CN109583734A - 枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法。该方法包括:构建枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价指标体系,并根据相应量化标准计算各项评价指标的量化值;通过层次分析法与熵值法组合赋权确定各项评价指标的权重;根据各项评价指标的量化值和权重,计算出车站和线路运营安全的评价值;根据所述车站和线路运营安全的评价值,确定车站和线路运营安全的状态或风险等级。本发明的方法能够简单、快速、准确、高效地对机场旅客捷运系统的运营安全状态进行有效评估。并且利用滑动平均窗口法进行缺失数据的补偿,在一定程度上抑制了数据缺失对因果分析的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电力列车运行安全监测技术领域,具体而言,涉及一种枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法。
背景技术
近年来,随着枢纽机场建设的规划落地。国内北京新机场将建设为连接京津冀区域的大型枢纽机场,预测业务量将大幅增加。旅客捷运系统(Automated People MoverSystem)作为解决大型枢纽机场航站楼间旅客中转的有效运输方式,其优势尤为突出。旅客捷运系统安全与否,将直接关系到机场的安全,进而影响国家安全与民众安全。
目前,国内针对网络安全、城市轨道交通运营安全等行业进行了系统研究,并取得了丰富成果,制定了相关规章制度标准。但是,对于大型枢纽机场旅客捷运系统运营安全的研究极少,几乎没有;为此,亟需针对大型枢纽机场旅客捷运系统运营安全,建立了安全评价指标体系,并研究简单有效的评价方法;为大型枢纽机场旅客捷运系统运营管理和维保工作人员提供决策依据。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法,以克服现有技术的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采取的技术方案如下。
一种枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法,包括:
构建枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价指标体系,并根据相应量化标准计算各项评价指标的量化值;
通过层次分析法与熵值法组合赋权确定各项评价指标的权重;
根据各项评价指标的量化值和权重,计算出车站和线路运营安全的评价值;
根据所述车站和线路运营安全的评价值,确定车站和线路运营安全的状态或风险等级。
进一步地,车站运营安全评价指标体系包括:客流指标A1、设备指标A2、环境指标A3和管理指标A4;其中,客流指标A1由闸机负荷度A11、站台客流密度A12和自动扶梯拥挤度A13构成,设备指标A2由自动扶梯安全指数A21、照明系统安全指数A22、空调系统安全指数A23和屏蔽门系统安全指数A24构成,环境指标A3由车站温度指数A31、车站湿度指数A32构成,管理指标A4由车站应急能力指数A41、安全预案完善指数A42和管理员业务能力指数A43构成。
进一步地,线路运营安全评价指标体系包括:车站指标B1、客流指标B2、设备指标B3、环境指标B4、管理指标B5和事故指标B6;其中,车站指标B1由线路上各个车站的运营安全评价值融合求得,客流指标B2由线路能力负荷度B21构成,设备指标B3由中控子系统安全指数B31、车辆子系统安全指数B32、配电子系统安全指数B33、轨旁子系统安全指数B34、弱电子系统安全指数B35和维修基地安全指数B36构成,环境指标B4由混凝土运行道安全指数B41、线路风雨雪量指数B42、线路温度指数B43和线路湿度指数B44构成,管理指标B5由人员安全指数B51和制度安全指数B52构成,事故指标B6由线路等效事故率B61和平均事故损失程度B62构成。
