基于集值统计法的铁路车务系统一般事故风险评价

张 斌

（武汉铁路局 职工教育基地，湖北 襄阳 441001）

铁路风险管理以防止铁路交通一般 C 类、D 类及以上事故或设备故障为风险控制目标。按照风险管理的程序，首先应识别可能导致上述类型事故的风险源，其次相应人员运用科学的方法，对风险源及可能导致的事故中各事故项点进行风险评价。车务系统的风险评价通常采用专家打分法进行，运用专家打分法时，首先是建立与某事故项点对应的风险评价指标体系，结合各指标的特性建立多层次模糊综合评价模型，从而得出风险评价结果。但是，由于在实际评价中客观因素的复杂性、不确定性和动态性，以及专家自身知识、经验的有限性，专家们没有把握对每个风险因素作出精确判断[1]。为此，针对铁路车务系统一般事故，以专家打分法为基础，运用集值统计法进行风险评价，为车务系统现场风险评价工作提供参考。

1 基于集值统计法的风险评价模型

1.1 集值统计法的思想

在风险评价中，某些评价指标可能存在一定的模糊性和随机性，要求专家如同传统统计那样给出一个确定点对其进行定量描述比较困难；而要求专家给出一个大致的描述范围(即相对空间)的子集则更符合实际情况。子集的大小取决于评价对象本身模糊性、动态变化范围，以及专家对评价对象的了解与安全状况把握程度等因素，给出子集后再根据数理统计方法进行分析计算。这样的评价过程使风险评价更符合实际情况。

1.2 评价指标权值及指标风险值的确定

设某一评价指标体系中有 m 个评价指标，其所构成的集合为 U = { u1，u2，…，ui，…，um}。参与确定指标权值与指标风险值的专家有 q 个，集合为 P = { p1，p2，…，pr，…，pq}。对于某一指标 ui，各专家所确定的权值区间为：[ a1i，b1i]，[ a2i，b2i]，…，[ ari，bri]，…，[ aqi，bqi]；风险值区间为：[ c1i，d1i]，[ c2i，d2i]，…，[ cri，dri]，…，[ cqi，dqi]。

对于某指标 ui的权值(风险值也类似)，专家所给出的集值区间形成一个集值统计序列，将这些区间叠加在一起，可以用样本落影函数 x(ui)来表示[2]：

式中：ari≤ui≤bri时，x(ari，bri)=1；ui＜ari或ui＞bri时，x(ari，bri)=0；r =1，2，…，q；i =1，2，…，m。

评价指标 ui的相对权值按下式计算：

根据公式⑵依次求出 ui相对权值后将其归一化，可以得到 ui的权值 wi：

因此，可以得到某评价体系中各指标权值向量为 W =(w1，w2，…，wi，…，wm)。

类似地，评价指标 ui的风险值根据公式⑷计算：

1.3 评价指标权值及风险值可靠度判定

在风险评价中，人们既关心指标评价值的大小，也关心给出的评价值的可靠度。对于按集值统计法获得的指标 ui的权值和风险值，可以分别用区间方差 Fi和 Di来表示其可靠度[3]。

Fi(Di)值越大，说明专家对指标 ui的权值(风险值)评价的分歧程度越大，即可靠度越低。

当指标 ui的权值评价值域为 [0，1]且 [ ari，bri]∩[0，1]时，可以通过下式计算权值可靠度 gi：

当指标 ui的风险值评价值域为 [0，100]且[ dri，cri]∩[0，100]时，可以通过下式计算风险值可靠度 ki：

gi(ki)值越大，说明专家对指标 ui的权值(风险值)评价越一致，即可靠度越高。实际评价中，可以预先指定可靠度值(如0.9)，若按公式⑺、⑻计算未达到指定可靠度值，则需要专家修正对某指标的评价，直至达到该值为止。

1 .4风险值的计算

使用线性加权模型可以计算车务系统某一般事故项点风险值，计算公式为：

式中：R 为车务系统一般事故项点风险值；Ri为评价指标 ui对该事故项点风险贡献值。

根据计算得出的风险值，参照表1中铁路车务系统一般事故项点风险等级标准，对风险采取相应对策。

2 案例分析

某编组站运用事故案例分析和因果分析法，在前期排查中梳理出可能造成一般 C15类事故项点(关闭折角塞门发出列车或运行中关闭折角塞门)的直接风险源：列尾主机故障、列车简略试验、禁止编入列车的车辆编入列车、车站值班员未布置助理值班员或列检人员试风。结合案例采用集值统计法对铁路车务系统一般事故风险进行评价。

（1）制定评价指标体系。该编组站一般 C15类事故项点风险评价指标体系：列尾主机故障 u1、列车简略试验 u2、禁止编入列车的车辆编入列车 u3、车站值班员未布置助理值班员或列检人员试风 u4。

（2）确定各评价指标的权值与权值可靠度。邀请来自安全技术科、信息统计科、职工教育科3个科室，以及驼峰车间、平面车间、调度车间、货运检查车间4个车间的7位专家对各评价指标权值进行评价，各专家对权值的评价区间 [ ari，bri]∩[0，1]。根据公式⑵、⑶计算得出各评价指标权值，根据公式⑺计算得出权值可靠度，如表2所示。从表2可以看出，专家对各指标权值评价的可靠度都高于0.97，说明专家对权值评价意见较为一致。

表2 评价指标权值的估计区间与可靠度

（3）确定各评价指标风险值与风险值可靠度。考虑专家组成员情况，该编组站指定各指标风险值可靠度不得低于0.92。请专家对各评价指标风险值进行评价，参照表1确定具体取值区间，且 [ cri，dri]∩[0，100]。根据公式⑷计算得出各指标风险值，根据公式⑻计算得出风险值可靠度，如表3所示。从表3可以看出，专家对各指标权值评价的可靠度都高于0.92，说明各专家对风险值的评价满足指定可靠度要求。

表1 铁路车务系统一般事故项点风险等级标准

表3 评价指标风险值的估计区间与可靠度

（4）计算事故项点的风险值。根据公式⑼可以计算得出该编组站一般 C15类事故项点风险值为54.404。各指标对该事故项点贡献风险值：R1=10.118，R2=12.867，R3=14.699，R4=16.720。

（5）根据风险等级标准确定事故项点风险等级及控制对策。根据表1，可知50R3>R2>R1，应优先对指标 u4采取削减风险措施。

3 结束语

运用集值统计法进行铁路车务系统一般事故风险评价，能够克服常用专家打分法的不足，结合数理统计方法能够得到可靠度较高的指标权值与风险值，从而使评价结果更加接近客观值。借助 Excel软件中公式的强大计算功能，可以使相关的运算快速实现，从而增强了集值统计法的实用性。

：

[1]柯孔林，黄继鸿. 集值统计在高技术项目投资风险评价中的应用[J]. 科技进步与对策，2012(10)：83-85.

[2]邢云磊，张 喜. 基于集值统计的大型客运站风险评价研究[J]. 铁路计算机应用，2010，19(1)：4-7.

[3]王志亮，吴 兵，邢书仁，等. 模糊集值统计法煤矿安全评价指标权值中的应用[J]. 中国安全科学学报，2004，14(1)：71-73.