高速鐵路列車(chē)調(diào)度應(yīng)急處置能力模糊評(píng)價(jià)研究

陳振華

（上海鐵路局 調(diào)度所，上海 200071）

在高速鐵路日常運(yùn)營(yíng)中，由于列車(chē)運(yùn)行速度高、密度大，突發(fā)的設(shè)備故障、惡劣天氣、異常事件將極大影響列車(chē)運(yùn)行秩序和運(yùn)行安全。列車(chē)調(diào)度員作為調(diào)度區(qū)段行車(chē)工作的指揮者，處置非正常行車(chē)工作的能力直接關(guān)系到鐵路安全，可以為上級(jí)部門(mén)決策提供重要依據(jù)。因此，列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)是涉及多因素的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，適用方法有定性評(píng)價(jià)法、定量評(píng)價(jià)法及綜合評(píng)價(jià)法等，根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的特點(diǎn)選擇基于模糊理論的研究方法，構(gòu)建列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)體系，在模型計(jì)算中運(yùn)用模糊判斷矩陣對(duì)各因素進(jìn)行定量分析和評(píng)價(jià)。

1 應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)體系的建立

在列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)工作中，構(gòu)建合理的應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)模型是工作重點(diǎn)。評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取需要對(duì)列車(chē)調(diào)度員處置非正常行車(chē)過(guò)程中應(yīng)具備的各項(xiàng)素質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)分析和認(rèn)知，同時(shí)兼顧指標(biāo)間的獨(dú)立性、實(shí)用性及可操作性。在以上需求和相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[1-2]，針對(duì)高速鐵路區(qū)段列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置工作的特點(diǎn)，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)如下。

（1）基礎(chǔ)能力B1。包括列車(chē)調(diào)度員對(duì)應(yīng)急預(yù)案的熟悉程度C1、對(duì)線路設(shè)備的熟悉程度C2、危機(jī)意識(shí)C3、工作經(jīng)驗(yàn)C4及心理素質(zhì)C5?；A(chǔ)能力是列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置工作的基礎(chǔ)。隨著高速鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的積累，有關(guān)技術(shù)規(guī)章在不斷修改，相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案也在不斷調(diào)整，客觀上要求列車(chē)調(diào)度員加強(qiáng)學(xué)習(xí)以適應(yīng)規(guī)章預(yù)案調(diào)整后的工作；在高速鐵路逐漸成網(wǎng)的過(guò)程中，面對(duì)區(qū)段內(nèi)已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)線路的設(shè)備、車(chē)輛性能、供電單元、列控中心狀況所發(fā)生的變化，列車(chē)調(diào)度員應(yīng)密切掌握這些變化給行車(chē)工作帶來(lái)的影響；強(qiáng)烈的危機(jī)意識(shí)可以使列車(chē)調(diào)度員在接到安全信息后快速反應(yīng)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施；豐富的工作經(jīng)驗(yàn)有助于列車(chē)調(diào)度員正確判斷事件的影響范圍；良好的心理素質(zhì)可以幫助列車(chē)調(diào)度員合理有序地安排各項(xiàng)工作。

（2）交流能力B2。包括信息獲取過(guò)程中語(yǔ)言的有效性C6、信息通報(bào)的實(shí)時(shí)性C7、信息通報(bào)順序的合理性C8、信息通報(bào)部門(mén)的完備性C9及響應(yīng)信息的實(shí)時(shí)性C10。對(duì)突發(fā)事件的處理需要清晰、快速的信息支持，良好的信息交流能力可以幫助列車(chē)調(diào)度員在最短時(shí)間內(nèi)有序、合理地調(diào)動(dòng)相應(yīng)的資源，做好各項(xiàng)安全卡控措施。

（3）操作能力B3。包括列車(chē)接發(fā)流程的準(zhǔn)確程度C11、列車(chē)接發(fā)操作的熟悉程度C12、特定行車(chē)憑證的熟悉程度C13及列控限速設(shè)置流程的熟悉程度C14。列車(chē)接發(fā)流程是指在完成列車(chē)接發(fā)過(guò)程中，列車(chē)調(diào)度員與助理調(diào)度員的一系列互控流程；列車(chē)接發(fā)操作是指列車(chē)調(diào)度員在開(kāi)放、關(guān)閉信號(hào)過(guò)程中需要完成的一系列按鈕操作；列控限速設(shè)置流程中，列車(chē)調(diào)度員應(yīng)注意與助理調(diào)度員確認(rèn)限速里程、限速設(shè)置時(shí)機(jī)的選擇。高速鐵路區(qū)段列車(chē)調(diào)度員直接負(fù)責(zé)列車(chē)接發(fā)工作，上述操作能力是調(diào)度員在應(yīng)急處置中應(yīng)當(dāng)具備的特定能力。

