铁路调车作业人身安全综合评价的研究

张 斌

（武汉铁路局 职工教育基地，襄阳 441001）

铁路调车作业人身安全综合评价的研究

张 斌

（武汉铁路局 职工教育基地，襄阳 441001）

针对以安全检查表评价法评价调车作业人身安全存在的不足，提出以该评价法为基础的主成分分析评价模型。以某编组站为例，借助SPSS20.0软件对该站调车系统5 个单元调车作业人身安全进行综合评价。实际应用结果表明，运用提出的模型有利于车务安全部门对调车作业人身安全进行全面深入的分析、针对主要问题采取改进措施。

主成分分析；安全检查表；调车作业；人身安全；综合评价

为掌握调车作业人身安全状况，铁路车务系统安全部门广泛采用安全检查表评价法进行评价。安全检查表评价法[1]是一种简便易行的评价方法，它根据系统安全分析的结果，把所有可能导致事故的不安全因素集中起来，列成检查项目的清单（安全检查表），发给参与评价的人员；评价时，仿照清单所列项目逐项检查，按规定的计值方法进行评定。按照计值方法的不同，安全检查表评价法可分为逐项赋值法、加权平均法、单项定性加权计分法等。

实际评价中，可能导致调车作业人身安全事故的不安全因素很多，因此，评价调车作业人身安全的指标也很多，采用上述方法虽可以得到调车作业人身安全等级，但无法体现主要指标在全部因素中的作用[2]，继而不便于针对主要问题采取改善措施。为弥补此不足，可在上述方法的基础上采用主成分分析对调车作业人身安全进行评价。

主成分分析[3]是统计学中的一种多元分析方法，目的在于利用降维的思想，把原来存在相关关系的多变量转化为少数几个互不相关的变量（主成分），用较少变量反映原始变量的大部分信息，且所含信息互不重复。这种方法在研究由多个变量描述事物的总体或样本时,将复杂因素归结为几个主成分，使问题简单化，同时也得到更加科学、有效的数据信息。

1 评价模型

1.1 评价指标建立

依据调车作业人身安全有关标准、规程、规范及规定，结合调车作业人身安全事故案例分析、系统分析及实践经验总结,某铁路局A编组站编制了调车作业人身安全安全检查表，分析其检查项目可建立评价指标体系如表1所示。

1.2 评价指标赋值方法

由车务安全部门评价人员对评价对象的表1所列各项指标进行调查，依据安全状况给评价对象各指标评分，各指标取值可分为优（9～10）、良（8～8.9）、中（7～7.9）、差（6～6.9）和不及格（6分以下）5个安全等级，分数越高表明评价对象在该指标方面的安全状况越好。

1.3 评价步骤

依照主成分分析基本原理，结合表1所示指标体系，评价包括以下5个步骤[3-4]：

表1 调车作业人身安全评价指标体系

（1）根据评价指标体系对第i（i=1,2,…,m）个评价对象的n（n=40）个评价指标分别评分，对原始X=(xij)m × n，对应标准化矩阵Z中的元素

（3）计算相关系数矩阵的特征值和特征向量，得到相关矩阵特征值（方差）表及主成分载荷矩阵。用yj表示该矩阵中的主成分并顺次称为第l，第2，…，第j个主成分。

（4）计算各主成分的方差贡献率和累计贡献率,分别用ξj和θj表示，一般选择累计贡献率＞85%的前j个主成分。

（5）构造综合评价函数如式（1）所示，对第i个评价对象的调车人身安全作出综合评价。

式（1）中，ξ1、ξ2，…，ξj分别为第1，第2，…，第j个主成分的方差贡献率；y1，y2…，yj分别代表第1，第2，…，第j个主成分得分值，由式（2）算出。

式（2）中，zx1，zx2，…，zxn分别为第i个评价对象的第1，第2，…，第n(n=1，2，…，40)个指标的标准化数据；kj1、kj2，…，kjn为第j个主成分系数向量在指标zx1，zx2，…，zxn上的分量，而第j个主成分系数向量则由上述主成分载荷矩阵的第j列向量除以第j 个特征值的算术平方根得到[5]。

以上步骤可使用著名的统计分析软件SPSS进行，能简便、快速地得到准确计算结果。

2 评价实例

2.1 评价对象介绍

如前述A编组站，其调车系统包含驼峰调车区、峰尾调二作业区、峰尾峰尾调四作业区、峰尾调六作业区及驼峰峰尾共同作业区5个单元（A1，A2，…，A5）。2014年，该站安全科分季度对5个单元的表1所列各项指标安全状况进行了专项检查，其中，1月～3月评分情况如表2。使用前述逐项赋值法得到A1单元调车作业人身安全等级为良，其余单元均为中。要求在此基础上对第1季度各单元调车作业人身安全进行综合评价。

表2 调车作业人身安全专项检查评分表

2.2 数据计算与分析

表2 调车作业人身安全专项检查评分表（续）

借助SPSS20.0统计软件进行主成分分析，得到相关系数矩阵特征值如表3所示，主成分载荷矩阵如表4所示。

表3 相关矩阵特征值

表4 主成分载荷矩阵

从表3可知，前3个特征值累计贡献率达84.261%,基本符合选取主成分需累计贡献率≥85%的标准，故选取前3个主成分Y1、Y2、Y3代表原40个指标的主要特征。

受篇幅限制，表4未列出所有数据但包含了前3个主成分位于前列的全部载荷值数据。从该表可看出, 上下车作业执行规定（X19）、不跨越车辆（X27）这2个指标在主成分Y1中具有较高载荷，Y1主要反映调车作业中作业人员遵守基本的上下车等规定状况；不站在车钩上（X24）、站在车梯上部避免被刮挤（X36）这2个指标在主成分Y2中具有高载荷，Y2主要反映调车作业人员在车辆运行中遵守不站在车钩上、站在车梯上部规定的状况；对安全关键因素强调布置（X6）、全组安全组长负责制落实（X5）这2个指标在主成分Y3中具有高（较高）载荷，Y3主要反映调车作业前班（组）长履行其负责本班组安全职责的状况。

