基于DEMATEL的城市軌道交通安全運營 關鍵影響指標研究

武曉煒 蔡小剛 郭海鋒 王毅強

武漢地鐵運營有限公司 湖北省武漢市 430000

1 引言

截止2022年1月，全國共有51座城市開通軌道交通，運營線路270條，運營里程8759公里，實際開行列車285萬列次。2021年全年完成客運量237.1億人次，較2020年增加61.2億人次，增長約35%，達到2019年的99.2%；2021年全年平均客運強度約0.82萬人次每公里日，較2020年增長約14%。城市軌道交通具有客流運輸量大、速度快、準時等優(yōu)點，能滿足城市早晚高峰等特殊時段客流的快速運輸，然而由于城市軌道交通運行系統(tǒng)復雜，涉及專業(yè)種類較多，且基本處于地下環(huán)境，一旦發(fā)生事故將造成嚴重影響。因此，采用科學有效的方法識別影響城市軌道交通安全運營的關鍵指標，對指導地鐵日常運行管理具有重要意義。

目前，城市軌道交通運營安全管理研究已有較多的成果。馮偉基于LEC法從人、機、環(huán)、管四個方面建立了地鐵運營安全狀態(tài)評價模型。亢磊磊建立了CUOWA-GRAY地鐵火災安全評價模型。尉強引入網(wǎng)絡分析法、系統(tǒng)動力學和模糊綜合評判法開展地鐵運營安全風險評價研究。馬云東建立了基于OWA-AHP和熵權法的地鐵運營安全評價模型。鹿穎運用風險矩陣法進行了地鐵運營安全評價研究。武丹丹從人因失誤視角，構建包含個人素質、設備、組織管理和環(huán)境4個方面的地鐵運營人因失誤安全評價指標體系。曾明華從人、安全管理、環(huán)境和設備設施等4個方面構建多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡結構，并結合模糊集理論建立模糊多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡地鐵運營風險評估方法。已有的研究成果主要對研究對象的整體安全狀態(tài)進行了分析，鮮有學者對影響地鐵安全運營的關鍵指標進行研究。

鑒于城市軌道交通運營安全管理研究中存在的不足，本文引入DEMATEL理論，首次建立基于DEMATEL的地鐵安全運營關鍵影響指標研究模型，采取定量方法識別影響地鐵安全運營的關鍵指標，為城市軌道交通運營單位的日常安全管理提供參考，并針對性制定安全決策，切實保障城市軌道交通運營安全平穩(wěn)。

2 理論基礎

2.1 DEMATEL方法

1971年，美國Bottelle研究所首次構建決策實驗和評價實驗法（DEMATEL），DEMATEL是Decision-making Trial and Evaluation Laboratory的簡稱，是一種將圖論和矩陣論結合進行研究的系統(tǒng)科學方法論。通過調研文獻，DEMATEL方法已在各個研究領域廣泛應用。彭錦云采用DEMATEL法對影響北華山林場可持續(xù)發(fā)展影響因素進行了研究，并對完善林業(yè)相關政策提出了建議；黨文強建立了基于DEMATEL方法的高校建設項目前期管理影響因素分析模型；戴二玲采用DEMATEL方法分析了裝配式混凝土建筑關鍵成本控制指標，并研究相應對策；劉蓉采用DEMATEL方法對森林火災影響因素進行了識別分析。

2.2 DEMATEL算法

（1）建立指標直接影響矩陣。假設系統(tǒng)有個指標，即：

定義（0、1、2、3）分別表示兩個影響指標之間“無影響”、“有一定影響”、“有較大影響”、“有很大影響”，對系統(tǒng)中所有指標分別進行兩兩比較，確定各指標之間的直接影響矩陣=[g]×，其中g表示指標K對指標K的直接影響程度。

（2）規(guī)范化處理矩陣，計算出矩陣，其計算式為：

（3）構建綜合影響矩陣，其計算式為：

式中，t為指標K對指標K的綜合影響程度，為單位矩陣。

（4）根據(jù)矩陣應用式（4）和式（5）分別計算可得第個指標的影響度f和被影響度e。

（5）計算第個指標的中心度m和原因度r。定義中心度m為影響度與被影響度的和，如下式所示：

式中，m為該指標在影響指標體系中的地位及其所起作用的大小。

定義原因度r為影響度與被影響度的差，如下式所示：

當r＞0時，表示其為地鐵安全運營影響指標的原因指標；當r＜0時，表示其為地鐵安全運營影響指標的結果指標。

2.3 技術路線

3 關鍵影響指標分析

3.1 影響指標確定

依據(jù)《城市軌道交通運營安全風險分級管控和隱患排查治理管理辦法》、《城市軌道交通初期運營期間安全評估規(guī)范》等規(guī)范文件，城市軌道交通運營管理主要包括設備設施、行車組織、客運組織及運行環(huán)境等四個方面，其中設備設施包括車輛、供電、通信、信號、軌道等，行車組織包括調度指揮、列車運行等，客運組織包括車站作業(yè)、客流疏導等，運行環(huán)境包括生產(chǎn)環(huán)境、自然環(huán)境、保護區(qū)環(huán)境等，具體見表1。