进一步地,所述的通过层次分析法与熵值法组合赋权确定各项评价指标的权重,包括:
3.1通过层次分析法确定旅客捷运系统的线路、车站运营安全评价指标权重,步骤如下:
3.1.1构建两两判断矩阵对于每个判断矩阵,都满足且aii=1,其中元素aij表示指标ai对aj的重要程度,aij的分级标准按照Saaty 1-9标度法,见表1:
表4 Saaty 1-9比例标度表
因素i比因素j | 量化值 | 说明 |
同等重要 | 1 | 对目标的贡献相同 |
稍微重要 | 3 | 重要 |
较强重要 | 5 | 确认重要 |
强烈重要 | 7 | 重要程度明显 |
极端重要 | 9 | 重要程度很明显 |
两相邻判断的中间值 | 2,4,6,8 | 需要折中时取值 |
3.1.2计算各指标权重向量,对于判断矩阵A,计算A·W=λmax·W的最大特征根与特征向量,再归一化特征向量,即可得该判断矩阵对应的指标权重W;
表5平均随机一致性指标RI标准值
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
RI | 0 | 0 | 0.52 | 0.89 | 1.12 | 1.24 | 1.36 | 1.41 | 1.46 | 1.49 |
3.1.3一致性检验,计算一致性指标再计算当CR<0.1,则接受判断矩阵的一致性,否则需要调整判断矩阵并继续做一致性检验;
3.2熵值法计算指标权重的步骤如下:
3.2.1定义原始数据评价矩阵m表示待评价对象数量,n表示评价指标的个数,xij表示第i个样本的第j项层次分析法指标的评价值;
3.2.2数据标准化处理,
3.2.3标准化数据归一化处理且0<P(xij)<1;
3.2.4计算第j列评价指标的信息熵当pij=0时,ej=0;
3.2.5计算评价指标的熵权W2i=1-ej,j=1,2,...,n;
3.3组合权重W=a·W1+(1-a)·W2,W1表示层次分析法计算出的指标权重,W2表示采用熵值法计算出的指标权重,a表示层次分析法计算出的权重值在组合赋权中的占比,根据参考文献定值为0.6。
进一步地,所述的根据各项评价指标的量化值和权重,计算出车站和线路运营安全的评价值,包括:
车站运营安全指数的计算表达式为:
S(Sij)=α1A1+α2A2+α3A3+α4A4
式中,S(Sij)表示第i条线路的第j个车站的运营安全评价值;
α1为评价指标A1的权重,α2为评价指标A2的权重,α3为评价指标A3的权重,α4为评价指标A4的权重;
线路运营安全评价值B的计算表达式为:
B(li)=δ1·B1+δ2·B2+δ3·B3+δ4·B4+δ5·B5+δ6·B6
式中,B(li)表示在统计周期内,线路li的运营安全综合评价值;
δ1为评价指标B1的权重,δ2为评价指标B2的权重,δ3为评价指标B3的权重,δ4为评价指标B4的权重,δ5为评价指标B5的权重,δ6为评价指标B6的权重。
进一步地,所述的根据所述车站和线路运营安全的评价值,确定车站和线路运营安全的状态或风险等级,包括:
将旅客捷运系统车站和线路运营安全划分为5个等级,具体如表5所示。
表格6大型枢纽机场旅客捷运系统车站和线路运营安全评价等级
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明的方法能够简单、快速、准确、高效地对机场旅客捷运系统的运营安全状态进行有效评估。并且利用滑动平均窗口法进行缺失数据的补偿,在一定程度上抑制了数据缺失对因果分析的影响。
为使本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种大型枢纽机场旅客捷运系统的车站安全评价指标体系图。
图2为本发明实施例提供的一种大型枢纽机场旅客捷运系统的线路运营安全评价指标体系图。
