綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

萬(wàn)瑛瑩, 王順豪, 張啟坤

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031)

[定稿日期]2017-09-15

隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，交通綜合化早已成為交通發(fā)展的主流。綜合交通樞紐作為多種交通方式的聚集點(diǎn)，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(fā)生事故，則可能導(dǎo)致一種或多種交通方式受到影響甚至癱瘓。屆時(shí)，人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全也會(huì)受到威脅，因此，如何保障綜合交通樞紐的運(yùn)營(yíng)安全，也是我們需要思考的問(wèn)題。

綜合交通樞紐是整合鐵路、公路、航空、航運(yùn)和運(yùn)輸管道為一體的海陸空協(xié)同樞紐體系，是綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分，是銜接多種運(yùn)輸方式、輻射一定區(qū)域的客、貨轉(zhuǎn)運(yùn)中心[1]。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，鐵路、公路、航空、航運(yùn)和運(yùn)輸管道五種交通運(yùn)輸方式的樞紐站有共同點(diǎn)但也有其特性，尤其是運(yùn)輸管道的站場(chǎng)與其他四種區(qū)別很大，站場(chǎng)位置也不宜與其他四種交通運(yùn)輸樞紐選在同一處或者距離過(guò)近。因此，本文研究的綜合交通樞紐是承擔(dān)客運(yùn)運(yùn)輸任務(wù)的，以航空、鐵路等城市大型對(duì)外交通設(shè)施為主，配套設(shè)置軌道交通車站、公交樞紐站、社會(huì)停車場(chǎng)庫(kù)、出租汽車營(yíng)業(yè)站等市內(nèi)交通設(shè)施的大型連接城市內(nèi)外的綜合交通樞紐[2]。

綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一個(gè)涉及多因素、多目標(biāo)的過(guò)程。交通方式綜合化使其面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素更多、更復(fù)雜，其風(fēng)險(xiǎn)因素本身模糊性較強(qiáng)，難以準(zhǔn)確描述，使得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)變得更加困難。針對(duì)這些模糊性較強(qiáng)、不易量化的因素，利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法可以較好地處理，因而本文通過(guò)分析綜合交通樞紐在運(yùn)營(yíng)期間面臨的風(fēng)險(xiǎn)，選用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行研究。

1 綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的構(gòu)建

本文針對(duì)綜合交通樞紐的突發(fā)事件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，將突發(fā)事件分為自然災(zāi)害、事故災(zāi)害，公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件[3]，并總結(jié)出各類突發(fā)事件的危險(xiǎn)源，將危險(xiǎn)源進(jìn)行分析得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的指標(biāo)層，采取層次分析法來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重，然后選用模糊綜合評(píng)判法計(jì)算，最后得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

1.1 綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建對(duì)綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果是否科學(xué)有著至關(guān)重要的作用，主要采用以下方法選取綜合交通樞紐安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系。以綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)值作為總目標(biāo)層，代表最終風(fēng)險(xiǎn)水平，將綜合交通樞紐客運(yùn)組織過(guò)程中的突發(fā)事件(自然災(zāi)害、事故災(zāi)害，公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件)作為分目標(biāo)層，對(duì)各類突發(fā)事件進(jìn)行分析，得出造成突發(fā)事件的危險(xiǎn)源， 將危險(xiǎn)源進(jìn)行分析篩選，得出指標(biāo)層。其中，事故災(zāi)害的致災(zāi)因素較多，為了保證評(píng)價(jià)方法有效，將其按照人員、設(shè)備、環(huán)境、管理因素分為四類。由此得出綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系見(jiàn)表1、表2。

1.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

由于綜合交通樞紐安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)多為定性指標(biāo)，層次分析法是一種針對(duì)定性問(wèn)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(biāo)權(quán)重[4]。

1.2.1 構(gòu)建層次分析模型

在運(yùn)用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，應(yīng)在深入分析實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)上，將有關(guān)的各個(gè)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?qū)ι蠈右蛩赜杏绊?，同時(shí)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(biāo)層，通常只有一個(gè)因素，最下層通常為方案或?qū)ο髮?，中間可以有一個(gè)或幾個(gè)層次，通常為準(zhǔn)則或指標(biāo)層[5]。