圖1 地鐵安全運營關鍵影響指標分析路線圖

表1 城市軌道交通安全運營影響指標

3.2 影響指標參數(shù)確定

運用DEMATEL方法將影響地鐵安全運營的指標進行兩兩對比，確定城市軌道交通安全運營影響指標直接影響矩陣。按照式（2）～（3），對矩陣進行規(guī)范化處理得到綜合影響矩陣，根據(jù)矩陣計算出各指標的影響度、被影響度；按照式（6）～（7），計算出各影響指標的中心度和原因度，具體見表2。

第二，為父母及患兒“賦能”，引入互聯(lián)網(wǎng)干預模式。在專業(yè)人員不足的情況下，醫(yī)療機構可以考慮提供為父母及患兒“賦能”的干預項目，例如教授溝通交流和情緒表達的方法技巧等，使他們在干預結束后可以繼續(xù)使用并受益。此外，互聯(lián)網(wǎng)時代，智能手機已全民普及，促進跨專業(yè)合作，推動研發(fā)有針對性的移動端應用APP，為患兒及父母提供醫(yī)療信息或在線服務，也是非常好的選擇。互聯(lián)網(wǎng)化的干預模式不僅可以打破時間和地域的限制，解決患兒出院之后服務遞送的問題，還可以在專業(yè)人員不足的情況下，惠及更多的慢性病患兒和家庭。

3.3 關鍵影響指標分析

為了更加直觀地顯示各影響指標中心度和原因度的計算結果，以各影響指標中心度為橫坐標、原因度為縱坐標繪制影響指標中心度與原因度分布圖，如圖2所示。

圖2 影響指標中心度與原因度分布

圖2中第Ⅰ象限和第Ⅱ象限中的、、、、、、屬于影響城市軌道交通安全運營的原因指標，對其他指標影響較大；第Ⅲ象限和第Ⅳ象限中的、、、、屬于影響城市軌道交通安全運營的結果指標，受其他指標影響較大。根據(jù)表2，中心度大于平均值的影響指標是分布于圖2中第Ⅰ象限和第Ⅳ象限中的、、、，這些指標的中心度排名在前4位，屬于影響城市軌道交通安全運營的重要指標，也是城市軌道交通安全運營關鍵影響指標辨識的基礎。

表2 地鐵安全運營影響指標參數(shù)

由圖2可知，、為原因指標中心度大于平均值的2個指標，其中14的中心度（0.134）在所有指標中排序第2，同時其影響度（0.097）排序第2且被影響度（0.037）排序第7；的中心度（0.132）在所有指標中排序第4，同時其影響度（0.114）排序第1且被影響度（0.018）排序第10。這表明、對其他指標影響較大，因而是影響城市軌道交通安全運營的關鍵原因指標。

如圖2所示，、為結果指標中心度大于平均值的2個指標，其中的中心度（0.133）在所有指標中排序第3，同時其被影響度（0.111）排序第2且影響度（0.021）排序第8；的中心度（0.155）在所有指標中排序第1，同時其被影響度（0.151）排序第1且影響度（0.004）排序第12。這表明、受其他指標影響較大，因而是影響城市軌道交通安全運營的關鍵結果指標。

4 結語

引入DEMATEL理論，構建了基于DEMATEL的城市軌道交通安全運營關鍵影響指標研究體系，結合識別出的關鍵影響指標，提出了城市軌道交通日常運營管理工作建議。結論如下：

（1）依據(jù)《城市軌道交通運營安全風險分級管控和隱患排查治理管理辦法》、《城市軌道交通初期運營期間安全評估規(guī)范》等規(guī)范文件，建立更加科學的城市軌道交通安全運營影響指標體系，為定量研究城市軌道交通安全運營關鍵影響指標提供理論基礎。

（2）建立基于DEMATEL的城市軌道交通安全運營關鍵影響指標研究模型，確定了車輛、供電、信號、列車運行是影響城市軌道交通安全運營的關鍵指標，關鍵影響指標的識別可以降低事故發(fā)生的可能性以及事故發(fā)生后造成的損失，為地鐵日常運營管理提供指導性建議。

（3）基于識別出的關鍵影響指標，城市軌道交通運營單位需重點強化設備設施維修保養(yǎng)、加大員工業(yè)務技能培訓力度，針對性防范車輛、供電、信號等設備設施，列車運行等行車組織存在的安全風險，切實保障城市軌道交通運營安全平穩(wěn)。