图3为本发明实施例提供的一种大型枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法的处理流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种大型枢纽机场旅客捷运系统的车站安全评价指标体系图如图1所示,线路运营安全评价指标体系图如图2所示。图1中描述了车站运营安全的评价指标体系,用于计算单个车站运营安全状态。其中,一级指标为车站运营安全评价值;二级指标为车站运营安全评价指标的值,由三级指标融合求得;三级指标为各项运营安全基础数据的量化评价指数。每个指数的取值范围根据机场旅客捷运系统运营工作人员的现场交流以及相关理论综合考虑。
本发明构建的大型枢纽机场旅客捷运系统的车站运营安全评价指标包括:客流指标A1、设备指标A2、环境指标A3、管理指标A4;其中,客流指标A1由闸机负荷度A11、站台客流密度A12、自动扶梯拥挤度A13构成,设备指标A2由自动扶梯安全指数A21、照明系统安全指数A22、空调系统安全指数A23、屏蔽门系统安全指数A24构成,环境指标A3由车站温度指数A31、车站湿度指数A32构成,管理指标A4由车站应急能力指数A41、安全预案完善指数A42、管理员业务能力指数A43构成。
具体地,
1车站运营安全指数的计算表达式为:
S(Sij)=α1A1+α2A2+α3A3+α4A4
式中,S(Sij)表示第i条线路的第j个车站的运营安全评价值;
α1为评价指标A1的权重,α2为评价指标A2的权重,α3为评价指标A3的权重,α4为评价指标A4的权重。
1.1车站客流指标的计算表达式为:
A1=θ1·A11+θ2·A12+θ3·A13
式中,θ1表示客流指标各项下级指标的权重;
1.1.1闸机负荷度A11的计算表达式如下:
式中,PG表示车站所有闸机的负荷度;
pgi表示车站第i台闸机的通过人数;
pg表示车站闸机的设计通过能力;
N表示车站配置闸机总台数;
1.1.2站台区客流密度A12的计算表达式如下:
Sa=l·d
式中:PDt(sij)统计期内,车站sij的站台客流密度(m2/人);
统计期内,站台密集区域平均客流数量(人);
统计期内,站台非密集区域平均客流数量(人);
Sa车站站台密集区域面积(d为有效站台宽度,l为车门宽度);
Sb车站站台非密集区域面积(L为列车总长度,n为车门个数);
θa密集区不均衡系数,密集区域平均客流密度与密集区和非密集区总平均密度的比值。
θb非密集区不均衡系数,非密集区域平均客流密度与密集区和非密集区总平均密度的比值。
1.1.3自动扶梯拥挤度A13的计算表达式如下:
式中:ft(sij)统计期内,车站sij监测自动扶梯的拥挤度;
f t+Δt时期内,通过自动扶梯断面客流量(人);
d自动扶梯瓶颈(最小)断面宽度(米);
Fmax自动扶梯的设计通行能力(人/(小时·米);
Δt实际发车间隔。
表示自动扶梯最大容许负荷度。
1.2车站设备指标A2的计算表达式:
A2(sij)=β1·A21+β2·A22+β3·A23+β4·A24+β5·A25式中,A2(sij)表示车站sij的设备指标评价值;
1.2.1自动扶梯安全指数A21的计算表达式为:
A21(sij)=1-(PE·σ)
式中:A21(sij)统计期内,车站sij的自动扶梯安全指数;
PE自动扶梯拥挤度;
σ自动扶梯风险系数;
t故障统计期内,车站自动扶梯的故障时间;
t总统计期内,车站自动扶梯的总计划服务时间。
1.2.2照明系统安全指数A22的计算表达式为:
式中:A22(sij)统计期内,车站sij的照明系统安全指数;
z(k)统计期内,车站sij第k个照明设备故障值;
n车站照明设备总数。
1.2.3空调系统安全指数A23的计算表达式为:
式中,KT(sij)表示统计期内,车站sij的空调系统安全指数;
t总表示统计期内,车站sij的空调系统计划运营总时间;
t正常表示统计时期内,车站sij空调系统正常运行的时间。
1.2.4屏蔽门系统安全指数A24的计算表达式为:
式中,A24(sij)为统计期内车站sij的屏蔽门安全指数;
p(k)为统计期内车站sij的第k个屏蔽门报警值;
n为车站屏蔽门总数。
1.3车站环境指标A3的计算表达式为:
A3(sij)=χ1·A31+χ2·A32
式中,A3(sij)为统计时期内车站sij的环境指标评价值;
χ为车站环境指标各项下级指标的权重。
