铁路调车场调速系统安全性能模糊评价分析

宋博洋

（西南交通大学峨眉校区 交通运输系，四川 峨眉 614202）

在铁路编组站的解编调车作业过程中，调速系统对调车场车辆溜放速度的控制是保证调车作业安全的关键环节。目前，按照调速设备和制式的不同，我国铁路调车场调速系统主要分为3种：点式调速系统 (间隔制动和目的制动均为减速器)、点连式调速系统 (调速设备为减速器+减速顶)、连续式调速系统 (调速设备基本上为各种不同类型的减速顶)[1]。影响调速系统安全性能的因素较多，如调速制式和设备、调速系统的设计和投运年限、施工质量、能力利用率和承担的解编工作量、作业人员的操作水平等[2]，仅以是否发生调车事故、调车事故的多少和大小、安全连挂率来评判调速系统的安全性能是不全面的。在影响调速系统安全性能的因素中，大部分因素只能确定其定性指标，具有模糊性。而模糊综合评价法是应用模糊关系合成的原理，从多个因素对评判事物隶属等级状况进行综合评判的一种方法。在模糊综合评判中，指标的可综合性问题是在模糊综合评判过程中自然解决的，不需要专门的指标无量纲化处理。该方法适用性较强，既可用于主观指标的综合评判，又可用于客观指标的综合评判。因此，可采用模糊综合评价法对调速系统的安全性能进行评价分析，以便有针对性地采取有效管理和防范措施。

1 模糊综合评价法

1.1 确定调速系统安全性能评价因素集

建立影响调速系统安全性能的评价因素集，以各主要影响因素为元素组成评价因素集合，记为U。

影响调速系统安全性能的主要因素是设计质量和采用的技术设备条件、施工质量、作业人员操作水平、使用年限和维修质量、能力利用率和作业量等。因此，影响驼峰调速系统安全性能的评价因素集可确定为：U＝{设计和技术设备，施工质量，操作水平，使用年限和维修，能力利用率和作业量}。

首选以上5个因素作为定量分析指标，主要是考虑这5个因素对调速系统安全影响较大。在完成分析并根据分析结果进行改进后，依据整改到位情况，可以再将其他次级因素作为考量因素加以分析、优化和改进。

1.2 选定评价等级集

评价等级集一般根据经验和要求加以确定，记为V。

通常vj可视为ui对不同评价等级的隶属度，可根据经验确定。调速系统安全性能及其影响因素可选定优、良、中、差4个等级作为评价等级集，即V＝{优，良，中，差}。

1.3 确立评价因素权重集

根据各因素对调速系统安全性能影响的重要程度，对各影响因素赋予相应的权重a1，组成评价因素权重集，记为A。

一个车站调速系统安全性能各影响因素的权重值，可在调查的基础上，结合采用的调速制式、技术设备和系统的自动化程度由专家主观确定。

1.4 建立单因素模糊综合评判矩阵

通过对各影响因素进行单因素模糊评判，可得到每一因素的评价结果。例如，对i项影响因素的评价结果为：(ri1，ri2，…，rim)。由单因素评价结果即可建立单因素模糊综合评判矩阵R。

1.5 进行模糊综合评判决策

通过模糊向量评价因素权重集A和模糊综合评判矩阵R的合成进行模糊变换，由此实现对调速系统安全性能的模糊综合评判决策，其决策模型为：B＝A.R，即

在进行模糊变换时，采用 (∨，∧) 算子，按最大—最小运算法则进行。式中：∨、∧为模糊算子。∨表示取最大，称为模糊加 (并)；∧表示取最小，称为模糊积 (交)。即

bj是指在综合考虑所有因素影响时，评价方案对评价等级集中第j个元素的隶属度。对评价方案的决策是依据隶属度的大小进行的。

决策模型的实质是对于每个等级的vj而言，只考虑rij中最大的起主要作用的因素，而忽略其他因素的影响，是一种“主要因素决定型”的综合评判方法，比较适用于单因素综合评判。

2 应用实例

对某区段站调速系统安全性能进行模糊综合评判。该车站调车场共有6条股道，解编调车作业以驼峰为主，作业方式为单推单溜，主要承担2个方向区段、摘挂列车的解编作业，日均解体 600 余辆，驼峰能力利用率为 0.80。调速制式为“微机可控顶＋减速顶”连续式自动调速制式，驼峰溜放部位和车场第一制动位为微机可控顶，由微机自动控制，车场股道内连挂区为普通减速顶，不需要外部控制，调速系统于 1999 年投入使用。

2.1 确定评价因素集

选定评价因素集为：U＝{设计和技术设备，施工质量，安全管理和操作水平，使用年限和维修质量，能力利用率和作业量}。

2.2 选定评价等级集

选定优、良、中、差4个等级作为评价等级集，V＝{优，良，中，差}。

2.3 确立评价因素权重集

根据车站采用的调速制式、调速系统的自动化程度和技术设备条件，通过对各因素影响调速系统安全性能的重要程度进行分析，确定评价因素权重集为：A＝{0.3，0.2，0.1，0.3，0.1}。

2.4 建立单因素模糊综合评判矩阵

对首选的5个主要因素进行调查、测试、测量，并征求有关专家，以及设计、使用维修等单位及业务部门的意见，在整理、汇总和分析有关意见的基础上进行单因素评判，得到以下单因素模糊综合评判矩阵：2.5 进行模糊综合评判

采用（∨，∧）算子，按最大—最小运算法则，求得车站调速系统安全性能的综合评判结果如下。

同样可得：b2＝0.2，b3＝0.2，b4＝0.1。

在此基础上进行归一化处理：

根据上述评判结果，按最大隶属原则，可以得到结论：该区段站驼峰调速系统的安全性能为优。

[1] 陈佳玲，胡安洲，肖贵平. 铁路行车安全保障系统[M]. 北京：中国铁道出版社，1996.

[2] 赵吉安，肖贵平. 铁路运输安全管理[M]. 北京：中国铁道出版社，1999.