探讨城市轨道交通网络运营安全风险评估理论与方法

来源:用户上传      作者:贾佳

　　摘 要：本文对轨道交通运营网络安全评估的理论基础进行分析，在六西格玛理论的指导下构建评价指标体系，以天津市轨道交通网的运营安全情况为例，以网络抗毁性、网络适应性、管理安全性为关键指标，设置五个不同样本，对运营安全风险进行评估。结果表明，交通网络中一旦某一车站出现暂停使用情况，势必会降低整个运营网络的安全性。
　　关键词：轨道交通;运营安全;风险评估
　　在轨道交通运营过程中，安全是首要工作。现阶段，我国轨道交通飞速发展，里程不断延伸，交通网络规模不断扩大，潜在的安全风险因素也随之增加，为运营安全管理工作带来较大难度。对此，应从事前、事中、事后三个角度着手，对安全风险因素进行管理和评估，制定科学有效的措施，使风险始终处于可控状态。
　　1 轨道交通运营理论基础
　　六西格玛理论中融入许多现代化管理理念，如持续改进、用户至上、数据决策、加速变革等等，作为一种新型管理模式受到用户的广泛认可。当前轨道交通运营管理主要以六西格玛理论为基础，该理论是以乘客需求为导向，该理论以产品“零缺陷”为目标，可有效节约生产成本、提高生产率与市场占有率，使乘客获得更加贴心的服务。在事实与数据基础上，遵循DMAIC方法准则，灵活运用先进的统计技术与管理方法，对运营安全风险进行评估，可促进产品的不断优化，达到降低缺陷率的目标。同时，该理念还是现代管理技术与方法有机结合的产物，可将质量工程、现代设计、稳健技术等融合到产品生产与过程设计之中，该理论的具体内容如下：
　　（1）定义阶段。明确用户的实际需求与产品需要改进的流程，对项目范围进行界定;
　　（2）测量阶段。针对现有流程进行测量，明确基线与期望达成的目标，对运营管理过程中的影响因素进行识别，并对测量系统的有效性进行评估;
　　（3）分析阶段。通过数据分析确定流程，即识别流程中的关键要素;
　　（4）改进阶段。对流程进行优化，减少关键因素对方案产生的不良影响，从而降低流程的缺陷与变异性;
　　（5）控制階段。在产品或服务改进之后，通过采取科学控制方式，使改进成果得到切实保障[1]。
　　2 轨道交通运营安全风险评估方法
　　2.1 构建评价指标体系
　　通过查询相关资料，本文针对天津市轨道交通网的运营安全情况进行分析，是被影响交通网络安全的关键因素，即网络抗毁性、网络适应性、设施安全性、管理安全性等，构建多层次的综合评价指标体系。轨道交通网由多个节点和边构成，一些二级指标由道路网络中点属性与边属性加权获取，如AFC系统安全度、节点强度、车站人员安全保障系数等等，由于不同点属性重要度不同，边属性的重要性也有所区别，为了确定不同点与边的属性，需要对指标样本的权重因子进行计算，安全评价指标体系如下。
　　2.1.1 网络抗毁性
　　在轨道交通网络中，节点与边在突发状况下，路网维持其功能的能力便是抗毁性，可对节点强度、最短距离、综合聚类系数等产生较大影响，计算公式为：
　　式中，Ck代表的是抗毁性;ω1-4代表的是二级指标权重，其中ω1代表的是节点强度、ω2代表的是聚类系数、ω3代表的是最短距离、ω4代表的是区间强度。
　　2.1.2 网络适应性
　　主要是指城轨交通网的饱和度，对其产生影响的指标包括网络效率、连通情况、可达性与换乘能力，对上述各项二级指标进行标准化，计算公式如下：
　　式中，C代表的是网络适应性;ω11代表的是网络效率、ω12代表的是可达性、ω13代表的是连通情况、ω14代表的是换乘能力[2]。
　　2.1.3 管理安全性
　　主要是指轨道交通网络管理的安全性，对运营安全具有重大影响。与之相关的指标为车站人员安全保障系数、驾驶员安全系数、调度员安全系数、应急管理系数，计算公式如下：