1.3.1车站温度指数A31的计算表达式为:
式中,A31(sij)t时刻,车站sij的温度指数;
Ti为t时刻车站sij第i号温度传感器实际温度测量值;
Te为t时刻车站sij温度传感器测量值应达到的标准温度;
为车站sij温度传感器实际温度与所设定标准温度差的平均值;
maxΔTe为t时刻车站sij温度传感器所允许的最大温度差;
1.3.2车站湿度指数A32的计算表达式为:
式中:A32(sij)为t时刻车站sij的湿度指数;
为车站sij湿度传感器实际湿度与所设定标准湿度差的平均值;
Wi为t时刻车站sij第i号湿度传感器实际湿度测量值;
We为t时刻车站sij湿度传感器测量值应达到的标准湿度;
maxΔWe为t时刻车站sij湿度传感器所允许的最大湿度差;
1.4车站管理指标A4的计算表达式为:
A4(sij)=ε1·A41+ε2·A42+ε3·A43
式中,A4(sij)为统计时期内车站sij的管理指标评价指数;
ε1为下级指标A41的权重,ε2为下级指标A42的权重,ε3为下级指标A43的权重;
1.4.1车站应急能力指数A41的计算表达式为:
A41(sij)=χ1·PB+χ2·ZX+χ3·YL
式中,A41(sij)表示统计时期内,车站sij应急能力指数;
χ表示应急设备配备率PB、应急预案可执行程度ZX、应急救援演练测评值YL的权重;其中PB取值为[0,1],ZX取值为[0,10],YL取值为[0,10],最后统一归一化为[0,1]。
1.4.2安全预案完善指数A42的计算表达式为:
式中,A42(sij)表示统计时期内车站sij的安全管理制度完善程度;
m表示统计时期内车站sij投入使用的安全管理制度数量;
m0表示统计时期内车站sij已制定安全管理制度总数。
1.4.3管理员业务能力指数A43的表达式为:
A43(sij)=χ1·N+χ2·G+χ3·Z+χ4·Q+χ5·X
式中,A43(sij)表示统计时期内,车站sij管理人员业务能力指数;
χ表示平均年龄水平N(取值为[0,10])、平均工龄水平G(取值为[0,10])、平均职称水平Z(取值为[0,10])、平均工作强度水平Q(取值为[0,10])、平均工种特性X(取值为[0,10])的权重,最终将各项值统一归一化为[0,1]。
本发明构建的大型枢纽机场旅客捷运系统的线路运营安全评价指标体系包括:车站指标B1、客流指标B2、设备指标B3、环境指标B4、管理指标B5和事故指标B6;其中,车站指标B1由线路上各个车站的运营安全评价值融合求得,客流指标B2由线路能力负荷度B21构成,设备指标B3由中控子系统安全指数B31、车辆子系统安全指数B32、配电子系统安全指数B33、轨旁子系统安全指数B34、弱电子系统安全指数B35、维修基地安全指数B36构成,环境指标B4由混凝土运行道安全指数B41、线路风雨雪量指数B42、线路温度指数B43、线路湿度指数B44构成,管理指标B5由人员安全指数B51、制度安全指数B52构成,事故指标B6由线路等效事故率B61、平均事故损失程度B62构成。
2:线路运营安全评价值B的计算表达式为:
B(li)=δ1·B1+δ2·B2+δ3·B3+δ4·B4+δ5·B5+δ6·B6
式中,B(li)表示在统计周期内,线路li的运营安全综合评价值;
δ1为评价指标B1的权重,δ2为评价指标B2的权重,δ3为评价指标B3的权重,δ4为评价指标B4的权重,δ5为评价指标B5的权重,δ6为评价指标B6的权重;
2.1车站指标B1的计算表达式为:
式中,B1(li)表示统计周期内,线路li的车站指标综合评价值;
βij表示线路li中车站sij的重要度系数(权重);
A(sij)表示线路li的车站sij的运营安全综合评价值。
2.2线路客流指标B2的计算表示为:
M=q/q0
式中,L(li)表示单位时间内线路li的能力匹配指数;
m到、m出分别表示捷运系统线路li的到港和出港线路满载率超过80%的区间个数;
分别表示捷运系统线路li的到港和出港线路实际包含的区间个数;
满载率M描述列车在区间载客的平均满载程度,采用实际客运量q与额定载客量q0的比值。
