D級的是較高風險，盡快實施降低風險的預防措施，避免客運站各項客運作業意外終止；風險等級為E級的是高度風險，必須立即采取相關措施進行整改，確保達到規定的安全標準，迫切性很高。

2 實例分析

某綜合交通樞紐包含高鐵、動車、火車、地鐵、公交等多種交通方式，以軌道交通為主，道路交通為輔。該站是國內六大樞紐客站之一，也是中西部最大的鐵路客運站之一和西部最大的綜合交通樞紐之一，總建筑面積22×104m2，其中客運用房為107 000 m2，地鐵2號線站房投資概算2.4×108元，投資估算38×108元，建設總規模14臺26線，占地約87 ha，其中，達成場區6臺11線，城際場區8臺15線，是成都鐵路樞紐城際動車和高速動車的主要始發終到站。

2.1 確定綜合交通樞紐突發事件評價指標

以表1、表2為模板，針對該樞紐的具體情況對其合理約減或新增評價指標，由于該樞紐位于成都平原，根據成都氣象資料，2016年7月左右，因暴雨導致多趟列車晚點，對該樞紐的正常運營產生了一定影響，又根據統計資料，地震對該樞紐幾乎沒有影響，因此可以約減掉，其余指標不變。

2.2 評價指標權重的確定

首先設計安全風險評價調查表，然后邀請10位專家對兩兩比較評價指標的重要性，在問卷調查前，向各位專家提供該綜合交通樞紐的業務流程、設施布局、設施能力、客流特征等實際情況，并詳細說明各指標的涵義等，回答他們相關疑問。調查結束之后，整理調查結果，根據第1小節中介紹的計算方法，借助matlab軟件，計算判斷矩陣的特征向量及最大特征值，并檢驗判斷矩陣的一致性，最后得出各評價指標的權重，具體結果見表6(以確定自然災害風險值，事故災難風險值，公共衛生事件風險值，社會安全事件值對綜合交通樞紐風險值的權重為例)。

表6 A～D判斷矩陣及權重計算結果

則：A～D的權重為wA-D=[0.110,0.548,0.091,0.251]

同理可得：wB1-B4=[0.452,0.235,0.097,0.216]

wb1-b3=[0.493,0.196,0.311]

wb4-b6=[0.2,0.2，0.6]

wb9-b10=[0.5,0.5]

wc1-c2=[0.833,0.167]

wd1-d3=[0.455，0.091,0.454]

2.3 綜合交通樞紐風險值計算

邀請十位專家結合該綜合交通樞紐的實際情況對每項指標進行考核打分，對表格進行整理可得綜合專家打分表(表7)。

表7 綜合專家打分

采用模糊綜合評判法計算出綜合交通樞紐風險值R=2.0，根據表5可知，該綜合交通樞紐風險屬于低度風險，不必采取控制措施，只需做好樞紐的日常安全預防措施即可。根據表7又發現故意縱火、暴力犯罪和恐怖襲擊等人為風險較大，因此，平時也應加強管理，同時對廣大群眾宣傳安全教育，提高國民素質。

3 結束語

綜合交通樞紐進行風險評估是多方面、多層次的，對國 民安全至關重要，因此需要各方高度重視。本文通過主觀評價與客觀計算相結合的方法對其進行風險評價，通過本文的研究，可以對交通樞紐進行風險評估，從而根據評估結果采取相應措施，盡量把不安全事故消滅在萌芽狀態，大大減小了綜合交通樞紐運營安全風險發生的概率，對工程實踐具有一定的借鑒作用。

[1] 羅濤,瞿永忠. 綜合交通樞紐智能運輸系統的發展初探[J].北方交通大學學報, 1999(5):16-20.

[2] 黃志剛,榮朝和.國外城市大型客運交通樞紐的發展趨勢與原因[J].交通運輸系統工程與信息, 2007, 7(2):12-17.

[3] 第十屆全國人民代表大會常務委員. 中華人民共和國突發事件應對法[S].2007.

[4] 甄利賢. 大型高速鐵路車站客運安全風險分析[D].西南交通大學，2014.

[5] 唐國棟. 層次分析法在國內運輸商選擇中的應用[J]. 中國市場，2012(32):93-95.

[6] 高云峰,常云珍. 應用層次分析法對管理信息系統進行綜合評價的研究[J]. 商場現代化，2008(14).