基于層次分析法的接發車安全因素研究

□ 門紅生，李耀業

(新疆大學，新疆 烏魯木齊 830008)

截至2020年年底，中國鐵路運營里程達14.6萬公里，其中高鐵3.8萬公里，居世界第一[1]。交通強國，鐵路先行，鐵路是我國經濟發展的巨大助力，承擔著國內每年大量的旅客和貨物運輸，為國家“一帶一路”政策作出巨大貢獻。列車接發車安全是有序組織運輸的基礎，為了更好保證接發車安全，國內許多學者對鐵路接發車安全進行了一系列研究。徐友良等[2]從人的因素對高速鐵路行車可靠性的影響程度展開研究。胡海[3]從接發車應對突發情況和應急管理方面提出建議，唐磊[4]指出健全鐵路接發車安全管理制度對保證安全的影響。這些研究多是針對影響接發車安全的個別因素，具有一定局限性。因此，本文基于層次分析法對鐵路接發車安全影響因素進行全面分析，根據評價結果給出適當對策，為提高鐵路接發車安全提供一定參考。

1 接發車安全影響因素分析

鐵路接發車具有安全動態性、事故發生嚴重性、安全管理重要性、重復性和外部環境復雜性等特點，在鐵路運輸過程中作業復雜，由接發車人員居中組織協調，多個部門配合完成，同時遵循“寧可錯攔，不可錯放”“嚴禁臆測行車”等規定。鐵路接發車安全主要受接發車人員、接發車設備、接發車環境和接發車安全管理四個方面影響，而每個方面又受多個具體因素影響。

1.1 接發車人員因素

接發車主要有車站值班員、信號員、助理值班員(外勤)、列檢和商檢組成。其中，車站值班員在組織接發車時，需要通知信號員為接發車準備進路并嚴格執行互相盯控和復誦制度，在接發車進路完成前不得中斷對信號員的盯控和復誦聯控，同時信號員也需要對值班員的指令進行回答并再次確認，以防止錯辦進路。車站值班員在接發車時需要通知助理值班員(外勤)，助理值班員(外勤)得到通知后應及時出務，站在《站細》規定地點立崗接發車，及時施撤防溜和準確匯報，值班員需聯控確認，避免耽誤接發車。列檢在值班員安排下對列車進行認真檢查，對前后關門車和重點車輛進行重點檢查，避免車輛帶著問題上線。商檢在值班員安排下對車輛裝載加固情況以及車輛車號順序進行一一核對，避免列車在運行中發生貨物灑落和其他嚴重接發車安全事故。由于車站值班員、信號員、助理值班員(外勤)、列檢和商檢素質參差不齊，對接發車過程中每一項本職工作的突發情況采取的措施存在不標準、不及時和不熟悉的情況，因此應提高各項工種人員素質，做好安全預防措施。

1.2 接發車設備因素

鐵路接發車設備是影響接發車安全的重要因素之一，主要包括基礎設備安全性和技術設備安全性。基礎設備包括線路曲線坡度、建筑限界、接觸網高度和電分相位置等因素都是影響接發車安全的指標，處理不當都會影響接發車安全，嚴重的話可能會造成電力列車掉進電分相區段停車或因區段限速限行命令的錯交漏交導致列車超速脫軌。技術設備安全性包括因為接發車組織系統不一樣導致安全風險也不同，比如在CTC、DMIS、半自動閉塞和無連鎖非正常發車時均存在不同安全風險點。同時，在對基礎設備和技術設備維修代替上也存在隱患，鐵路運輸爭分奪秒，出現設備維修更換時要將接發車影響降到最低，處理不當將導致設備無法正常使用，造成較大鐵路交通運輸事故。因此，組織接發車時要根據所用設備特點來制定相應安全卡控措施和應急處理手段。

