铁路客运枢纽公共交通安全保障能力变权评价

郭洪洋，黎 辉 ，刘福华，刘 澜

(1.中铁二院工程集团有限责任公司， 四川 成都 610031；2.攀枝花学院 交通与汽车工程学院， 四川 攀枝花 617000；3. 西南交通大学 交通运输与物流学院， 四川 成都 610031)

铁路客运枢纽公共交通安全保障能力变权评价

郭洪洋1，黎 辉2，刘福华1，刘 澜3

(1.中铁二院工程集团有限责任公司， 四川 成都 610031；2.攀枝花学院 交通与汽车工程学院， 四川 攀枝花 617000；3. 西南交通大学 交通运输与物流学院， 四川 成都 610031)

现有的客运枢纽公共交通安全保障体系评价大多研究单一灾种，且常采用固定权评价。当客运枢纽中某些安全指标存在缺陷时，会导致评价结果与事实不符，因此，将变权法评价法应用到考虑多灾种的公共交通安全保障体系评价。在全面考虑客运枢纽公共交通安全的影响因素的基础上，结合一致性融合算法确定专家优先度，使用变权法评价枢纽的公共交通安全保障体系的完善程度，最后使用案例证明该方法的有效性、合理性。通过对比固定权法的计算结果，变权法能较好解决公共交通安全评价中固定权评价法存在的问题，同时计算结果也证明了变权评价法评价结果更加贴合实际。

交通运输工程；多灾种应急保障; 枢纽公共交通安全; 专家优先度; 变权评价

社会发展促使枢纽向多功能、高度集成趋势发展。为应对自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件、恐怖袭击及人防工程等[1]对枢纽的威胁，枢纽安全保障的评价横跨法律、医疗、管理、通信、设施保障等众多学科[2]，不同的学科领域存在不同的评价标准。目前国内外研究多灾种下的枢纽公共交通安全保障评价指标体系的文献还比较鲜见，现有的研究灾害应急保障的文献也主要针对单一灾种[3-5]且多使用固定权评价[6-8]。因此首先要建立多灾种下的应急保障评价指标体系。为消除各领域专家意见的偏差，笔者使用融合算法[9-10]确定专家优先度，再基于专家优先度确定初始指标权重，最后使用变权评价对枢纽的安全保障能力进行综合评价。

1 建立指标体系

枢纽公共交通安全保障能力指枢纽区域突发灾害或存在灾害发生风险时，枢纽对灾害发生、扩大的控制能力以及对受灾区域进行及时疏散、救援等降低灾害带来的社会损失的能力。

1.1 评价指标的初选

枢纽可能发生的灾害种类[11]如表1。

表1 枢纽灾害Table 1 Disasters of passenger terminals

由表1可知枢纽灾害主要分成4类：

1)自然灾害：主要包括水害、风害、震灾、地质灾害、生物灾害和自燃火灾等。

2)事故灾难：主要指单位、部门的各类安全事故、公共设施和设备事故、环境污染和生态破坏事件等；其中某些安全事故可以引起比较严重的火灾、爆炸及有毒气物质泄漏。

3)公共卫生事件：主要包括传染病疫情、群体性不明原因疾病、食品安全和职业危害动物疫情以及其他严重影响公众健康和生命安全的事件。

4)社会安全事件：主要包括恐怖袭击事件、涉外突发事件等。

许多灾害发生以后，常引起连串的次生、衍生灾害，形成灾害链，甚至灾害网，构成灾害体系。由于枢纽建筑结构的复杂性、灾害也是复杂、多样的，安全保障评价中很难包含所有灾害种类。从发生频数、带来的损失程度上选取了8种灾害，各自对应的安全保障措施评价指标如表2。

表2 枢纽的多灾种安全评价指标Table 2 Evaluation indexes of multi-disasters about passenger terminals

1.2 评价指标的筛选

基于表2，将1级指标分为技术指标、功能指标、管理指标和环境指标。其中4类1级指标的其他各级指标[12-15]如表3。各类灾害的各个评价方面与评价指标的对应关系如表4。

表3 评价指标Table 3 Evaluation indexes

表4 灾害-评价方面-评价指标对照表Table 4 Disasters-evaluation items-indexes corresponding list

2 考虑专家优先度的赋权方法

安全保障体系涉及众多领域的专家，为防止专家对其擅长领域评分过高，继而客观辨别专家对保障体系总体的把握情况。笔者提出专家优先度，并使用融合算法计算各专家的优先度步骤如下：

(1)

式中：β为尺度调整参数，文中β=1。

(2)

(3)

Step4：权重计算。考虑专家优先度的权重按式(4)计算。

(4)

计算所得权重作为变权评价的初始权重，该权重不随指标的状态变化而变化，各初始权重值计算结果如表5。

表5 初始权重的计算结果Table 5 Calculation results of initial weight

3 变权评价法及算例

对于安全评价，一些常态下微不足道的指标很可能在突发事件下成为能够引起连锁反应的安全隐患。同样枢纽公共交通安全保障能力不仅决于各项指标的综合评分值，还取决于单项指标的评分。当某安全指标过差时，枢纽在突发事件下的安全保障能力会大打折扣，危及到生命及财产安全。当使用固定权评价得到较高综合评分值时，某些细微隐患可能被忽略，并成为突发事件下的灾害隐患。因此本文尝试将一致性融合赋权与变权评价思想[16-17]结合，即指标权重随该指标的状态变化。

先让专家对某待评枢纽的各定性指标打分(评分在0～1区间内，数值越大安全性越高)，并通过融合算法得到加权(一致性权重，步骤同第3节计算部分，计算过程不再赘述)后的各定性指标评分；再对定量指标按照式(5)进行无量纲化处理。

