(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108960677 A(43)申请公布日 2018.12.07
(21)申请号 201810828179.8(22)申请日 2018.07.25
(71)申请人 东南大学
地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2
号(72)发明人 任刚 周哲祎 王义 陈佳洁 (74)专利代理机构 南京众联专利代理有限公司
32206
代理人 叶倩(51)Int.Cl.
G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/26(2012.01)
权利要求书2页 说明书16页 附图1页
CN 108960677 A(54)发明名称
一种地铁车站运营安全的评价方法(57)摘要
本发明公开了一种地铁车站运营安全的评
确定各层级价方法，包括：确定评价指标实际值，
指标权重系数，确定各层级评价指标风险等级、指标经典域、指标节域和待评价物元，计算每个层级指标的关联度和每个层级指标的综合关联度，确定每层指标的风险评价等级后再进行分析评价，从分析地铁车站运营安全风险因素出发，构建地铁车站运营安全风险评价指标体系，运用综合赋权法，确定了地铁车站运营安全风险指标体系的指标权重，提出了一种基于可拓物元法的地铁车站运营安全风险评估方法，高效评价运营安全风险，提高地铁车站运营的安全性和可靠性提供了技术支撑。
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权 利 要 求 书
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1.一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，确定评价指标实际值：将地铁车站运营安全的评价指标分为三个层级，分别调研各层级指标实际值；
S2，确定各层级指标权重系数：利用综合赋权法确定风险评价指标权重系数λi：其中，为第i个指标Ui的客观权重系数；γi为第i个指标Ui的主观权重系数；η∈[0，1]为客观权重所占的比值；
S3，确定各层级评价指标风险等级：所述风险等级分为四个等级；S4，确定个层级的指标经典域和节域；S5，确定每个层级指标的待评价物元:
其中，Vin表示评价指标的实际值，n＝1，2，...，p，p为待评价对象等级的全体，Aij表示i层级下第j层的风险评价指标；
S6，计算每个层级指标的关联度:
其中，(a,b)为Vij的上下限；
S7，计算每个层级指标的综合关联度：第i个风险等级的经典域物元的综合关联度为：Ki＝ωAi×KAi其中，ωAi为每一层指标的权重系数；S8，确定每层指标的风险评价等级j*；S9，分析评价结果：若对评价结果不满意，针对有问题的评价指标，调整其风险等级水平，返回步骤S3，继续重复步骤顺序；若对评价结果满意，步骤结束。
2.根据权利要求1所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S1中评价指标的三个层级分别为：
一级指标包括：人员指标A、设备设施指标B、环境指标C及管理指标D；二级指标包括：客流指标A1、员工指标A2、设备指标B1、内部环境指标C1、外部环境指标C2、规章制度指标D1及事前预防水平指标D2；
三级指标包括：站台饱和度A11、通道拥挤度A12、超高峰系数A13、客流最大波动系数A14、
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权 利 要 求 书
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楼梯拥挤度A15、学历优秀率A21、职称优秀率A22、平均工龄A23、技术考核达标率A24、操作违反劳动纪律率A25、指挥操作违反规章率A26、设备故障率B11、设备更新率B12、设备维修保养合格率B13、噪声控制符合规定率C11、空气指标符合规定率C12、引导标识合理性C13、外部极端天气频率C21、车站救援便捷性C22、安全规章制度完善性D11、安全规章制度落实性D12、安全技术人员配备率D21、员工应急排演频率D22、应急预案水平D23、员工应急培训情况D24。
3.根据权利要求2所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S4中各层级的指标经典域为：
其中，N0i表示所划分的经典域处于第i个风险等级，{Aij，j＝1，2，3，…，n}表示i层级下第j层的风险评价指标，(aij，bij)表示该层级下的风险评价等级值，(a,b,c,d,e)为风险评价等级临界值。
4.根据权利要求2所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S4中指标节域为：
5.根据权利要求1所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S2中客观权重所占比值η＝0.55。