1.2.2 構(gòu)造成對(duì)比較判斷矩陣

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

表2 事故災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)值指標(biāo)體系

1.2.2.1 計(jì)算權(quán)向量

對(duì)于每一個(gè)判斷矩陣計(jì)算最大特征根及對(duì)應(yīng)特征向量，采用幾何平均法來(lái)求取權(quán)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(jié)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(yàn)

采用構(gòu)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(píng)估人員的認(rèn)知程度不一，考慮的出發(fā)點(diǎn)不同，因此在比較全部的結(jié)果時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)矛盾的結(jié)論。為了保證權(quán)重的科學(xué)性及合理性，判斷矩陣需被進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)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(biāo)；RI為判斷矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo)。RI的值見(jiàn)表4。

表4 1～9階判斷矩陣隨機(jī)一致性指標(biāo)

為判斷矩陣的最大特征值)

(5)

當(dāng)CR<0.1時(shí)，則表明層次總排序通過(guò)一致性檢驗(yàn)，認(rèn)為權(quán)重的分配是合理的，否則需要重新調(diào)整判斷矩陣，直到滿足一致性要求。

1.3 指標(biāo)的量化

上述評(píng)價(jià)指標(biāo)可運(yùn)用如下方法進(jìn)行指標(biāo)的量化：

(1)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)值可根據(jù)該綜合交通樞紐所在地區(qū)近幾年的氣象資料和地震頻率及地震烈度確定；

(2)事故災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)值中，人為因素、設(shè)備因素和環(huán)境因素可根據(jù)近幾年事故發(fā)生的統(tǒng)計(jì)資料確定其發(fā)生的頻率決定，管理因素根據(jù)設(shè)備檢修頻率和應(yīng)急演練頻率確定；

(3)由于公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件這兩類事件具有突發(fā)性，可以通過(guò)突發(fā)事件的發(fā)生概率來(lái)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行量化。

1.4 綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

(1)確定綜合交通樞紐突發(fā)事件評(píng)價(jià)指標(biāo)(表1、表2)；

(2)采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重 ；

(3)將評(píng)價(jià)指標(biāo)量化并請(qǐng)專家打分；

(4)采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)綜合交通樞紐風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行計(jì)算；

(5)確定評(píng)價(jià)等級(jí)，參考相關(guān)項(xiàng)目的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將綜合交通樞紐安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)集定為V={v1,v2,v3,v4,v5}={A,B,C,D,E}五個(gè)等級(jí)，其中A為最低風(fēng)險(xiǎn)值，E為最高風(fēng)險(xiǎn)值(表5)。

表5 綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

1.5 綜合交通樞紐風(fēng)險(xiǎn)控制措施

結(jié)合前面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分，可根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，針對(duì)性地采取不同程度的控制措施。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為A級(jí)的是低度風(fēng)險(xiǎn)，不必采取控制措施，做好日常管理即可；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為B級(jí)的是較低風(fēng)險(xiǎn)，需采取改進(jìn)措施以提高運(yùn)營(yíng)安全性，但可作為遠(yuǎn)期工作考慮；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為C級(jí)的是中等風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)在近期實(shí)施降低風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防措施；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為D級(jí)的是較高風(fēng)險(xiǎn)，盡快實(shí)施降低風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防措施，避免客運(yùn)站各項(xiàng)客運(yùn)作業(yè)意外終止；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為E級(jí)的是高度風(fēng)險(xiǎn)，必須立即采取相關(guān)措施進(jìn)行整改，確保達(dá)到規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，迫切性很高。

