基于AHP的地鐵運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)研究

張美娟,張少杰,呂蒙蒙,杜 云

(1.西安交通工程學(xué)院,西安 710300; 2.浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司,杭州 310000)

1 AHP評(píng)價(jià)方法

1.1 構(gòu)造層析模型

層次分析法(AHP)是一種用于解決多準(zhǔn)則決策問題的定量分析方法,將問題按照層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解,由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及對(duì)象層組成,通過比較和歸納,將復(fù)雜問題簡(jiǎn)化為易于處理的模塊,結(jié)合主觀判斷及客觀數(shù)據(jù)獲取各個(gè)因素的相對(duì)權(quán)重,為決策提供科學(xué)依據(jù)[1]。

1.2 構(gòu)造判斷矩陣

在比較矩陣中各因素的權(quán)重時(shí),可采用EM方法[2],如表1所示。

表1 EM法標(biāo)度含義Tab.1 Meaning of EM method scale

1.3 層次單排序及一致性檢驗(yàn)

1.4 層次總排序及一致性檢驗(yàn)

需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢查,以評(píng)價(jià)判斷矩陣的合理性及可靠性,確保決策結(jié)果是可靠的、可信的。其一致性指標(biāo)(C.I)為：

(1)

一致性的比例(C.R)為：C.R=C.I/R.I

(2)

其中,R.I定義為隨機(jī)一致性指標(biāo),一般認(rèn)為當(dāng)C.R=0時(shí),矩陣為完全一致性矩陣;當(dāng)C.R<0.1時(shí),矩陣為滿意一致性矩陣;當(dāng)C.R>0.1時(shí),矩陣則不具有一致性,需對(duì)矩陣進(jìn)行重新調(diào)整。

2 案例分析

選取某市地鐵3號(hào)線進(jìn)行運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià),該線全長(zhǎng)約39.15 km,共設(shè)有26個(gè)車站,日均客流可達(dá)60萬人次。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析歸納可能涉及的風(fēng)險(xiǎn),得到地鐵運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo),分別為目標(biāo)層N、準(zhǔn)則層Ai及指標(biāo)層Ci,如圖1。

圖1 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)Fig.1 Urban rail transit operation safety evaluation index

2.2 判斷矩陣及權(quán)重的確定

根據(jù)影響地鐵系統(tǒng)安全的重要程度及影響范圍確定指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。采用專家評(píng)審法,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及地鐵運(yùn)營(yíng)情況給出一個(gè)確定的分值,再求平均值,對(duì)同層次因素之間進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)建出矩陣。給出N-Ai、A1-Ci、A2-Ci、A3-Ci、A4-Ci各層次的判斷矩陣、計(jì)算指標(biāo)值、一致檢驗(yàn)值,如表2、表3所示。

表3 A2-Ci單層排序指標(biāo)權(quán)重計(jì)算及結(jié)果檢驗(yàn)Tab.3 Weight calculation and result test of A2-Ci single-layer sorting index

表4 A3-Ci單層排序指標(biāo)權(quán)重計(jì)算及結(jié)果檢驗(yàn)Tab.4 Weight calculation and result test of A3-Ci single-layer sorting index

表5 A4-Ci單層排序指標(biāo)權(quán)重計(jì)算及結(jié)果檢驗(yàn)Tab.5 Weight calculation and result test of A4-Ci single-layer sorting index

計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重為(0.2219,0.4057,0.1381,0.2341),進(jìn)行一致性檢驗(yàn),C.R=0.095<0.1,通過一致性檢驗(yàn)。

2.3 一致性檢驗(yàn)及權(quán)重排序

通過上述計(jì)算結(jié)果可見,每個(gè)矩陣的C.R都小于0.1,表明每個(gè)層次的排序結(jié)果是可接受的。計(jì)算出相對(duì)于上一層次的每個(gè)層次中地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)影響指標(biāo)的權(quán)重值并進(jìn)行總排序,結(jié)果如表6、表7所示。

表6 地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)權(quán)重表Tab.6 Safety evaluation weight of subway operating system

表7 地鐵運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重排序表Tab.7 Ranking of subway operation safety evaluation index weight

對(duì)表6中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn),C.R=0.021<0.1,通過一致性檢驗(yàn)。

由表7可知,設(shè)施設(shè)備因素中的通信信號(hào)系統(tǒng)故障率為0.1185,較其他高。車站噪聲控制符合規(guī)定率及車站輔助設(shè)備故障率次之,分別為0.0965、0.0787。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果及改進(jìn)對(duì)策析

計(jì)算結(jié)果表明,設(shè)備因素至關(guān)重要,而通信信號(hào)系統(tǒng)故障C12發(fā)生的概率所占權(quán)重較高,達(dá)到了0.1185,故對(duì)通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)提出以下建議：運(yùn)用智慧運(yùn)維技術(shù),利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵通信信號(hào)設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、診斷及優(yōu)化,構(gòu)建出一套規(guī)范的通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備檢修規(guī)程,現(xiàn)場(chǎng)班組的日常巡檢、二級(jí)保養(yǎng)、小修及深度維護(hù)工作要把通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備作為重點(diǎn)。

3 結(jié)束語

借助層次分析法,從人員、設(shè)備、環(huán)境和管理等方面構(gòu)建運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,通過對(duì)其指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算分析及重要性排序得到安全運(yùn)營(yíng)考慮的關(guān)鍵因素為地鐵通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備,對(duì)此提出改善建議,研究結(jié)果可為地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理提供參考。