6.根据权利要求1所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S2中第i个指标Ui的客观权重系数通过层次分析法确定，所述第i个指标Ui的主观权重系数γi通过熵权法确定。
7.根据上述任一权利要求所述的一种地铁车站运营安全的评价方法，其特征在于，所述步骤S4中四个风险等级依次为安全、比较安全、临界危险、危险。
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说 明 书
一种地铁车站运营安全的评价方法
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所属领域
[0002]本发明属于城市交通安全管控与评估领域，具体涉及一种地铁车站运营安全的评价方法。
背景技术
[0003]随着城市规模的不断扩大以及城市人口的不断增多，急速增长的出行需求使得轨道交通成为城市交通建设中的一大重点。城市轨道交通在承担大量城市交通出行的同时，其运营安全是保证社会安全稳定的重要部分，运营安全对城市轨道交通线网及车站的风险评价有着重要的意义。[0004]现在，城市轨道交通风险管理已经从事后分析型转变为事前预防型，因此，如果对地铁车站运营中存在的风险能够有清楚的了解和识别，同时对地铁车站中存在的不安全因素可以进行有效的风险等级评价，这将为决策者更好的进行风险管理提供帮助。[0005]目前所使用的主流评价体系所采用的包括事故树法、德尔菲法等评价方法，存在主观性过强或是实施性差等方面的问题，缺乏对地铁运营实际生产环境中所面临风险的全面考虑，无法真正的应用于实际的生产中。因此，为满足地铁车站运营安全的需求，亟需寻找一种从实际出发、涵盖地铁生产运营特点的安全评价方法，以满足安全运营的需求。发明内容
[0006]本发明正是为了克服现有技术中的问题，提供一种地铁车站运营安全的评价方法，该方法通过风险因素进行梳理与凝练，选取相应风险评价指标，采用综合赋权法确定指标权重系数，提出改进的可拓物元法，从而提高了地铁车站运营安全风险评价的时效性和科学性。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种地铁车站运营安全的评价方法，包括以下步骤：[0008]S1，确定评价指标实际值：将地铁车站运营安全的评价指标分为三个层级，分别调研各层级指标实际值；[0009]S2，确定各层级指标权重系数：利用综合赋权法确定风险评价指标权重系数λi：
[0010]
[0001]
其中，为第i个指标Ui的客观权重系数；γi为第i个指标Ui的主观权重系数；η∈[0，1]为客观权重所占的比值；[0012]S3，确定各层级评价指标风险等级：所述风险等级分为四个等级；[0013]S4，确定个层级的指标经典域和节域；[0014]S5，确定每个层级指标的待评价物元:
[0011]
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[0015]
其中，Vin表示评价指标的实际值，n＝1，2，...，p，p为待评价对象等级的全体，Aij
表示i层级下第j层的风险评价指标；[0017]S6，计算每个层级指标的关联度:
[0016]
[0018]
[0019][0020]
其中，(a,b)为Vij的上下限；
S7，计算每个层级指标的综合关联度：第i个风险等级的经典域物元的综合关联度
为：
Ki＝ωAi×KAi[0022]其中，ωAi为每一层指标的权重系数；[0023]S8，确定每层指标的风险评价等级j*；[0024]S9，分析评价结果：若对评价结果不满意，针对有问题的评价指标，调整其风险等级水平，返回步骤S3，继续重复步骤顺序；若对评价结果满意，步骤结束。[0025]作为本发明的一种改进，所述步骤S1中评价指标的三个层级分别为：[0026]一级指标包括：人员指标A、设备设施指标B、环境指标C及管理指标D；[0027]二级指标包括：客流指标A1、员工指标A2、设备指标B1、内部环境指标C1、外部环境指标C2、规章制度指标D1及事前预防水平指标D2；[0028]三级指标包括：站台饱和度A11、通道拥挤度A12、超高峰系数A13、客流最大波动系数A14、楼梯拥挤度A15、学历优秀率A21、职称优秀率A22、平均工龄A23、技术考核达标率A24、操作违反劳动纪律率A25、指挥操作违反规章率A26、设备故障率B11、设备更新率B12、设备维修保养合格率B13、噪声控制符合规定率C11、空气指标符合规定率C12、引导标识合理性C13、外部极端天气频率C21、车站救援便捷性C22、安全规章制度完善性D11、安全规章制度落实性D12、安全技术人员配备率D21、员工应急排演频率D22、应急预案水平D23、员工应急培训情况D24。[0029]作为本发明的又一种改进，所述步骤S4中各层级的指标经典域为：
[0021]
[0030]
[0031]
其中，N0i表示所划分的经典域处于第i个风险等级，{Aij，j＝1，2，3，…，n}表示i层
