基于多层次模糊综合评价法的地铁车站设施设备运营安全评价

刘婷婷，魏仁辉

(西安铁路职业技术学院 交通运输系，陕西 西安 710014)



基于多层次模糊综合评价法的地铁车站设施设备运营安全评价

刘婷婷，魏仁辉

(西安铁路职业技术学院 交通运输系，陕西 西安 710014)

通过建立符合客观实际的多层次、多指标的评价指标体系及多层次模糊综合评价模型，应用多层次模糊综合评价法对地铁车站设施设备运营安全进行评价，并选取某条即将开通的地铁线路上的一个车站作为实例，进一步研究，从而得出相应的评价结果。

交通工程；多层次模糊综合评价；车站设施；车站机电设备；专家调查法

地铁作为城市轨道交通系统中最为常见的一种交通形式，其运量大，速度快，无污染、节约道路资源等优点，已被越来越多的国家和地区作为解决交通问题的首选。地铁车站是供旅客换乘和候车的场所，是地铁路网中最复杂的一种建筑物，设施设备种类繁多，但总结起来，主要有3种类型：第1类是具有客流集散功能的设施设备，例如通道、楼梯、站台、电梯、自动售检票机、屏蔽门等；第2类是具有辅助运营功能的设施设备，例如设备房，管理用房等；第3类是具有扩展功能的设施设备，例如商铺等，主要是为了土地资源的最优化利用。笔者主要研究与乘客有直接关系的第1类设施设备，即具有客流集散功能的设施设备，对此类设施设备的运营安全性评价[1]。

1 评价体系的建立

1.1 基本概念

车站的设施设备是两个不同的概念。所谓设施，就是固定的，即在车站建设之前就规划好的，是车站建筑的一部分，车站设施主要有站台、站厅、通道、楼梯等，相对来说改变的可能性很小，稳定性强，在正常运营时，对乘客的安全性影响也不大。

设备主要是指车站的机电设备，是为了协助乘客出行而设置的，其设置受空间、预测客流大小、外界环境等因素的影响，主要由电扶梯系统、屏蔽门系统、给排水系统、通风空调系统、防灾报警系统(FAS)、环境与设备监控系统(BAS)、自动售检票系统等组成。车站设备在运营时故障率相对于车站设施要高得多，尤其是对于开通较早的线路，机电设备在软件、监控等方面的故障较多，对运营安全的影响也较大[2-5]。

1.2 建立评价指标体系

安全评价最重要的环节是建立安全评价指标体系，本着科学性、可行性、可比性、独立性等原则，客观地、合理地、科学地、尽可能地反映能影响运营安全的因素，建立评价指标体系[6-8]。

1.2.1 框架结构

在评价指标的选取过程中，影响因素较多，通过专家咨询，对指标进行筛选，最终建立如图1的评价指标体系框架结构。

图1 地铁车站设施设备运营安全评价指标体系框架结构Fig.1 Operational safety assessment system for subway station facility and electromechanical equipment

1.2.2 指标分析

由图1可以看出，地铁车站设施设备运营安全评价指标体系由两级指标构成，第1级指标有两个：车站设施和车站机电设备，囊括了地铁车站上对运营安全有直接影响的两大类，但这两类范围太大，因此在第1级这两个评价指标下分别再设立相应的2级评价指标。

1)车站设施。车站设施主要反映包括车站站台、站厅、楼梯和通道在内的主要设施对运营安全的影响。其中站台为乘客候车的场所，客流相对比较集中，从而会影响运营安全；站厅主要安装与乘客相关的机电设备，与运营有直接关系；楼梯和通道处的客流以流动客流为主，但因楼梯高低不平，通道宽度会对疏散客流等有直接的影响，所以，对车站的运营安全也会有很大的影响。

2)车站机电设备。车站的机电设备种类很多，若考虑所有因素，则会造成评价的误差较大，因此笔者征求相关专家的意见，对指标进行筛选，最终选取自动扶梯、屏蔽门、FAS(火灾预防报警系统)、BAS(环境与设备监控系统)这4个主要影响运营安全的指标。其中，自动扶梯因故障率较高，乘客使用频率高等原因，对运营安全有较大影响；屏蔽门的滑动门夹人、无法正常打开或关闭等事故近年来发生的也很多，对运营安全会产生影响；FAS为火灾预防报警系统，对保证地铁车站的火灾安全，保护车站上人员生命财产安全具有重要现实意义；BAS为环境与设备监控系统，对地铁车站的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等设备和系统进行集中监视、控制和管理，它的正常工作为地铁车站的运营安全创造了有利条件[2]。

2 多层次模糊综合评价

对于地铁车站设施设备运营安全评价这种多指标、多层次的综合评价问题，影响因素较多，并且受环境影响较大，存在着一定的模糊性。模糊数学中的多层次模糊综合评价是分析多准则问题的有效工具，是将人的思维过程和主观判断数学化，系统分析和计算简化，有助于决策者保持思维过程与决策原则的一致，因此，使用模糊数学中的“多层次模糊综合评价”模型来解决“地铁车站设施设备运营安全评价”这一问题是可操作的，有很大的优越性。

从图1可以看出，该评价指标体系有三层，其中第1层为目标层，第2层为准则层，第3层为指标层，因此，评价模型由两个层次构成，采用模糊数学中的二级模糊综合评价方法进行评价。

2.1 确定指标体系因素集及层次关系

第1层影响评价评价结果的因素是车站设施和车站机电设备这2个因素，得因素集：

C={C1,C2}

式中：C1为准则层中的车站设施影响因素，它由指标层中的站台、站厅、楼梯、通道这4个因素决定，即：C1={C11,C12,C13,C14}；C2为准则层中的车站机电设备影响因素，它由指标层中的自动扶梯、屏蔽门、FAS、BAS这4个因素决定，即：C2={C22,C23,C24}。

