基于适应度评价的罐车办理站的优化配置研究

海 涛

（铁道部 运输局，北京 100844）

近几划，年积来极，调我整国罐铁车路办制理定站了的危分险布货[1]物，运对输不改符革合计安全要求的罐车办理站、专用线等，实施了“关、停、并、转”措施。但是，当前罐车办理站仍然存在罐车办理站侵入城市、设置地点不合理、分布不均衡、分工不合理、运输资源配置缺乏科学指导等问题[2]。因此，通过分析铁路危险货物罐车运输情况，利用模糊数学理论，采用多级模糊综合评判方法，形成罐车办理站的科学优化配置方法。

1 罐车办理站适应度评价模型的建立

1.1 选取评价方法

目前用于评价的方法很多，如危险指数评价法、层次分析法、模糊综合评价法等方法[3]。由于影响铁路危险货物罐车运输的因素较多，其中大量的因素存在着模糊性，难以定量化，而模糊综合评价法恰恰具有系统性和模糊性的特点，因此选取模糊评价法对罐车办理站适应度进行多级模糊综合评价较为理想。

1.2 建立模糊综合评价模型

模糊综合评价模型包括3个基本要素，即因素集合 U=﹛U1,U2,…，Um﹜、评价集合 V=﹛V1,V2,…，Vn﹜ 及单因素评价矩阵 R。

（1）因素集合 U。U=﹛U1,U2,…，Um﹜ 是由影响评价对象的各个因素所组成的集合，其中因素 Ui（i=1,2,…，m）是若干影响因素，对应的权重系数为 ai（i=1,2,…，m），反映了各个因素在综合评价中所具有的重要程度。ai通常应满足归一性和非负条件；即，ai≥0。所有的 ai构成了U=﹛U1,U2,…，Um﹜上的一个模糊权重向量 A=﹛a1,a2,…，am﹜。

（2）评价集合 V。评价集合 V 是由对评价对象可能做出的评价结果所组成的集合，可以表示为：V=﹛V1,V2,…，Vn﹜，其中元素 Vj﹛ j=1,2,…，n﹜是若干可能做出的评价结果。模糊综合评价的目的就在于通过综合考虑评价对象所有的影响因素，从评价集合V 中获得一个最佳的评价结果。

（3）单因素评价矩阵 R。对 U 中的单因素Ui(i=1,2,…，m) 进行单因素评价，根据因素Ui确定事物对评价等级 Vj﹛ j=1,2,…，n﹜的隶属度 (可能性程度)，从而得到单因素评价向量 ri=﹛ri1, ri2,…，rim﹜，它是评价集 V 上的模糊子集，对 U 中所有的元素进行评价，得到总的 (m×n阶) 评价矩阵 R。R 通常称为单因素评价矩阵，是因素集 U 到评价集 V 上的一个模糊关系，R (Ui,Vj)= rij表示因素Ui对评价等级 Vj的隶属度。

当模糊权重向量 A 与模糊评价矩阵 R 为已知时，做模糊变换来进行综合评价：B =A·R =(b1,b2,…,bn)。

2 罐车办理站的适应度评价

2.1 罐车办理站适应度评价指标体系的构建

在多指标综合评价体系中，建立指标体系是前提条件。通过对罐车办理站进行系统分析，找出影响评价其优劣水平的各相关因素，最终得到可以综合反映罐车办理站适应度优劣水平的评价指标体系，如图1所示。

图1 罐车办理站适应度评价指标体系

整个指标体系可分为目标层、准则层和指标层。

（1）目标层。即评价集合 V，由各种因素对罐车办理站适应度的影响大小来表示。

（2）准则层。即因素集合 U，该层为计算影响铁路危险货物罐车运输适应度所确定的评价因素，考虑了6种要素，即危险货物办理能力 U1、车站设备条件 U2、车站所属性质 U3、对所在地环境影响U4、化工企业布局 U5、分工合理性 U6。

