基于模糊层次的铁路车站货运安全评价研究

邸俊辉，邸俊芳

（1.兰州交通大学 交通运输学院，甘肃 兰州730070；2.凉城第四小学，内蒙古 凉城013750）

车站货运是铁路系统的重要部分，安全问题已成为运输过程中不可或缺的核心，随着铁路系统的进一步强化，车站货物运输成了国家经济的重要来源之一，安全问题也随之产生。在货运改革的进行中，人们逐渐认识到安全的重要性，保证货物的安全运输，而且在运输途中货物没有缺失和损坏是铁路部门必须完成的一个环节，因此，加强车站的货物运输安全是一个值得长期思考和探索的问题。

1 模型的建立

模糊层次是一种模糊数学和层次分析结合在一起的主客观评价方法。在建模过程中，将各个指标进行比较，最后，将结果的不同等级水平做一个系统的客观反映，把各指标信息同正常指标相对照，专家通过对其数字的模糊判断，最终来保证评价结果的科学性和实用性。

1.1 车站货运作业流程图建立

按照整体车站货运作业流程可以将其分为目标、准则、实施三个基本层次，每个层次分别代表货运作业过程中的整体安全、各种作业的安全、对各种作业的影响因素。货运作业安全体系如图1所示。

1.2 车站货运作业安全评价指标集建立

以车站整体作业安全水平为目标层，对其产生影响的因素指标集包括:准则层影响因素为八类不同货运作业内容，表示为Pm；实施层每类货运作业安全有若干影响因素，可表示为Qmn，则有

1）货运作业准则层:P＝ ｛P1，P2，…，P8｝＝（普通货物，零担货物，…，货物检查）；

2）货运作业实施层:Q＝ ｛Qm1，Qm2，…，Qmn｝，m＝1，2，…，8，其中n为影响货运作业中第m类安全的因素个数。

由图1可知，所选实施层评价指标大多是定性的，为了更好地描述车站作业安全特征，建立五级评语集:P＝ ｛P1，P2，P3，P4，P5｝＝｛一级，二级，三级，四级，五级｝。

根据车站货运作业安全水平中各个数据的分析，可将货运作业中影响准则层各种作业过程的若干因素实施层按照此集作为评定。

图1 评价指标体系

1.3 模糊矩阵的建立及检验

根据实施层中各类影响因子对整体货运作业水平准则层的不同影响，构建并计算各向量的模糊矩阵

式中:amn＞0；amn＝1／amn（m≠n），amn＝1（m，n＝1，2，…，8）

矩阵中amn的数值越大，表示第m类的货运作业在第J类货运作业中的影响程度越大，当amn的值等于1时，表示这2类作业在整体货运作业过程中的重要性相当。同理，可以分别建立其它各类货运作业实施层影响向量的模糊矩阵

式中:n为影响货运作业中第m类安全的因素个数。

将判断矩阵A按列正规化，即，得判断矩阵

将矩阵B按行相加8，得向量e＝ ［e1，e2，…，e8］T，将其正规化得准则层向量U＝ ［u1，u2，…，u8］T，同理可求得实施层各类作业影响因素向量U＝ ［um1，um2，…，um8］T，m＝1，2，…，8，计算判断矩阵A的最大特征根AU＝λmaxU。计算整体货运作业安全一致性

对整体货运作业矩阵建立的确立，需对这两个指标进行对比，其RI值如表1所示。

表1 货运作业各类影响因素随机一致性指标

通过上述一致性检验，专家进一步对其打分，对各类货运作业的评价等级建立不同等级的隶属度，从而确定实施层各类作业的影响程度。

构建评价等级在货运作业安全等级隶属度的模糊矩阵

式中:n为影响货运作业中第m类安全的因素个数，ymni为影响货运作业中第m类安全因素中n个影响因子对第i等级评价的隶属度。

引入货运作业目标层，主要包含6类准则层权重向量，对货物作业安全进行下一步综合评价，则评价结果定义为

式中:ymn为评价影响因子对第i等级的安全评价隶属度。

根据表2对各类影响因子、各种等级评价不同分值的比较，对各类隶属度进行比较，得出车站货物作业的安全评价结果:Y＝（y1×90）＋（y2×80）＋（y3×70）＋（y4×60）＋（y5×50）。

表2 安全评价等级赋分表

2 算 例

由实施层6种货运作业安全影响因素所建立的不同等级评价的隶属度，可建立对目标层产生影响的6种实施层货运作业流程影响因子模糊矩阵。专家通过对其各个作业影响程度的大小以及等级评价得出具体的模糊矩阵，从而求出所对应的权重向量，如表3所示。

表3 货物作业准则层等级评价权重向量

则所求影响铁路车站货运作业安全准则层的权 重 向 量 为:U＝ ［0.04，0.08，0.18，0.10，0.27，0.24］T。

由此可见所求向量满足一致性要求，货物运输作业过程为可接受范围。货物运输准则层中各作业安全水平对等级评判模糊的隶属度W＝U，Ym＝经 计 算 得:u1＝ （0.38，0.40，0.17，0，0）；u2＝（0.52，0.36，0.11，0，0）；u3＝ （0.47，0.39，0.10，0，0）；u4＝ （0.53，0.38，0.11，0，0）；u5＝ （0.58，0.24，0.13，0，0）；u6＝ （0.50，0.45，0.21，0，0）。

则 最 终评价结果 为 A＝ （0.04，0.08，0.18，0.10，0.27，0.24）。

按照赋分原则，将评价结果量化为:a＝0.47×90＋0.32×80＋0.27×70＝86.8。

由此可以看出，最终的评价结果为二级水平，这一结果说明了该铁路车站货运作业的各个基本作业流程可以满足目前整体货运作业的安全需要。

3 结束语

运用模糊层次分析法对铁路货运目标市场的确定做了尝试性的研究。该方法将定性与定量两个方面结合起来进行分析评价，结合铁路货运市场的各项影响属性因素进行综合考虑，得出最终的可行性评价方案。为铁路货运作业安全水平的制定提供了科学依据。

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