2.2 确定指标权重

确定权重指标的方法是多样的，笔者采用专家调查法。笔者采访了所在城市地铁公司的3位企业专家、2位长期从事城市轨道交通运营专业教学的教授以及5位有丰富经验的车站一线工作人员，共计10位专家。汇总他们的意见，确定各层次指标的权重。因有两层评价模型，因此指标权重的确定需要分两步进行。

2.2.1 准则层的权重集的确定

将车站设施和车站机电设备对运营安全的影响从高到底分为A，B，C，D这4级，分别赋予每一级4、3、2、1分的分值，10位专家对各要素的投票结果和各因素的综合得分及权重值如表1。

表1 准则层要素指标权重

其中，综合得分为每个要素各等级投票的人数与等级分值的乘积求和，权重为每个要素的综合与总分(100分)的比值。从表1可以得出，准则层的权重集为：A={0.22,0.78}。

2.2.2 指标层的权重集的确定

同2.2.1节，得车站设施与车站机电设备各要素的权重如表2、表3。

表2 车站设施影响因素评价指标权重

表3 车站机电设备影响因素评价指标权重

从表2、表3可以得出，车站设施和车站设备这两个因素的权重集为：

a1={0.21, 0.17, 0.33, 0.29}

a2={0.29, 0.31, 0.21, 0.19}。

2.3 建立评价集

评价集的建立是评价过程中很重要的环节，笔者根据对运营安全影响的程度由高到低划分为6个模糊层次进行评价：V={影响非常大，影响很大，影响比较大，影响一般，影响比较小，影响很小}。

2.4 模糊综合评价

2.4.1 一级模糊综合评价

现选取某城市马上开通运营的线路上的其中一个车站的基本资料，给上述提到的10位参评专家，让他们对车站设施设备对运营安全的影响进行评价。专家评价后，将结果汇总整理，得到该车站的综合评价表，详见表4。

表4 某地铁车站设施设备运营安全评价

注：表中的数值Vijk是参评专家中认为指标Cij隶属于Vk的专家人数(其中i=1,2；j=1,2,3,4,5；K=1,2,3,4,5,6)。

一级模糊综合评价需要按照最低层，即指标层的各因素进行，评价对象为Cij，对评价集中的第k个层次的隶属度为rijk，确定方法为：rijk=Vijk/n(其中：i=1,2；j=1,2,3,4,5；K=1,2,3,4,5,6；n为专家人数，即n=10)。则指标层的单因素评价指标矩阵为：

指标层的模糊综合评价集为：Bi=ai·Ri，由此可得：

B1=a2·R1=(0.215,0.241,0.230,0.121,0.193)

B2=a2·R2=(0.293,0.258,0.219,0.129,0.101)。

2.4.2 二级模糊综合评价

在上述模糊综合评价的基础上，进行二级模糊综合评价。首先形成二级，即准则层模糊综合评价矩阵：

再根据准则层的权重集A，得到二级模糊综合评价集为：

B=A·R=(0.275 84,0.254 26,0.221 42,0.127 24,0.121 24)。

2.5 综合评价指标的计算

3 结 语

地铁车站的设施设备对运营会产生直接的影响，采用定性的方法无法很好的评价，不能满足实际对运营安全的需求，有可能会引起平时工作中的麻痹大意，造成安全隐患。根据建立的车站设施设备运营安全评价指标体系可以发现，这是一个典型的多层次、多因素的评价体系，可以采用多层次模糊综合评价法进行客观的评价。笔者选取这种方法对某条即将开通的线路其中一个车站进行评价，在评价过程中，在地铁行业的专家、学校相关专业的教授和地铁车站一线的工人中选取专家，采用专家调查法确定各影响因素的权重，应用多层次模糊综合评价模型计算，最终得到评价结果。

多层次模糊综合评价方法逻辑清晰，过程简单，可操作性强，非常有利于决策者的决策，可以将这种方法应用于其他各车站，通过安全性评价，来提高运营者的安全意识，保障乘客的安全出行，为城市交通的发展做贡献。但在实际使用多层次模糊综合评价方法的过程中，需要建立合理的评价指标体系，并且要合理选择确定指标权重的方法。另外，在评价指标综合计算时，需要对评价集中的各层次进行量化，而量化的方法目前没有统一标准，是在未来的评价工作中需要改进的地方。

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Operational Safety Evaluation on Subway Station Facilities Based on Multiplayer Fuzzy Comprehensive Evaluation

Liu Tingting, Wei Renhui

(Department of Traffic & Transportation, Xi’an Railway Vocational and Technical College, Xi’an 710014, Shaanxi, China)

A multilayer and multi-index evaluation index system and a mathematical model of multiplayer fuzzy comprehensive evaluation were built objectively. The multiplayer fuzzy comprehensive evaluation was used to assess the operational safety for subway station facility and electromechanical equipment. A station on opening of a subway line was selected as an example to carried out further study, thus the corresponding evaluation results were obtained.

traffic engineering; multiplayer fuzzy comprehensive evaluation; station facility; station electromechanical equipment; Delphi method

10.3969/j.issn.1674-0696.2015.02.21

2013-10-11；

2013-11-28

刘婷婷(1984—)，女，宁夏固原人，讲师，硕士，主要从事城市轨道交通运营管理方面的研究。E-mail：npultt@163.com。

U121

A

1674-0696(2015)02-098-04