2.3线路设备指标B3的计算表达式为:
式中,B3(li)表示统计周期内,线路li的设备指标运营安全评价值;
δj表示设备指标各项下级指标的权重;
2.3.1中控子系统安全指数B31的计算表达式为:
式中,B31(li)表示统计周期内,中控子系统安全指数;
Fc表示统计周期内,中控子系统的故障率;
δc表示统计周期内,中控子系统故障影响的运营里程与计划运营里程的比值;
表示统计周期内,中控子系统故障持续的最长时间;
表示统计周期内,中控子系统平均每次故障持续的时间;
m表示统计周期内,中控子系统发生故障的总次数;
表示统计周期内,中控子系统第k次发生故障的时间;
2.3.2车辆子系统安全指数B32的计算表达式为:
B32(li)=1-Ft·(1+δt)
式中,B32(li)表示统计周期内,线路li车辆系统安全指数;
Ft表示统计周期内,线路li车辆的故障率;
δt表示统计周期内,线路li车辆故障影响的运营里程与计划运营里程的比值;
2.3.3配电子系统安全指数B33的计算表达式为:
式中,B33(li)表示统计周期内,线路li配电子系统安全指数;
t非分别表示统计周期内,线路li配电子系统处于非正常的时间;
t总表示统计周期内,线路li配电子系统计划正常供电时间;
2.3.4轨旁子系统安全指数B34的计算表达式为:
式中,B34(li)表示统计周期内,线路li轨旁子系统安全指数;
Fe表示统计周期内,线路li轨旁系统的故障率;
δe表示统计周期内,线路li轨旁系统故障影响的运营里程与计划运营里程的比值;
表示统计周期内,线路li轨旁子系统故障的最长持续时间;
表示统计周期内,线路li轨旁子系统平均故障时间;
表示统计周期内,线路li轨旁子系统第k次故障持续时间;
m表示统计周期内,线路li轨旁子系统发生故障的总次数;
2.3.5弱电子系统安全指数B35的计算表达式为:
式中,B35(li)表示弱电子系统安全指数;
Fr表示统计周期内,弱电子系统的故障率;
δr表示统计周期内,弱电子系统故障影响的运营里程与计划运营里程的比值;
表示统计周期内,弱电子系统故障的最长持续时间;
表示统计周期内,弱电子系统平均故障时间;
表示统计周期内,弱电子系统第k次故障持续时间;
m表示统计周期内,弱电子系统发生故障的总次数;
2.3.6维修基地安全指数B36的就算表达式为:
式中,B36(li)表示统计周期内,维修基地的安全指数评价值;
FM表示统计周期内,维修基地无法执行维修任务的频率;
δM表示统计周期内,维修基地未及时维保影响的运营里程与计划运营里程的比值;
表示统计周期内,维修基地未及时维保的最长持续时间;
表示统计周期内,维修基地未及时维保平均时间;
表示统计周期内,维修基地第k次未及时维保持续时间;
m表示统计周期内,维修基地未及时维保的总次数;
2.4线路环境指标B4的计算表达式为:
式中,B4(li)表示统计周期内,线路li的环境指标综合安全评价值;
λj表示线路环境指标各项下级指标的权重;
2.4.1混凝土运行道安全指数B41的计算表达式为:
B41(li)=(μ1P1+μ2P2+μ3P3+μ4P4+μ5P5)/100
式中,B41(li)表示线路li的混凝土运行道安全指数;
μ1、μ2、μ3、μ4、μ5表示抗滑性、防噪性、平稳性、反光性、耐久性的权重;
P1、P2、P3、P4和P5表示混凝土运行道抗滑性、防噪性、平稳性、反光性、耐久性的测评值,五项的测评值范围为[0,100],最后统一归一化为[0,1]。
2.4.2线路风雨雪量指数B42的计算表达式为:
B42(si)=σ1·FS+σ2·YL+σ3·XL
式中,B42(si)表示统计时期内,线路li的风雨雪量指数;
σ表示风速安全指数、雨量安全指数、雪量安全指数的测评值的权重;
FS、YL、XL分别表示风速安全指数、雨量安全指数、雪量安全指数的测评值,测评值范围为[0,10],最终统一归一化为[0,1]。
2.4.3线路温度指数B43的计算表达式同1.3.1。
2.4.4线路湿度指数B44的计算表达式同1.3.2。
2.5线路管理指标B5的计算表达式为:
