铁路车站调车作业影响因素分析

杨 雄，王梦君，文 超 ，李 静，陈 彪

(1.中国铁路广州局集团有限公司 株洲车站，湖南 株洲 412008；2.中国铁路广州局集团有限公司 衡阳车务段，湖南 衡阳 421002；3.西南交通大学 交通运输与物流学院，四川 成都 610031)

0 引言

货物运输是将同一去向的货流集结在一起形成车流，将同一去向的车流集结在一起形成列流。在货物从货流集结成列流的过程中，调车工作发挥着重要作用。安全合理的调车工作能减少货物集结车小时和货物在站停留时间，加速货物周转，能充分发挥铁路货物运输的优势。通过对铁路局集团公司近4年来行车事故的统计分析，发现调车事故在铁路行车事故中占很大比例，为66.7%。此外，影响调车作业的因素较多，如何从众多因素中找出关键因素，提出相应的控制措施对保障调车作业的安全具有重要意义。

调车作业安全问题一直是铁路运输安全的重点，且调车作业易受到内部系统和外部环境的影响[1]。相关学者对调车工作也展开了有关研究，并取得重要的研究成果，为调车工作的安全进行奠定了基础。马毅、刘朋鑫[2-3]基于人、机、环境系统论，对影响调车作业安全的因素进行全面分析，完善调车作业安全评价研究体系。谢博才、唐国荣、张琢等[4-6]基于调车作业现状，找出影响调车安全作业的关键因素，并提出相关有效措施。事故树模型成为分析铁路调车作业的主要方法，能较为系统地对作业过程进行分析，为车站调车作业安全管理提供相关 依据[7-8]。

目前对调车作业的影响因素及相关方法的研究，多是从人员、管理、设备以及环境等方面出发建立模型及算法，且相关的模型多建立在一定的假设基础上，不能完全反映出车站调车作业实际过程，大多对问题进行一定程度的简化，缺乏结合实际调车作业过程对影响调车作业的因素进行微观分析和细化研究。因此，通过具体车站调车作业过程，解析调车作业影响因素，并基于调车作业人员的现场经验知识对各影响因素进行分析具有重要意义。

1 调车作业影响因素分析

调车作业由参与调车作业的人员根据调车作业计划实时进行，整个作业过程需要多个岗位工种的配合，如需要行车室人员合理安排线路股道排列调车进路、需要调车组作业人员对车辆进行摘挂等。可以看出影响铁路调车作业安全的内外部因素很多，如何从中得出影响调车作业的关键因素是研究的 关键。

1.1 调车作业影响因素

铁路调车作业的影响因素大致可以分为人员因素、设备因素、环境因素以及管理因素。对各因素进行细化分类，能更好地分析调车作业情况，便于车站从微观层面制定措施，减少对调车作业的影响，提高调车作业效率。

（1）人员因素。在调车作业中，人的主导性、主观能动性及其创造性等能对调车作业产生不同程度的影响，故人员在调车作业中起着主导作用。调车作业人员因素示意图如图1所示，其他人员是指如货主、铁路沿线居民等。

图1 调车作业人员因素示意图Fig.1 Human factors in shunting operations

（2）设备因素。在调车作业中，铁路设备是调车工作正常有序进行的基础，同时也是调车作业安全的保障。调车作业设备因素示意图如图2所示。

图2 调车作业设备因素示意图Fig.2 Equipment factors in shunting operations

（3）环境因素。调车作业环境因素可以分为内部环境和外部环境。内部环境是指调车工作场所周围的空间。外部环境是指外部对调车安全的影响，主要是自然环境的影响，如自然灾害(地震、山体滑坡等)、天气影响(如暴风雨雪等)。调车作业环境因素示意图如图3所示。

图3 调车作业环境因素示意图Fig.3 Environmental factors in shunting operations

（4）管理因素。调车作业中的管理因素是指车站通过一系列的安全管理工作来保障调车作业安全有序进行，杜绝或最大限度地减少调车事故的发生，如从管理制度上降低作业风险，从管理盯控中把控关键要点，定期组织调车作业人员的安全培训、建立健全合理规范的作业流程和作业制度、事故应急响应预案等。