(5)

最终得到指标集UA中各指标的评分向量SA=(s1,s2,…,sn)，∀sj∈[1,n]有0≤sj≤1。

当某指标评分sj很高时表明该指标性能优异，这里要做适当的激励；当某些指标评分过低则表明该指标领域存在严重缺陷，可能成为安全隐患，要对其惩罚，且惩罚程度大于激励程度。除此之外权重大的指标增减幅度也大，依次基于变权理论构建sj变权函数fj(sj)如式(6)。

(6)

式中：c∈(0,1)为激励调节水平，可保证激励的幅度小于惩罚的幅度，笔者取0.9。L1=0.60为危险水平，L2=0.70为及格水平，其中L3=0.95为良好水平，L1，L2，L3∈[0,1]。将[0,1]区间分为4部分，从左到右依次记为：否定区间(最大惩罚程度区间)、不安全区间(惩罚区间，且惩罚程度为sj的减函数)、良好区间(无惩罚激励区间)、优秀区间(激励区间，且激励程度为sj的增函数)。

(7)

基于第4节步骤对成都市运营中的枢纽A(火车北站)、B(火车东站)的39项指标打分得到SA,SB，分别使用固定权法、变权法评价，对枢纽的安全保障能力进行评价，结果如表6。

表6 评价值得计算结果Table 6 Calculation results of evaluation

从表6的计算结果可以看出:

1)使用固定权评价时，枢纽A，B得分较高，评分分别为0.794，0.802。变权评价时，分数骤降至0.613，0.675，原因如下：小概率灾害(例如，传染病、恐怖袭击、低温灾害等)相关评价指标始权重较小，造成该类指标的低评分对评价结果产生的影响十分有限，进而使存在严重安全保障缺陷的枢纽评价结果恒为良好，与事实相悖；而变权评价可以找出这些安全隐患，对于某些有严重缺陷的枢纽，变权评价法优于固定权评价法。

2)单项指标评分值小于0.70分的指标均视为枢纽A，B的薄弱环节，主要为：①缺乏对瓶颈点、流线冲突点、拥挤点的识别、分级监控及应急调节措施。②对低概率的恐怖袭击(爆炸、有毒气体扩散等)防范不足，例如缺乏对人流密集点、建筑要害部位、危险设施等的监控及应急防范措施。③多灾种应急预案都不完善，只有部分国家通用的火灾和地震救助、疏散准则，针对性弱，且内容不完善。传染病爆发、恐怖袭击、低温灾害等相关应急预案仍然空白。

3)“社会熵”理论认为无外界干扰的社会系统状态的混乱程度将呈现增长趋势，例如疫病、恐怖袭击、经济危机等爆发周期缩短是“社会熵”增加的表征；在该理论框架下，应尽快建立多灾种的应急保障体系。在该体系中，变权评价法可以准确反应枢纽的实际安全状态，并可通过对较差指标的“惩罚”，促进薄弱点的改进，同时通过“鼓励”促进枢纽在安全领域锦上添花。该安全评价体系可操作性强，可提高安全评价工作的科学性、严谨性、有效性。

4 结 语

在对铁路客运枢纽的公共交通安全保障能力进行评价的过程中，引入变权评价法，同时结合模糊数学理论，构建了安全评估的数学模型。从算例分析可知，该模型的评价结果能更好的反映安全保障体系的实际安全状况，对提高枢纽的公共交通安全保障能力评价工作的科学性、有效性及可操作性具有重要意义，且在安全评价领域具有一定的借鉴意义。但随着现代客运枢纽的集成度越来越高、功能越来越多、结构越来越复杂, 评价指标体系的构建、变权函数的构造及评价模型的设计等问题, 仍需做进一步研究。

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Variable Weight Evaluation for Public Transportation Security Capacity of Railway Passenger Terminals

GUO Hongyang1, LI Hui2, LIU Fuhua1, LIU Lan3

(1. China Railway Eryuan Engineering Group CO. LTD.，Chengdu 610031,Sichuan, P. R. China;2. School of Transportation and Automobile Engineering, Panzhihua University, Panzhihua 617000,Sichuan, P. R. China;3. School of Transportation and Logistics，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031,Sichuan, P. R. China)

The existing safety assurance evaluation system for hub public passenger transport normally addresses single type of hazard and always uses invariable weighting evaluation method. Where in passenger transportation hub some safety parameters contain defects which cause the inconstance between the evaluation results and reality. A variable weight evaluation method is thus used in the safety assurance system evaluation with consideration of multiple hazard types. On basis of overall consideration of the elements impacting public transport safety, the expert precedence was firstly determined by consistent fusion algorithm; then the variable weight evaluation method was used to evaluate the completeness of the safety assurance system of hub public transport and finally the effectiveness and reasonableness of this method was proved by a practical case. Compared with invariable weight evaluation method with existing problems, variable weight evaluation method can solve those problems existing in safety assurance of public transport meanwhile the calculation results also show that results of evaluation by variable weight method are more close to reality.

transportation engineering; emergency support of multi-disasters; public transportation safety; expert precedence; variable weight evaluation

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.02.30

2013-05-21；

2014-12-10

国家自然科学基金项目(50908196)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(SWJTU09ZT18)；四川省学术和技术带头人培养资金项目(川人办发[2008]24号)

郭洪洋(1982—)，男，辽宁沈阳人，博士，工程师，主要从事交通运输规划与管理方面的研究。E-mail：hongyang.guo@163.com。

X913.4; U491

A

1674-0696(2016)02-146-05