探討城市軌道交通網絡運營安全風險評估理論與方法

摘 要：本文對軌道交通運營網絡安全評估的理論基礎進行分析，在六西格瑪理論的指導下構建評價指標體系，以天津市軌道交通網的運營安全情況為例，以網絡抗毀性、網絡適應性、管理安全性為關鍵指標，設置五個不同樣本，對運營安全風險進行評估。結果表明，交通網絡中一旦某一車站出現暫停使用情況，勢必會降低整個運營網絡的安全性。

關鍵詞：軌道交通;運營安全;風險評估

在軌道交通運營過程中，安全是首要工作。現階段，我國軌道交通飛速發展，里程不斷延伸，交通網絡規模不斷擴大，潛在的安全風險因素也隨之增加，為運營安全管理工作帶來較大難度。對此，應從事前、事中、事后三個角度著手，對安全風險因素進行管理和評估，制定科學有效的措施，使風險始終處于可控狀態。

1 軌道交通運營理論基礎

六西格瑪理論中融入許多現代化管理理念，如持續改進、用戶至上、數據決策、加速變革等等，作為一種新型管理模式受到用戶的廣泛認可。當前軌道交通運營管理主要以六西格瑪理論為基礎，該理論是以乘客需求為導向，該理論以產品“零缺陷”為目標，可有效節約生產成本、提高生產率與市場占有率，使乘客獲得更加貼心的服務。在事實與數據基礎上，遵循DMAIC方法準則，靈活運用先進的統計技術與管理方法，對運營安全風險進行評估，可促進產品的不斷優化，達到降低缺陷率的目標。同時，該理念還是現代管理技術與方法有機結合的產物，可將質量工程、現代設計、穩健技術等融合到產品生產與過程設計之中，該理論的具體內容如下：

（1）定義階段。明確用戶的實際需求與產品需要改進的流程，對項目范圍進行界定;

（2）測量階段。針對現有流程進行測量，明確基線與期望達成的目標，對運營管理過程中的影響因素進行識別，并對測量系統的有效性進行評估;

（3）分析階段。通過數據分析確定流程，即識別流程中的關鍵要素;

（4）改進階段。對流程進行優化，減少關鍵因素對方案產生的不良影響，從而降低流程的缺陷與變異性;

（5）控制階段。在產品或服務改進之后，通過采取科學控制方式，使改進成果得到切實保障[1]。

2 軌道交通運營安全風險評估方法

2.1 構建評價指標體系

通過查詢相關資料，本文針對天津市軌道交通網的運營安全情況進行分析，是被影響交通網絡安全的關鍵因素，即網絡抗毀性、網絡適應性、設施安全性、管理安全性等，構建多層次的綜合評價指標體系。軌道交通網由多個節點和邊構成，一些二級指標由道路網絡中點屬性與邊屬性加權獲取，如AFC系統安全度、節點強度、車站人員安全保障系數等等，由于不同點屬性重要度不同，邊屬性的重要性也有所區別，為了確定不同點與邊的屬性，需要對指標樣本的權重因子進行計算，安全評價指標體系如下。