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级下第j层的风险评价指标，(aij，bij)表示该层级下的风险评价等级值，(a,b,c,d,e)为风险评价等级临界值。
[0032]作为本发明的又一种改进，所述步骤S4中指标节域为：
[0033]
作为本发明的更进一步改进，所述步骤S2中客观权重所占比值η＝0.55。[0035]作为本发明的更进一步改进，所述步骤S2中第i个指标Ui的客观权重系数通过层次分析法确定，所述第i个指标Ui的主观权重系数γi通过熵权法确定。[0036]作为本发明的另一种改进，所述步骤S4中四个风险等级依次为安全、比较安全、临界危险、危险。
[0037]与现有技术相比，本发明提出了一种地铁车站运营安全的评价方法，具有的技术效果如下：
[0038]1.本发明中通过对实际地铁企业生产运营经验的总结，得出了符合实际的地铁车站运营安全风险评价指标体系，能够更加准确的反应出城市地铁日常运营所面临的各类风险因素，在其基础上所展开的风险评价过程，也更为精准，更贴近实际生产运营的过程。[0039]2.本发明改进了传统科拓物元法缺乏时效性与实用性的缺陷，提出了一种改进的可拓物元评价方法，从而提高了地铁车站运营安全风险评价的时效性和科学性，对地铁安全运营有着较高的应用价值。
附图说明
[0040]图1是本发明的一种地铁车站运营安全的评价方法的流程图。
具体实施方式
[0041]以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。[0042]实施例1
[0043]一种地铁车站运营安全的评价方法，如图1所示，包括以下步骤：[0044]S1，确定评价指标实际值：将地铁车站运营安全的评价指标分为三个层级，通过对目标站点的调研分别获取各层级指标实际值，所述指标的三个层级分别为：[0045]一级指标包括：人员指标A、设备设施指标B、环境指标C及管理指标D；[0046]二级指标包括：客流指标A1、员工指标A2、设备指标B1、内部环境指标C1、外部环境指标C2、规章制度指标D1及事前预防水平指标D2；[0047]三级指标包括站台饱和度A11、通道拥挤度A12、超高峰系数A13、客流最大波动系数A14、楼梯拥挤度A15、学历优秀率A21、职称优秀率A22、平均工龄A23、技术考核达标率A24、操作违反劳动纪律率A25、指挥操作违反规章率A26、设备故障率B11、设备更新率B12、设备维修保养合格率B13、噪声控制符合规定率C11、空气指标符合规定率C12、引导标识合理性C13、外部极端天气频率C21、车站救援便捷性C22、安全规章制度完善性D11、安全规章制度落实性D12、安全技术人员配备率D21、员工应急排演频率D22、应急预案水平D23、员工应急培训情况D24。具体如下
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[0034]
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表1所示：
[0048]表1地铁车站运营安全评价指标三级体系
[0049]
[0050]
[0051][0052][0053]
S2，确定各层级指标权重系数：利用综合赋权法确定风险评价指标权重系数λi：其中，为第i个指标Ui的客观权重系数；γi为第i个指标Ui的主观权重系数；η∈
可以通过层次分析法确
[0，1]为客观权重所占的比值；所述第i个指标Ui的客观权重系数
定，向目标车站工作人员发放问卷，询问员工对表1中各个指标的重要性判定，以1,3,5,7,9
分区分其重要性，以确定层次分析法部分的分析内容，对所有问卷结果取平均值，得出层次分析法指标权重所述第i个指标Ui的主观权重系数γi可以通过熵权法确定，调查目标车站所在城市历史故障数据，依据各层级指标对历史故障数据进行归纳分类，以确定熵权法的分析内容,得出熵权法指标权重γi。而后进行层次分析法指标权重以及熵权法指标权重γi的计算，从而确定综合权重系数
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一般的，取η＝0.55。
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S3，确定各层级评价指标风险等级：按照三级指标、二级指标、一级指标的顺序，依
据地铁运营实际情况，将地铁车站运营安全风险评价指标按照安全、比较安全、临界危险、危险四个维度划分风险等级.[0055]S4，确定个层级的指标经典域和节域：完成风险等级划分后，依据步骤S3中得出的格策鞥及评价指标风险等级，确定各层级的指标经典域和节域。[0056]设风险等级域N＝{Nj,j＝1,2,...,m}；同时，各级指标评价因素集为C＝{ci,i＝1,2,...,n}。[0057]确定经典域：
[0058]
式中，Nj表示所划分的j个等级，Ci是不同的特征，V表示所取值的范围，即表示不同风险等级对应的指标阈值，即经典域。[0060]确定节域：
[0059]
[0061]