按前述方法可求得表2各指标评分的标准化数据、表4的各主成分系数向量（分量），利用该两计算结果及表3主成分方差贡献率，根据式（1）、式（2）可对A站2014年第1季度调车系统5个单元的调车作业人身安全进行综合评价，如表5所示。

表5 调车作业人身安全综合评价表

对表5可从3个角度进行分析：

（1）分析各单元综合排名与按主成分排名情况，即在单元之间比较。如A1单元综合排名第1，但其在Y2、Y3两个主成分排名上仅居第2、第3位；A3单元综合排名最后，其Y2主成分排名也是最后。

（2）分析每单元主成分得分情况，即在单元内各主成分之间比较。如A3单元在Y2主成分上得分最低但在Y1主成分上得分最高。

（3）分析各单元应优先解决的问题。主成分实际上也反映了各单元存在的主要问题，其中，得分最低的主成分反映的问题一般而言应优先解决，但根据式（1）某主成分对单元综合评价分值的贡献由其方差贡献率和得分值乘积决定，故还需综合这两方面来判定每单元应优先解决的问题。如A3单元，若Y1、Y2得分值不是现在这样 Y2得分远低于Y1，而是接近（例如：Y1、Y2分别得-1分、-1.1分），因Y1方差贡献率高其对单元综合评价分值的贡献（为负）绝对值更大，故其反映的作业中作业人员遵守基本的上下车等规定状况不良的问题将应优先解决。若结合3个月来各单元调车作业人身安全专项检查记录情况分析，将能使应优先解决的问题更明确、具体。

3 结束语

调车作业人身安全是车务系统劳动安全的一个薄弱环节，抓好调车作业人身安全管理是深入开展安全风险管理新形式下车务安全部门需要探索的重要课题。某铁路局A编组站的应用结果表明，运用本文以安全检查表评价法为基础的主成分分析评价模型评价调车作业人身安全，能帮助评价人员确定评价对象需解决的主要问题和应优先解决的问题；对比同一评价对象多个不同时期调车作业人身安全综合评价和结果，则有助于发现这些问题的变化规律，评估改进措施和效果，为采取可明显改善调车作业人身安全状况的措施提供实证依据。

[1]韩买良．铁路行车安全管理[M]．北京：中国铁道出版社，2008：143-145.

[2]杨德伟．基于主成分分析法的铁路车务站段调度员综合评价[J]．铁道运营技术，2010（4）：5-7．

[3]胡健颖，冯 泰.实用统计学[M]．北京：北京大学出版社，2001：324-329.

[4]王 平, 朱帮助. 基于主成分分析的企业自主创新项目评价[J].武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2008（12）：987-988.

[5]林海明，张文霖．主成分分析与因子分析的异同和SPSS软件—兼与刘玉玫、卢纹岱等同志商榷[J]．统计研究，2005 （3）：66-68．

责任编辑徐侃春

图4 系统主界面图

3 结束语

本文介绍了3D GIS技术在铁路房地产信息管理中的应用方法，提出了建设基于3D GIS的铁路房地产信息管理系统完整流程和解决方案。具体的应用实例表明，系统在房地产查询与管理、房地产开发模拟、三维空间分析等方面优势显著，能够提高铁路房地产信息管理效率和水平，具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 董良齐. 铁路多经企业专业化重组整合有关问题的思考[J].铁道运输与经济，2007（4）：65-66.

[2] 徐 忠. 关于铁路房地产业发展趋势的几点思考[J]. 中国铁路, 2007（10）： 59-62.

[3] 李德超，张瑞芝. BIM技术在数字城市三维建模中的应用研究[J]. 土木建筑工程信息技术， 2012, 4（1）：47-51.

[4] 朱 庆. 三维GIS及其在智慧城市中的应用[J]. 地球信息科学学报，2014 （16）：151-157.

[5] 马彦力. 三维GIS大数据量场景[D].杭州：浙江大学，2013：24-31.

[6] 吴焕萍，潘 懋， 陈小红，等. 浅悉3维地理信息系统技术[J].地理信息世界，2005， 3（1）：42-50.

责任编辑徐侃春

Comprehensive evaluation of personal safety for railway shunting operation

ZHANG Bin

( Staff Education Base, Wuhan Railway Administration, Xiangyang 441001, China )

In general, the safety checklist evaluation method is used to evaluate the personal safety for railway shunting operation, but this method is insufficient. This article put forward a evaluation model of principal component analysis based on this evaluation method. Taking a certain marshalling station as an example, this article made a comprehensive evaluation of personal safety for shunting operation in five units of its shunting system by means of SPSS20.0. Practical application results showed that the application of the model was helpful for traffic safety departments to analyze the personal safety for shunting operation and take improvement measures for main problems.

principal component analysis; safety checklist; shunting operation; personal safety; comprehensive evaluation

U292.2+5∶TP39

A

1005-8451（2016）12-0004-04

2016-05-12

张 斌，高级工程师。