2.1.1 網絡抗毀性

在軌道交通網絡中，節點與邊在突發狀況下，路網維持其功能的能力便是抗毀性，可對節點強度、最短距離、綜合聚類系數等產生較大影響，計算公式為：

式中，Ck代表的是抗毀性;ω1-4代表的是二級指標權重，其中ω1代表的是節點強度、ω2代表的是聚類系數、ω3代表的是最短距離、ω4代表的是區間強度。

2.1.2 網絡適應性

主要是指城軌交通網的飽和度，對其產生影響的指標包括網絡效率、連通情況、可達性與換乘能力，對上述各項二級指標進行標準化，計算公式如下：

式中，C代表的是網絡適應性;ω11代表的是網絡效率、ω12代表的是可達性、ω13代表的是連通情況、ω14代表的是換乘能力[2]。

2.1.3 管理安全性

主要是指軌道交通網絡管理的安全性，對運營安全具有重大影響。與之相關的指標為車站人員安全保障系數、駕駛員安全系數、調度員安全系數、應急管理系數，計算公式如下：

式中，Cg代表的是管理安全性;ω21代表的是車站人員安全保障系數、ω22代表的是駕駛員安全系數、ω23代表的是調度員安全系數、ω24代表的是應急管理系數。

2.2 樣本采集

本文以天津市軌道交通網絡為研究對象，明確評價指標與方法，由當地軌道運營指揮中心提供數據信息，根據運營安全各項指標計算方法得出數值，經過無量綱化后，借助Matlab7.0軟件進行仿真分析，對運營安全評價方法的科學合理性進行驗證。同時，根據選擇的不同類型節點，構建五個不同樣本，對多種情景下軌道交通網絡運營安全情況進行分析。

樣本一：全部車站均可正常應用;

樣本二：西站暫停使用，全部列車均不能經過該站;

樣本三：西站與和平路站均暫停使用，列車禁止經過這兩個車站;

樣本四：營口道站暫停使用，全部列車均不能經過該站;

樣本五：西站與營口道站均暫停使用，列車禁止經過這兩個車站。

2.3 權重確定

根據信息論可知，熵可對不確定性進行度量，當信息量越大時，不確定性便越小，熵值也就越小;當信息量越小時，不確定性增加。從熵特性可知，通過對熵值進行計算，能夠對事件隨機性進行判斷，進而得出某一指標的離散度，且離散度與綜合評價之間具有正比例關系，首先構架數據矩陣，假設有m個待評對象，n個評價指標，數據矩陣為X=（xij）mxn，j代表的是某項指標;當各個待評對象的指標差距增加時，該項指標在綜合評價中起到的作用也將隨之增加;本文采用熵值法進行權重確定，并利用Matlab7.0軟件作為輔助，一級指標權重為抗毀性0.2478，適應性0.2141，管理安全性0.1251，具體如下：

2.4 模糊綜合評價

在該評價中常用的算子如下表2所示。由該表內容可知，算子1與算子2相比更加精細，算子1能夠在一定程度上將非主要指標體現出來，而算子2則能夠計算出全部因素權重的均衡性，使全部指標的整體特性得以充分體現，可應用到全部指標情況計算之中。由此可見，采用加權平均算子對運營安全進行評價更為可靠[3]。

2.5 評價結果

根據軌道交通運營安全評價結果可知，樣本一網絡運營的安全性最佳，其后四個樣本的安全性隨之遞減。通過評價結果可知，軌道交通網絡中車站暫停使用，將對整個交通網絡安全產生不良影響，換乘站的影響程度超過普通車站;根據交通指揮中心提供的數據信息可知，交通網絡中一旦某一車站出現暫停使用情況，勢必會降低整個運營網絡的安全性。由此可見，本文計算結果與指揮中心提供的資料相符合，與實際情況一致。可見，通過熵值法的應用能夠將該市網絡運營安全評價的客觀事實充分體現出來，由此構建安全評價體系，為交通網絡的安全運行提供更多助力。

3 結論

綜上所述，本文以天津市軌道交通網的運營安全情況為例，在六西格瑪理論的指導下構建評價指標體系，得出交通網絡中一旦某一車站出現暫停使用情況，勢必會降低整個運營網絡的安全性的結論，有助于推動網絡安全運營一體化建設，促進軌道交通運營管理高效開展。

參考文獻：

[1]張建平，趙振江，任剛，等.城市軌道交通網絡化運營安全風險防控技術研發與示范[J].交通與運輸，2017（5）.

[2]陳明利，翟懷遠，許葭，等.城市軌道交通網絡化運營風險評價指標體系研究[J].物流技術，2017（07）：7-10.

[3]鄧箴，谷蕭君.城市軌道交通網絡系統中信息安全的評估方法研究[J].價值工程，201（10）：237-239.

作者簡介：賈佳（1987-），女，天津人，本科，中級工程師，施工管理，主要研究方向：施工運營行車管理。