式中,B5(li)表示统计周期内,线路li的管理指标安全综合评价值;
ηj表示线路管理指标各项下级指标的权重。
2.5.1人员安全指数B51的计算表达式为:
B51(li)=φ1·P+φ2·(1-W)+φ3·Z
式中,B51(li)表示统计周期内,线路li的人员安全指数;
P表示统计周期内,员工业务考核通过率,取值为[0,1];
W表示统计周期内,员工违规违章操作率,取值为[0,1];
Z表示统计周期内,员工的综合能力指数,取值为[0,10],最终归一化为[0,1];
φ表示各项内容的权重。
2.5.2制度安全指数B52的计算表达式为:
式中,B52(li)表示统计周期内,线路li的制度安全综合评价值;
Y表示统计周期内,应急救援能力的水平,取值为[0,10],最后归一化为[0,1];
S表示统计周期内,安全规章制度的完备性取值为[0,10],最后归一化为[0,1];
R表示统计周期内,专业技术人才配备率取值为[0,10],最后归一化为[0,1];
表示Y的权重,表示S的权重,表示R的权重。
2.6线路事故指标B6的计算表达式为:
式中,B6(li)表示统计周期内,线路li的事故指标安全综合评价值;
ψj表示事故率指数、平均事故损失程度的权重。
2.6.1等效事故率指数B61的计算表达式为:
B61(li)=1-∑ak/L
式中,B61(li)统计期内,线路li等效事故率指数;
ak为统计期内线路li发生第k种事故的次数;
L表示一年内列车行车的百万车公里数。
2.6.2平均事故损失程度B62的计算表达式为:
式中,B62(li)表示统计时期内,线路li的平均事故损失程度;
SSmax表示线路li最高等级事故对应的损失估值;
Sk表示统计时期内线路li第k次事故的损失值;
m表示统计时期内线路li发生事故的次数。
3组合赋权计算指标权重
3.1通过层次分析法确定旅客捷运系统的线路、车站运营安全评价指标权重,步骤如下:
3.1.1构建两两判断矩阵对于每个判断矩阵,都应满足且aii=1,其中元素aij表示指标ai对aj的重要程度。aij的分级标准按照Saaty 1-9标度法,见表4。
表7 Saaty 1-9比例标度表
因素i比因素j | 量化值 | 说明 |
同等重要 | 1 | 对目标的贡献相同 |
稍微重要 | 3 | 重要 |
较强重要 | 5 | 确认重要 |
强烈重要 | 7 | 重要程度明显 |
极端重要 | 9 | 重要程度很明显 |
两相邻判断的中间值 | 2,4,6,8 | 需要折中时取值 |
3.1.2计算各指标权重向量。对于判断矩阵A,可以看作计算A的最大特征根及特征向量问题,计算A·W=λmax·W的最大特征根与特征向量,再归一化特征向量,即可得该判断矩阵对应的指标权重W。
表8平均随机一致性指标RI标准值
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
RI | 0 | 0 | 0.52 | 0.89 | 1.12 | 1.24 | 1.36 | 1.41 | 1.46 | 1.49 |
3.1.3一致性检验。计算一致性指标再计算只要CR<0.1就可以接受判断矩阵的一致性,否则需要调整判断矩阵并继续做一致性检验。
3.2熵值法计算指标权重的步骤如下:
3.2.1定义原始数据评价矩阵m表示待评价对象数量,n表示评价指标的个数,xij表示第i个样本的第j项层次分析法指标的评价值。
3.2.2数据标准化处理,
3.2.3标准化数据归一化处理且0<P(xij)<1;
3.2.4计算第j列评价指标的信息熵当pij=0时,ej=0;
3.2.5计算评价指标的熵权W2i=1-ej,j=1,2,...,n;
3.3组合权重W=a·W1+(1-a)·W2,W1表示层次分析法计算出的指标权重,W2表示采用熵值法计算出的指标权重,a表示层次分析法计算出的权重值在组合赋权中的占比。
3.4计算各指标评价值xij表示第j个评价对象的第i个指标的评估数值;
实施例