（3）指标层。即为了确定准则层的每一个评价因素所选定的评价因子，构成单因素评价矩阵 R。

2.2 罐车办理站适应度评价权重系数的确定

由于罐车办理站适应度评价所涉及的因素较多，在综合评价中，为了突出主要的影响因素，客观、合理地评价罐车办理站办理铁路危险货物罐车运输的适应度，通过采用层次分析法确定各评价指标的权重。各层因素权重是由国家安全生产监督管理总局及铁道部等有关部门建立的危险货物专家库中长期从事危险货物运输研究、具有国家和铁路部门认定资质的相关专家在综合分析的基础上给出的。

结合评判系数矩阵，运用层次分析法计算得到准则层各因素权重及检验结果如下。

第1层6个方面的权重集为：A=(a1,a2,a3,a4,a5,a6)=(0.22,0.18,0.10,0.20, 0.15,0.15)。

危险货物办理能力方面：A1=(a11,a12,a13,a14)=(0.24,0.20,0.26,0.30)。

车站设备条件方面： A2=(a21,a22)=(0.60,0.40)。

车站所属性质方面：A3=(a31,a32)=(0.50,0.50)。

对所在地环境影响方面：A4=(a41,a42)=(0.65,0.35)。

化工企业布局方面：A5=(a51,a52,a53)=(0.40,0.28,0.32)。

分工合理性方面：A6=(a61,a62)=(0.45,0.55)。

3 应用实例

北京铁路枢纽属环形铁路枢纽，枢纽布置示意图如图2所示。北京地区铁路枢纽核心区形成内环(北京一北京南一广安门一北京西) 和外环 (丰台、丰西一东南环一双桥一东北环一西北环一丰沙一丰台、丰西) 二重环线。通过环线连接京广、京山、京包、京原、京九、京承、京秦、京通、丰沙等9条铁路干线。北京铁路枢纽是以特大型客运站北京站、北京西站和路网性编组站丰台西站为主，辅之以北京南站、北京北站等客运站和枢纽辅助编组站丰台站、双桥站，以及广安门、大红门、百子湾、石景山南站等货运站组成的我国最大的铁路枢纽。北京铁路枢纽范围：京广线至琉璃河南站；京山线、京九线至黄村站；京包线至南口站；京原线至良各庄站；京承线至密云站；京秦线至通州南站；京通线至怀柔北站；丰沙线至安家庄站。枢纽内共有车站 77 个，其中特等站4个、一等站6个、二等站8个、三等站 22 个、四等、五等站 37 个。本文选择大红门、房山、长辛店、黄村、良各庄、三家店等几个典型的危险货物办理站进行综合评判，各办理站具体布置情况见图2。

结合专家意见对各站办理危险货物具体情况，经过分析得出各站危险货物运输相关指标适应度得分情况，如表1所示。

表1 北京地区办理站适应度评价指标评分

应用文中建立的综合评判模型，对北京枢纽地区的办理站进行综合评判，得到的综合评判结果如表2所示。

表2 北京地区办理站适应度评价结果

由表2可以看出，北京地区大红门站分值较低，不适合办理危险货物。大红门车站位于城区，距离市中心较近，周围人口稠密，北京市已经对该罐车办理站进行了搬迁。房山站分值高，最适合办理罐车危险货物。事实上，北京铁路局在进行“关、停、并、转”中，正在将北京周边地区罐车装运的危险货物向房山罐车站转移，达到了学术研究指导现场实际的作用。

4 结束语

通过对铁路危险货物罐车运输情况分析，提出了罐车办理站适应度的概念，构建了基于罐车办理站适应度评价的指标体系，建立了多层次模糊综合评判模型。选择应用实例按照模糊评判过程进行了计算和处理，最终得到综合评判分值。研究表明：分值越大，方案越重要。通过对北京地区罐车办理站布局状况进行适应度评判，评判结论符合北京地区运力资源优化配置的实际情况，对全路罐车办理站运力资源优化配置具有一定的指导意义。

[1]海 涛，张星臣，杨月芳. 铁路危险货物办理站优化配置方法研究[J]. 铁道学报，2006， 28(3)：101-105.

[2]聂钦中，吴育俭. 危险货物铁路罐车安全运输中存在的若干问题及其对策[J]. 中国安全科学学报，1997 (6)：58-61.

[3]孙 平. 我国危险化学品道路运输安全评价[D]. 北京：北京交通大学，2007.