P表示待评价对象等级的全体；V表示所取值的范围，即表示对应指标各风险等级的上下限合集，即节域，最终得出如表1所示各风险源等级分布[0063]S5，确定每个层级指标的待评价物元，待评价对象用物元R表示:
[0062]
[0064]
[0065]
式中，U表示待评价对象，vik表示U关于cik的量值，即待评价对象分析得到的具体数据，来自步骤3中实际考察所得的数据，k＝1,2,...,p。[0066]S6，计算每个层级指标的关联度:[0067]建立关联函数，考虑vi与Vj1的关系，即考虑当前数据是否在当前风险等级阈值内，计算关联度值，
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[0068]
[0069][0070]
其中，(a,b)为Vij的上下限。
S7，计算每个层级指标的综合关联度：第i个风险等级的经典域物元的综合关联度
为：
Ki＝ωAi×KAi
[0072]其中，ωAi为每一层指标的权重系数；[0073]利用上述公式首先展开第三层级的综合关联度计算，在完成第三层级的综合关联度计算后，展开第二层级指标的综合关联度计算。第二层级指标所对应的层级内指标关联度由第三层级的综合关联度组合而成，进而展开第二层级指标的综合关联度计算。同理可得第一层级的综合关联度。[0074]S8，确定每层指标的风险评价等级j*；依次展开第一层至第三层各层级指标可拓物元风险评价等级。对比各指标各等级综合关联度Ki，其中关联度最大值所对应的风险等级即为该指标的风险等级。[0075]S9，分析评价结果：将所有的评价指标进行综合风险等级评价后，将结果汇总到一张表格上，分别发放给各位专家，各位专家独立的对评价结果进行审阅，若所有专家都对评价结果感到满意，则地铁车站运营安全风险评价工作结束；如果有专家对风险评价结果感到不满意，那么针对结果有出入的风险指标，专家提供相应的风险等级修改水平改意见，随后再将各位专家的修改意见进行汇总整理，并反馈给所有专家，所有专家针对反馈意见，共同商讨修改结果有出入的指标所对应的风险等级水平，并返回步骤S3，继续方法步骤，直到所有专家都对评价结果感到满意。
[0076]下面通过实例对本发明进行描述：[0077]实施例1：以国内某市某地铁车站为例，对城市地铁车站的运营安全展开风险评价。
[0078]1.依据基础信息表1中所列出的地铁车站所面临的三级指标，实地调查得出调查对象车站各风险评价指标调研值，示例如下表2：[0079]表2评价指标调研值表
[0080][0071]
指标名称A11A12A13A14指标值4.9人/m25.4人/m21.451.28
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指标名称C11C12C13C21指标值71％66％83％62％
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C22D11D12D21D22D23D24
83％95.3％85％81％73％76％0.86
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A15A21A22A23A24A25A61B11B12B13
[0081][0082][0083]
7.3人/m291.4％52.3％7年85％15.3％18.4％26.3％4.7％83.2％
2.确定各层级指标权重系数
通过层次分析法对员工反馈进行分析，计算第i个指标Ui的客观权重系数
以第一层评价指标为例，下表3为一份第一层评价指标调查表，表中数值来自车站
员工反馈。
[0084]表3第一层评价指标调查表
[0085]
人员因素设备设施因素环境因素管理因素人员因素11/331/3设备设施因素3143环境因素1/31/411/5管理因素31/351[0086]根据层次分析法计算得到指标权重为(人员因素，设备设施因素，环境因素，管理因素)＝(0.1500，0.4837，0.0710，0.2953)。
[0087]依次展开对第一至第三层剩余评价指标的权重计算。[0088]完成当前员工反馈结果评价指标权重计算过程后，进行下一位员工的反馈结果计算，直至所有目标员工的反馈计算完成。[0089]完成后，最终通过对所有问卷的结果取平均值，运用层次分析法计算地铁车站运营安全风险评价指标权重结果如下表4所示。
[0090]表4地铁车站运营安全风险评价指标权重结果
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完成层次分析法权值计算后，基于该市地铁运营事故数据，利用熵权法确定各因
素权重γi。该市地铁车站运营事故原因统计表如下：[0094]表5 2012—2015年目标地铁车站运营事故原因数量统计表
[0095]
人员因素设备设施因素环境因素管理因素总数
162541964142852269133371770204192393
[0096]运用熵权法对地铁车站运营安全第一层指标的权重系数进行计算，计算过程如下表所示。
[0097]表6熵权法计算第一层指标权重结果
年份2012201320142015