1.3 接發車環境安全因素

接發車是一個動態開放系統，主要包括內部環境和外部環境。內部環境主要指車務運輸站段內部接發車安全意識大環境是否形成良性安全風氣。比如，車站往往存在大量人流，既有上下旅客又有鐵路其他相關單位人員，大多數人安全意識淡薄和現場環境復雜可能會造成人員侵入機車限界，造成正在運行的列車緊急制動或制動不及時導致人身傷亡事故。發現隱患應及時采取措施，“亡羊補牢，為時未晚”，在安全方面的經濟投入不可疏忽和減少，否則會引起更大安全漏洞，造成進一步損失。外部環境主要是自然環境因素，比如天氣突變、自然災害、季節變化和地理狀況等。由于鐵路是不間斷接發車，因此外部環境對接發車影響較大，比如，沙塵、大雪、大霧、大風和暴雨等都會打亂接發車的安全生產秩序，甚至會造成傷亡較大的接發車安全事故。因此，為減輕環境因素對接發車造成的影響，就要重視環境因素，提前制定好風險降低方案和應急措施。

1.4 接發車安全管理

安全管理主要包括組織安全、信息安全和安全應急預案3個影響因素[5]。接發車因其自身特點和復雜性，決定了在接發車過程中發生事故的大概率性，為了保證接發車安全，應該設立獨立的安全管控部門和應急處理指揮中心，制定出合理完善的安全管理制度，采取現場和遠程視頻監控等手段對日常接發車工作進行嚴格把控，提前制定好相匹配的應急預案，以防止突發事故發生時不能及時采取應對措施。在每一個班制結束后，組織安全分析討論會，對于當班中存在的問題展開探討，對潛在風險提出合理應對方案，并及時向接班同崗位人員傳遞準確信息。做到信息暢通、及時上報，避免因信息傳遞不及時造成進一步接發車安全事故。管理的目的是為了糾正錯誤的行為、傳遞正確標準的做法，因此對職工職教方面的管理同樣必不可少。注重職教工作不僅可以從源頭開始把控管理質量，還可以從錯誤中吸取經驗，從而避免自己或他人再次犯錯。因此，只有強化接發車安全管理，嚴格把控接發車工作，才能提高接發車安全水平。

2 接發車安全影響因素權重分析

在分析鐵路接發車安全因素的基礎上，遵循構建評價體系的科學性、系統性、目的性和實踐性原則，采用層次分析法來確定影響接發車安全因素權重，實現對鐵路接發車安全影響因素重要度分析，結合分析結果提出相應對策。

2.1 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)是將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法[6]。該方法是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于20世紀70年代初，在為美國國防部研究“根據各個工業部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時，應用網絡系統理論和多目標綜合評價方法，提出的一種層次權重決策分析方法。

層次分析法具有的優勢：①系統性的分析方法；②簡潔實用的決策方法；③所需定量數據信息較少。層次分析法可以將無法量化的因素、行動、方案、項目指標等排出大小順序，將其區別開來。主要計算步驟：①將目標層和準則層相關影響的對象層分層歸類。②按照層次分析法的評價尺度，對每兩個因素按要求比較打分，建立判斷矩陣，借助和積法求矩陣向量和特征值。③進行一致性檢驗，確保矩陣滿足一致性；若不滿足一致性要求，則需要調整矩陣，重新計算。④判斷矩陣的特征向量的各分量即為各個指標對上層的權重。通過將計算所得的權重進行排序，得到的權重最大的因素即為最重要影響因素。

2.2 構建判斷矩陣

確定鐵路接發車安全因素評價指標后，基于層次分析法，建立鐵路接發車安全因素價值評價體系模型，如圖1所示。

圖1 評價指標體系

2.2.1 判斷矩陣標度

判斷矩陣值的大小反映了人們對各因素的相對重要性的評判，引入1～9的區分標度(見表1)，對指標進行兩兩比較，分別構造出指標層對于決策層，決策層對于目標層的判斷矩陣，最終通過matlab計算得出結果。