（4）調(diào)整能力B4。包括重新編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的實(shí)時(shí)性C15、準(zhǔn)確性C16及線路使用的合理性C17。高速鐵路調(diào)度區(qū)段在分散自律控制模式下，信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)調(diào)度員下達(dá)的運(yùn)行計(jì)劃自動(dòng)控制信號(hào)開(kāi)放。因此，列車(chē)調(diào)度員在采取初始處置措施后，應(yīng)根據(jù)非正常行車(chē)的類(lèi)型及時(shí)編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃。重新編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和合理性體現(xiàn)了列車(chē)調(diào)度員處置非正常行車(chē)的綜合能力。

綜上所述，構(gòu)建列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖 1 所示。

2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型

模糊綜合評(píng)價(jià)法是對(duì)多因素影響事物進(jìn)行全面評(píng)價(jià)的決策方法，在多項(xiàng)研究[3-5]中均有應(yīng)用。該方法在有一定數(shù)量評(píng)審專家的前提下比較適用。針對(duì)列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行以下多層次模糊綜合評(píng)價(jià)。

2.1 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法

多層次模糊綜合評(píng)價(jià)通過(guò)構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣，將評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化 ( 即確定隸屬度 )，然后利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)判[6]，具體操作步驟如下。

（1）設(shè)U= {u1，u2，…，un}為評(píng)價(jià)對(duì)象一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的因素集，W= {w1，w2，…，wn} 為其權(quán)重集i= 1，2，…，n；j= 1，2，…，m。

圖1 列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（3）設(shè)S= {s1，s2，…，sl}為評(píng)語(yǔ)集，適用于任意因素集。對(duì)Vi中的每個(gè)因素vij進(jìn)行單因素綜合評(píng)判，從而得到模糊評(píng)價(jià)矩陣Ri= (rjk)m×l。其中：rjk為因素vij對(duì)k級(jí)評(píng)語(yǔ)的隸屬度，j= 1，2，…，m；k= 1，2，…，l。隸屬度可以采取專家打分法，通過(guò)隸屬度函數(shù)求解，計(jì)算公式為

式中：djk為對(duì)因素cij作出k級(jí)評(píng)語(yǔ)的人數(shù)，d為專家組總?cè)藬?shù)。

（4）運(yùn)用模糊矩陣的合成運(yùn)算，得到Vi的綜合評(píng)判向量Yi，計(jì)算公式為

式中：合成算子 ° 為普通的矩陣乘法算子。

（5）對(duì)一級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的因素集U進(jìn)行評(píng)判，其中因素集U的評(píng)判矩陣R由因素集Vi的綜合評(píng)判向量Yi構(gòu)成。

（2）設(shè)Vi= {vi1，vi2，…，vim}為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)ui對(duì)應(yīng)的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)組成的因素集，Wi= {wi1，wi2，…，wim} 為其權(quán)重集因素集U的最后綜合評(píng)判結(jié)果為

（6）對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量進(jìn)行分析。實(shí)際中最常用的方法是最大隸屬度原則，但是某些情況下?lián)p失信息很多，可以使用加權(quán)平均法進(jìn)行分析。

2.2 模糊判斷矩陣

評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算是模糊綜合評(píng)價(jià)法的一項(xiàng)重要工作，常用的層次分析法在計(jì)算上存在一些缺點(diǎn)，如矩陣階數(shù)較大時(shí)，檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性計(jì)算量較大。下面采用模糊判斷矩陣計(jì)算指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。

設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)集A= (a1，a2，…，an)有二元對(duì)比矩陣P= (pij)n×n，0 ≤pij≤ 1，pij為元素ai比aj重要的隸屬度。若P滿足以下性質(zhì)：①pij= 0.5，則稱P為模糊判斷矩陣。若模糊判斷矩陣P滿足pij=pik-pjk+ 0.5，則稱P為模糊一致矩陣。判斷模糊判斷矩陣P為模糊一致矩陣的充要條件是任意指定兩行的對(duì)應(yīng)元素之差為常數(shù)[7]。選用合適的標(biāo)度對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行重要性比較，標(biāo)度含義如表 1 所示。