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即所求到的权重为(人员因素，设备设施因素，环境因素，管理因素)＝(0.2889，
0.2589，0.2467，0.2053)。
[0101]同理可得第二第三层级的结果。[0102]计算各层级指标权重系数。以第一层指标A为例，其指标权重系数为：[0103]λA＝0.55×0.16+(1-0.55)×0.2889＝0.22[0104]最终可得出各层级各指标的权重，如下表7：
[0105]表7地铁车站运营安全风险评价指标权重最终结果
[0100]
[0106]
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[0107]
3.确定各层级评价指标风险等级。结合该市地铁各车站的实际运营情况，基于城
市地铁车站风险评价指标体系中各层级指标的具体含义，依次确定出各层级指标的风险等级水平，具体的风险等级水平见下表8：[0109]表8各层级指标风险评价等级表
[0108]
[0110]
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[0112][0113]
4.确定各层级的指标经典域和节域。根据风险评价登记表，以客流指标层为例，其经典域物元如下：
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[0115]
[0116]
[0117]
同理可得其余指标层(员工、设备、外部环境、内部环境、规章制度、事前预防)的经
典域物元。
[0119]以客流指标层为例，其节域物元如下：
[0118]
[0120]
同理可得其余指标层(员工、设备、外部环境、内部环境、规章制度、事前预防)的节域物元。
[0122]5.确定每个层级指标的待评价物元[0123]以客流指标层为例，其待评价物元如下，数据来自风险评价指标表：
[0121]
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[0124]
[0125][0126][0127]
6.计算层级指标关联度。以客流指标层为例，其层级关联度计算过程为：K1(v1)对应的v1×4.9不属于V11(0，1]，所以
[0128][0129]
则
对应的，可计算得出所有K值，如下所示：
[0130]
7.计算每个层级指标的综合关联度。
[0132]以客流指标层为例，参照表指标权重最终结果，客流指标下的评价指标的指标权重为：ωA1＝(0.42，0.24，0.09，0.16，0.09)。
[0133]KA11＝(-0.780)×0.42+(-0.567)×0.24+(-0.417)×0.09+[0134]则(-0.222)×0.16+(-0.550)×0.09＝-0.586。[0135]对应的，可计算得出所有值：K1＝(-0.586，-0.374，0.112，1.730)。[0136]同理可计算得出其余指标层(员工、设备、外部环境、内部环境、规章制度、事前预防)的综合关联度。
[0137]第三层级关联度计算完成后，进行第二层级的关联度计算，以人员指标层为例：
[0131]
[0138]
[0139][0140][0141][0142]
同理可计算得出其余第二、第一指标层的综合关联度。
8.确定每层指标的风险评价等级。以第一层级评价结果为例，其评价结果如下表9：表9对象站点第一层指标评价结果
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以人员指标为例，j＝2时关联度-0.039为最大值，因此人员指标所属等级为2级；
以j＝1为例，计算目标层综合关联度：[0145](-0.234)×0.22+(-0.271)×0.39+0.043×0.14+(-0.091)×0.25＝-0.174。[0146]同理可得其余等级目标层综合关联度。目标层关联度中j＝3时值最大，则对象站点第一层级风险等级为3级临界危险。[0147]同理可得其余等级风险等级。[0148]9.召集组织专家分析评价结果。将所有的评价指标进行综合风险等级评价后，将结果汇总到一张表格上，分别发放给各位专家，各位专家独立的对评价结果进行审阅。若所有专家都对评价结果感到满意，则地铁车站运营安全风险评价工作结束；如果有专家对风险评价结果感到不满意，那么针对结果有出入的风险指标，专家提供相应的风险等级修水平改意见。随后再将各位专家的修改意见进行汇总整理，并反馈给所有专家。所有专家针对反馈意见，共同商讨修改结果有出入的指标所对应的风险等级水平，并返回步骤3，重复步骤顺序，直到所有专家都对评价结果感到满意。[0149]完成目标站点风险等级评价。
[0150]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
[0144]
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说 明 书 附 图
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