表1 判斷矩陣標度

2.2.2 計算基本原理

①將判斷矩陣進行列歸一化處理

②將各列歸一化后的判斷矩陣按行相加處理，得到：

④計算判斷矩陣特征值，特征值λ等于判斷矩陣與特征向量乘積后得到新的向量矩陣，再分別除以各自對應的特征向量后求和，所求和再除以n，其中n為判斷矩陣階數。

其中，(CW)i為CW的第i個分量素。

表2 平均隨機一致性指標

一般而言，CR越小越好，當CR<0.1時，便認為判斷矩陣滿足一致性檢驗；否則應對判斷矩陣進行調整，重新進行一致性檢驗。

2.2.3 重要度評價

從目標層開始計算目標層對于準則層的權重，然后在此基礎上分別計算指標層對于準則層的權重，最后將指標層對于決策層權重和決策層對于目標層權重分別兩兩相乘得到指標層對于目標層的總權重。將指標層中各影響因素按權重大小排序，得到對鐵路接發車安全影響因素重要度評價分析表。

2.3 實例分析

本文以烏魯木齊鐵路局烏西編組站為例，根據車站的實際接發車情況，按照層次分析法對影響接發車安全的因素的重要度進行評價。

2.3.1 采取菲爾德法打分

邀請專家打分得出準則層Ci對于目標層C的矩陣和指標層Cij對于準則層Ci的判斷矩陣，并求出相對應權重[8]，如表3-表7所示。

表3 決策層對于目標層判斷矩陣及權重

表4 指標層人員因素對于決策層判斷矩陣及權重

表5 指標層設備因素對于決策層判斷矩陣及權重

表6 指標層環境因素對于決策層判斷矩陣及權重

表7 指標層管理因素對于決策層判斷矩陣及權重

2.3.2 權重指標一致性檢驗

為了檢驗所有判斷矩陣的合理性，將得到的特征向量通過公式分別計算λ、CI、RI和CR。

通過表8可知，所有判斷矩陣均通過一致性檢驗，均滿足一致性要求。根據準則層Ci的影響因素對目標層C的權重以及指標層Cij的影響因素對準則層Ci權重的計算結果，通過層次排序，可以得出指標層Cij對目標層C的權重。

表8 一致性檢驗表

3 對策

由表9可知，鐵路接發車安全因素中準則層中人員因素和管理因素占很大比重，其中車站值班員、信號員和安全管理為影響鐵路接發車安全的關鍵因素，助理值班員、基礎設備、自然環境、職教管理和應急管理也比較重要。針對這些重要的影響因素給出相應的對策來加強鐵路接發車安全。

①安全是接發車有序開展的基礎，加強安全管理投入，制定有效安全管理制度，避免危險情況發生，降低事故發生頻率，這些都需要安全管理來完成。管理的對象是接發車人員，接發車的工作是靠人來完成的，主要是車站值班員和信號員，信號員是車站值班員的儲備人才，自身工作責任也比較重大。車站值班員既是組織者也是實際命令發出者，因此要加大對車站值班員的盯控力度和考核標準。同時，在值班員人才選拔上也要層層篩選，優中選優。要培養膽大心細、業務性強、責任心更強的車站值班員隊伍。因此，加強安全的管理和車站值班員的綜合管理是保證接發車安全的第一步。

表9 安全影響因素權重

②定期對接發車設備進行巡視，巡視采取經驗和科學相結合的手段，把看得見的和隱藏的隱患都排查出來，對檢查出的隱患及時進行維修保證列車線上運行安全。遇到天氣突變情況，結合自身所處設備的隱患特點，提前預警并制定有針對性的應對惡劣天氣的措施，保證接發車工作的正常順序。結合實際情況定期組織接發車人員參加應急搶險演練培訓，保證每一位接發車人員在面對突發狀況時臨危不亂，不僅知道自己需要怎么應對，還可以與其他人聯防聯控，做到安全閉環管理。要想達到上述效果，就要對職教管理和信息管理提出更高的要求。職教管理不僅要全程參與進來，還要走在前面，探索出更加有效的安全管理辦法，把最有效的信息傳遞給每一位接發車人員，這樣可以形成安全意識氛圍，使接發車安全得到保障。

4 結語

從“一帶一路”政策提出到今天“中歐班列”開行過萬列，每一列開行都是接發車人員組織完成，這對接發車人員來說既是榮譽也是挑戰。然而，接發車的工作因其自身的復雜性和環境突變性，導致接發車安全事故多有發生，本文采取層次分析法對接發車安全影響因素重要度進行研究，有助于明確接發車中安全隱患因素的權重，為提高接發車安全管理提供了參考。