2 實(shí)例分析

某綜合交通樞紐包含高鐵、動(dòng)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(guó)內(nèi)六大樞紐客站之一，也是中西部最大的鐵路客運(yùn)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(yùn)用房為107 000 m2，地鐵2號(hào)線站房投資概算2.4×108元，投資估算38×108元，建設(shè)總規(guī)模14臺(tái)26線，占地約87 ha，其中，達(dá)成場(chǎng)區(qū)6臺(tái)11線，城際場(chǎng)區(qū)8臺(tái)15線，是成都鐵路樞紐城際動(dòng)車和高速動(dòng)車的主要始發(fā)終到站。

2.1 確定綜合交通樞紐突發(fā)事件評(píng)價(jià)指標(biāo)

以表1、表2為模板，針對(duì)該樞紐的具體情況對(duì)其合理約減或新增評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于該樞紐位于成都平原，根據(jù)成都?xì)庀筚Y料，2016年7月左右，因暴雨導(dǎo)致多趟列車晚點(diǎn)，對(duì)該樞紐的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生了一定影響，又根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，地震對(duì)該樞紐幾乎沒(méi)有影響，因此可以約減掉，其余指標(biāo)不變。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

首先設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)調(diào)查表，然后邀請(qǐng)10位專家對(duì)兩兩比較評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性，在問(wèn)卷調(diào)查前，向各位專家提供該綜合交通樞紐的業(yè)務(wù)流程、設(shè)施布局、設(shè)施能力、客流特征等實(shí)際情況，并詳細(xì)說(shuō)明各指標(biāo)的涵義等，回答他們相關(guān)疑問(wèn)。調(diào)查結(jié)束之后，整理調(diào)查結(jié)果，根據(jù)第1小節(jié)中介紹的計(jì)算方法，借助matlab軟件，計(jì)算判斷矩陣的特征向量及最大特征值，并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，最后得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，具體結(jié)果見(jiàn)表6(以確定自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)值，事故災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)值，公共衛(wèi)生事件風(fēng)險(xiǎn)值，社會(huì)安全事件值對(duì)綜合交通樞紐風(fēng)險(xiǎn)值的權(quán)重為例)。

表6 A～D判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算結(jié)果

則：A～D的權(quán)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(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算

邀請(qǐng)十位專家結(jié)合該綜合交通樞紐的實(shí)際情況對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核打分，對(duì)表格進(jìn)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(píng)判法計(jì)算出綜合交通樞紐風(fēng)險(xiǎn)值R=2.0，根據(jù)表5可知，該綜合交通樞紐風(fēng)險(xiǎn)屬于低度風(fēng)險(xiǎn)，不必采取控制措施，只需做好樞紐的日常安全預(yù)防措施即可。根據(jù)表7又發(fā)現(xiàn)故意縱火、暴力犯罪和恐怖襲擊等人為風(fēng)險(xiǎn)較大，因此，平時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)管理，同時(shí)對(duì)廣大群眾宣傳安全教育，提高國(guó)民素質(zhì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜合交通樞紐進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是多方面、多層次的，對(duì)國(guó) 民安全至關(guān)重要，因此需要各方高度重視。本文通過(guò)主觀評(píng)價(jià)與客觀計(jì)算相結(jié)合的方法對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過(guò)本文的研究，可以對(duì)交通樞紐進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而根據(jù)評(píng)估結(jié)果采取相應(yīng)措施，盡量把不安全事故消滅在萌芽狀態(tài)，大大減小了綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，對(duì)工程實(shí)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(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展初探[J].北方交通大學(xué)學(xué)報(bào), 1999(5):16-20.

[2] 黃志剛,榮朝和.國(guó)外城市大型客運(yùn)交通樞紐的發(fā)展趨勢(shì)與原因[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息, 2007, 7(2):12-17.

[3] 第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員. 中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法[S].2007.

[4] 甄利賢. 大型高速鐵路車站客運(yùn)安全風(fēng)險(xiǎn)分析[D].西南交通大學(xué)，2014.

[5] 唐國(guó)棟. 層次分析法在國(guó)內(nèi)運(yùn)輸商選擇中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)市場(chǎng)，2012(32):93-95.

[6] 高云峰,常云珍. 應(yīng)用層次分析法對(duì)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的研究[J]. 商場(chǎng)現(xiàn)代化，2008(14).