1.2 层次分析法

层次分析法是一种将定性和定量两者相结合的多目标决策分析方法。层次分析法流程图如图4所示，首先对研究问题进行层次划分，建立层次结构，再选取各层指标的标度，构造判断矩阵，最后进行层次单排序及一致性检验。

图4 层次分析法流程图Fig.4 AHP flow chart

1.2.1 建立问题的递阶层次结构

将复杂问题细化成各组成部分，把这些因素按属性不同分成若干组，以形成不同层次。同一层次的因素作为准则，对下一层次的某些因素起支配作用，同时它又受上一层次因素的支配。这种从上至下的支配关系形成了一个递阶层次。处于最上面的层次通常只有1个因素，一般是分析问题的预定目标或理想结果。中间层次一般是准则、子准则。最低一层包括决策的方案。层次之间因素的支配关系不一定是完全的，即可以存在这样的因素，它并不支配下一层次的所有因素。

1.2.2 选取标度

标度体现的是事物间相互比较的结果，并将这种结果进行量化。标度值是根据资料数据、专家的意见和系统分析人的经验经过反复研究后确定。标度值及其含义如表1所示，表1中2，4，6，8表示第i个因素与第j个因素影响介于上述2个相邻等级之间。

表1 标度值及其含义Tab.1 Scale values and their meanings

1.2.3 构造判断矩阵

建立递阶层次结构以后，上下层次之间因素的隶属关系就被确定，再根据各因素间的影响强度选取合适的标度，最后构成判断矩阵。

设某层有n个因素，即X= {x1，x2，…，xn}，需比较它们对上一层某一准则的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重。对任意2个因素i与j，用aij表示第i个因素与第j个因素的比较结果，则判断矩阵计算公式为

其中满足aij＞ 0，aij=1，aji=，且i，j =1，2，…，n。

1.2.4 层次单排序及一致性检验

层次单排序是确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程。通过计算判断矩阵A的最大特征值λ及其对应的特征向量W，经过归一化后即为同一层次相对应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值。通过成对比较判断矩阵能客观地反映一对因子的影响力差别，但是还需对其进行一致性检验。

（1）一致性指标计算。一致性指标是用来衡量同一层各指标对上层某指标影响的不一致程度。一致性指标越大，用最大特征值对应的特征向量作为被比较指标对上层某指标影响程度的权向量，其不一致程度越大，引起的判断误差越大。一致性指标的计算公式为

式中：CI为一致性指标；λ为判断矩阵A的最大特征值；m为判断矩阵A对角线元素之和。

（2）查找随机一致性指标RI。平均随机一致性指标是多次重复进行随机判断矩阵特征根计算后取算术平均得到的，随机一致性指标RI如表2所示，矩阵同一阶数下的RI取值是一定的。

表2 随机一致性指标RITab.2 Random consistency indicator RI

（3）计算一致性比率CR。当CR＜0.1时，可认为判断矩阵的不一致度在容许范围之内，否则要对判断矩阵进行适当的调整。一致性比率CR的计算公式为

2 实例分析

通过分析可得出影响调车作业的因素较多，且各因素之间存在一定的关联性，以醴陵南站为实例，结合层次分析法分析车站调车作业的影响因素，并基于分析的结果提出具体的调车作业措施。

2.1 醴陵南站调车作业流程

醴陵南站调车作业流程如图5所示。车站调度员在阶段计划中安排调车作业计划，并负责编制、传达布置调车作业计划；调车指挥人传达调车作业计划，组织组内人员正确及时完成调车作业计划，并将作业计划重点、要点交代清楚；车站值班员根据调车作业计划，合理安排到发线使用，认真执行车机联控；连结员根据调车作业计划和调车指挥人的布置，做好准备工作，负责非集中区道岔、进路的检查、准备及确认；扳道员根据调车作业计划和车站值班员的布置及时准备进路，并按规定与司机或调车人员执行要道还道相关要求；内勤助理值班员根据调车作业计划和车站值班员的布置及时排列进路；外勤助理值班员根据车站值班员的布置做好接发列车工作。

图5 醴陵南车站调车作业流程图 Fig.5 Flow chart of shunting operations at Liling South Station

2.2 调车作业影响因素分析

根据上述影响调车作业的因素，构建层次结构模型，得到调车作业影响因素层次结构如图6所示。

图6 调车作业影响因素层次结构图 Fig.6 Hierarchical structure of influencing factors of shunting operations