設(shè)W= (w1，w2，…，wn) 為指標(biāo)集A= (a1，a2，…，an) 的權(quán)重向量。當(dāng)模糊判斷矩陣P是模糊一致矩陣時(shí)，則wi計(jì)算公式為[8-9]

表1 標(biāo)度含義

3 模型應(yīng)用

在高速鐵路列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力評(píng)估中，以應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的 4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)和17 個(gè)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)建因素集。設(shè)定評(píng)語(yǔ)集S={優(yōu)，良，合格，差}，同時(shí)對(duì)評(píng)價(jià)的語(yǔ)義學(xué)標(biāo)度進(jìn)行量化，依次賦值 4，3，2，1。當(dāng)綜合評(píng)價(jià)得分x＞3.5時(shí)，認(rèn)為被評(píng)調(diào)度員應(yīng)急處置能力為優(yōu)；當(dāng)綜合評(píng)價(jià)得分 2.5＜x≤3.5 時(shí)，認(rèn)為被評(píng)調(diào)度員應(yīng)急處置能力為良；當(dāng)綜合評(píng)價(jià)得分 1.5＜x≤2.5 時(shí)，認(rèn)為被評(píng)調(diào)度員應(yīng)急處置能力為合格；當(dāng)綜合評(píng)價(jià)得分x≤1.5 時(shí)，認(rèn)為被評(píng)調(diào)度員應(yīng)急處置能力為差。以行車(chē)、安全、教育等部門(mén)的 10 名負(fù)責(zé)人員組成專家組進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)⑴式得到被評(píng)調(diào)度員不同指標(biāo)的隸屬度，如表 2 所示。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度

根據(jù)表 1 可以建立各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊判斷矩陣，根據(jù)⑶式得到各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重集，如表 3—表 7 所示。

表3 二級(jí)指標(biāo)對(duì)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo) B1 的模糊判斷矩陣

表4 二級(jí)指標(biāo)對(duì)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo) B2 的模糊判斷矩陣

表5 二級(jí)指標(biāo)對(duì)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo) B3 的模糊判斷矩陣

表6 二級(jí)指標(biāo)對(duì)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo) B4 的模糊判斷矩陣

表7 一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊判斷矩陣

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，由⑵式可得二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)向量為

最后，計(jì)算得到一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)向量Y= ( 0.327，0.384，0.232，0.056 )，綜合評(píng)價(jià)得分x= 0.327 × 4 + 0.384 × 3 + 0.232 × 2 + 0.056 × 1 = 2.98。因此，被評(píng)調(diào)度員應(yīng)急處置能力為良。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)高速鐵路列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置特點(diǎn)，建立應(yīng)急處置能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)引用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中引入模糊判斷矩陣，簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程，便于評(píng)價(jià)方法的推廣。該評(píng)價(jià)方法可用于應(yīng)急處置演練或?qū)嶋H非正常行車(chē)工作的事后評(píng)估。通過(guò)對(duì)列車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力的評(píng)價(jià)，可以發(fā)現(xiàn)工作中的不足，有利于改進(jìn)和提高。下一步的改進(jìn)方向在于增加模型指標(biāo)體系的定量指標(biāo)，通過(guò)利用日常管理中積累的資料，改變綜合評(píng)價(jià)中隸屬度函數(shù)較為單一的局面。

[1] 操 杰. 城市軌道交通行車(chē)調(diào)度應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)研究[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2013，35(3)：65-68.

[2] 欒文波. 提高行車(chē)調(diào)度員應(yīng)急處置能力的對(duì)策[J]. 城市軌道交通研究，2009(7)：66-68.

[3] 張吉廣，蒙培奇. 港口安全評(píng)價(jià)的AHP—模糊綜合評(píng)判方法[J]. 港口裝卸，2002(5)：24-27.

[4] 王 巖，黃宏偉. 地鐵區(qū)間隧道安全評(píng)估的層次-模糊綜合評(píng)判法[J]. 地下空間，2004，24(3)：301-305.

[5] 叢 琳，李志民，潘明惠，等. 基于模糊綜合評(píng)判法的電力系統(tǒng)信息安全評(píng)估[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28(12)：65-69.

[6] 王新洲. 模糊空間信息處理[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

[7] 張吉軍. 模糊層次分析法(FAHP)[J]. 模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2000，14(2)：80-88.

[8] 宋光興，楊德禮. 模糊判斷矩陣排序向量的確定方法研究[J]. 模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2004，18(2)：73-82.

[9] 梁曉茹，殷春武. 模糊判斷矩陣權(quán)重的一種確定方法[J]. 西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，13(1)：18-20.