　　式中，Cg代表的是管理安全性;ω21代表的是车站人员安全保障系数、ω22代表的是驾驶员安全系数、ω23代表的是调度员安全系数、ω24代表的是应急管理系数。
　　2.2 样本采集
　　本文以天津市轨道交通网络为研究对象，明确评价指标与方法，由当地轨道运营指挥中心提供数据信息，根据运营安全各项指标计算方法得出数值，经过无量纲化后，借助Matlab7.0软件进行仿真分析，对运营安全评价方法的科学合理性进行验证。同时，根据选择的不同类型节点，构建五个不同样本，对多种情景下轨道交通网络运营安全情况进行分析。
　　样本一：全部车站均可正常应用;
　　样本二：西站暂停使用，全部列车均不能经过该站;
　　样本三：西站与和平路站均暂停使用，列车禁止经过这两个车站;
　　样本四：营口道站暂停使用，全部列车均不能经过该站;
　　样本五：西站与营口道站均暂停使用，列车禁止经过这两个车站。
　　2.3 权重确定
　　根据信息论可知，熵可对不确定性进行度量，当信息量越大时，不确定性便越小，熵值也就越小;当信息量越小时，不确定性增加。从熵特性可知，通过对熵值进行计算，能够对事件随机性进行判断，进而得出某一指标的离散度，且离散度与综合评价之间具有正比例关系，首先构架数据矩阵，假设有m个待评对象，n个评价指标，数据矩阵为X=（xij）mxn，j代表的是某项指标;当各个待评对象的指标差距增加时，该项指标在综合评价中起到的作用也将随之增加;本文采用熵值法进行权重确定，并利用Matlab7.0软件作为辅助，一级指标权重为抗毁性0.2478，适应性0.2141，管理安全性0.1251，具体如下：
　　2.4 模糊综合评价
　　在该评价中常用的算子如下表2所示。由该表内容可知，算子1与算子2相比更加精细，算子1能够在一定程度上将非主要指标体现出来，而算子2则能够计算出全部因素权重的均衡性，使全部指标的整体特性得以充分体现，可应用到全部指标情况计算之中。由此可见，采用加权平均算子对运营安全进行评价更为可靠[3]。
　　2.5 评价结果
　　根据轨道交通运营安全评价结果可知，样本一网络运营的安全性最佳，其后四个样本的安全性随之递减。通过评价结果可知，轨道交通网络中车站暂停使用，将对整个交通网络安全产生不良影响，换乘站的影响程度超过普通车站;根据交通指挥中心提供的数据信息可知，交通网络中一旦某一车站出现暂停使用情况，势必会降低整个运营网络的安全性。由此可见，本文计算结果与指挥中心提供的资料相符合，与实际情况一致。可见，通过熵值法的应用能够将该市网络运营安全评价的客观事实充分体现出来，由此构建安全评价体系，为交通网络的安全运行提供更多助力。
　　3 结论
　　综上所述，本文以天津市轨道交通网的运营安全情况为例，在六西格玛理论的指导下构建评价指标体系，得出交通网络中一旦某一车站出现暂停使用情况，势必会降低整个运营网络的安全性的结论，有助于推动网络安全运营一体化建设，促进轨道交通运营管理高效开展。
　　参考文献：
　　[1]张建平，赵振江，任刚，等.城市轨道交通网络化运营安全风险防控技术研发与示范[J].交通与运输，2017（5）.
　　[2]陈明利，翟怀远，许葭，等.城市轨道交通网络化运营风险评价指标体系研究[J].物流技术，2017（07）：7-10.
　　[3]邓箴，谷萧君.城市轨道交通网络系统中信息安全的评估方法研究[J].价值工程，201（10）：237-239.
　　作者简介：贾佳（1987-），女，天津人，本科，中级工程师，施工管理，主要研究方向：施工运营行车管理。
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