依据图6中的层次结构确定判断矩阵，结合铁路现场各工作人员的经验，对不同层不同项进行两两比较，从而确定出调车作业影响因素的权重分布。指标层A的判断矩阵为

根据公式 ⑷ 计算出判断矩阵A最大特征根和平均特征向量，并对判断矩阵A进行一致性检验，指标层A权重计算结果如表3所示。

表3 指标层A权重计算结果Tab.3 Weight calculation results of indicator layer A

对指标层A1，A2，A3，A12和A15按照对指标层A的分析思路进行分析，构建指标层的判断矩阵，计算出最大特征根和平均特征向量，进行矩阵一致性检验，最终各指标权重值如表4所示。

从表4可得出人员因素A1，设备因素A2，环境因素A3以及管理因素A4对调车作业影响的权重依次为0.463 9，0.071 9，0.071 9，0.392 3。其中，人员因素A1权重最大。结合醴陵南站实际生产过程，提出以下提升车站调车作业安全相关建议。

表4 各指标权重值 Tab.4 Weight value of each indicator

（1）具体化车站管理人员职责。车站管理人员在人员因素中的权重最大，为0.401 9，是影响车站调车作业的重要因素，故在实际调车工作中，车站管理人员要认真负责地对调车作业各环节进行把控。结合醴陵南站站场实际情况，往东货场进行调车作业时经常出现压信号调车，增加调车作业风险，为防止或减少车站压信号调车，制定调车作业每次不能超过10钩计划，必须超过时需经管理人员审核批准。并规定压信号调车作业时，行车室或信号楼盯控作业人员必须现场盯控，做好实时记录。对于排列的压信号调车进路必须将进路上的道岔单锁。此外，车站管理人员加强对调车作业监控的回放分析，每天对调车班组存在的问题进行通报，且在完工会上积极听取调车班组现场遇到的相关问题并及时处理。

（2）提高车站调度员能力水平，优化调车作业计划。车站调度员是调车作业的领导者，在人员因素中的权重为0.325。在编制调车作业计划前，车站调度员必须准确掌握线路容车数、停留车位置以及对货位等情况。编制的调车计划要充分利用调车机车能力，并考虑到室外调车作业人员、室内工作人员以及机车司机等的作业量。醴陵南站车站调度员可采取主要利用车站专用调车机车进行东西货场的调车作业，利用本务机车进行来往茶陵、醴陵方向的取送车作业。

（3）合理分配调车组人员和信号楼工作人员工作。调车组人员、信号楼工作人员在人员因素中的权重分别为0.053 2和0.157 5。调车组人员根据调车计划解编车辆，调车作业前对线路存车位置、车辆防溜情况和线路条件等进行检查；在调车作业时，调车组人员要分别对车列两边进行仔细检查，确认货物装载状态和有无危及调车作业安全情况，信号楼工作人员根据调车作业计划布置进路，合理安排车站的线路使用，盯控作业人员每班现场检查1次防溜情况并到站调室输入检查记录，助理值班员通过智能铁鞋管理系统每4 h检查1次防溜情况并输入检查记录，调车组人员每12 h检查1次防溜情况并登记《防溜登记本》。

（4）统筹设备因素、环境因素和管理因素，合理化调车作业。在设备因素、环境因素和管理因素中，管理因素权重最大，应根据调车作业中存在的问题，做好培训工作，健全作业制度；无线调车灯显设备在设备因素中的权重最大，为0.455 5。车站根据调车组反馈的情况，每周及时对无线调车灯显设备使用情况进行统计；下雨和高温天气在环境因素中权重占比较大，分别为0.310 3和0.351 1，故车站调度员在编制调车计划时应充分考虑室外调车人员的工作环境，合理安排调车作业时间。

3 结束语

通过对醴陵南站的调车作业影响因素进行分析，并结合分析结果提出加强对车站调车作业管理的具体措施。基于调车作业实际过程对其影响因素进行细化分析，能辅助支持铁路车站调车作业标准和制度的制定。调车作业作为铁路货运工作的重要组成部分，分析调车作业影响因素，是保障铁路货运高效、有序生产的前提。未来以调车作业影响因素为基础，可对铁路车站调车工作安全系统进行分析和评价，找出调车工作的关键环节，便于车站及时调整调车工作，适应现场实际情况。