本实例中,对首都机场2016年某一个月中23天的运营数据进行综合评估评估。评估对象为首都机场旅客捷运系统T3C、T3E、T3D三个车站,捷运系统整条线路。通过前述评价指标量化计算方法计算指标值,构建判断矩阵和评价指标原始矩阵,各车站量化后的评价值如下表6、表7所示:
表格6:首都机场旅客捷运系统车站运营数据处理样本
表格7首都机场旅客捷运系统线路运营数据处理样本
最终采用层次分析法计算得车站运营安全评价各二级指标的权重为WS1=[0.24810.1017 0.0415 0.1054 0.0527 0.1054 0.0527 0.0390 0.0172 0.0780 0.11880.0394]。
同理,求得大型枢纽机场旅客捷运系统线路运营安全评价各个二级指标的权重为WL1=[0.2598 0.2598 0.0556 0.0556 0.0174 0.0556 0.0200 0.0278 0.0561 0.01860.0495 0.0164 0.0165 0.0165 0.0562 0.0187]。
根据车站样本数据,运用前述熵值法求得大型枢纽机场旅客捷运系统车站运营安全评价各个指标的权重为WS2=[0.2651 0.1519 0.1716 0.0778 0.0869 0.0666 0.05440.0251 0.0414 0.0256 0.0078 0.0256]。将该权重应用于车站的综合安全评价中,同样运用前述熵值法,求得大型枢纽机场旅客捷运系统线路运营安全评价各个指标的权重为WL2=[0.0589 0.2008 0.0719 0.0672 0.0814 0.0216 0.0779 0.0664 0.0544 0.1029 0.04280.0486 0.0581 0.0399 0.0035 0.0035]。
根据前述组合赋权方法将前述大型枢纽机场旅客捷运系统车站(WS1与WS2)、线路(WL1与WL2)两组权重进行组合,得出大型枢纽机场旅客捷运系统车站的组合权重为WS=[0.2636 0.1219 0.0847 0.0939 0.0674 0.0892 0.0536 0.0333 0.0301 0.0534 0.05890.0493],线路运营安全评价各个指标的组合权重为WL=[0.1794 0.2362 0.0641 0.06270.0380 0.0488 0.0389 0.0413 0.0634 0.0443 0.0528 0.0274 0.0300 0.0249 0.03110.0167]。
结合样本数据,进行综合评价得到首都机场旅客捷运系统车站的运营安全评价值为S=[0.8000 0.7915 0.7945 0.8124 0.8128 0.7790 0.7776 0.7857 0.7877 0.80270.8005 0.8086 0.8028 0.7921 0.8099 0.8001 0.7969 0.7961 0.7905 0.8208 0.78280.8115 0.8046],线路运营安全评价值为L=[0.8078 0.8077 0.8087 0.8190 0.81230.8024 0.7962 0.7934 0.7997 0.8043 0.8006 0.8239 0.8181 0.8148 0.8108 0.80520.8041 0.8049 0.8098 0.7974 0.8213 0.7862]。
参考《民用航空安全管理规定》、《城市轨道交通安全运营管理办法》及《城市轨道交通安全验收评价细则》文件,实地调研首都机场APM系统运营管理中心,并进行基础数据分析,结合前述建立的大型枢纽机场旅客捷运系统安全评价指标体系,将旅客捷运系统车站和线路运营安全划分为5个等级,具体如表8所示。
表格8大型枢纽机场旅客捷运系统车站和线路运营安全评价等级
依据前述综合安全评价值,首都机场旅客捷运系统车站运营安全的综合评价等级为二级、三级、三级、二级、二级、三级、三级、三级、三级、二级、二级、二级、二级、三级、二级、二级、三级、三级、三级、二级、三级、二级、二级;首都机场旅客捷运系统线路运营安全的综合评价等级为二级、二级、二级、二级、二、二、三级、三级、三级、二级、二级、二级、二级、二级、二级、二级、二级、二级、二级、三级、二级、三级。得出这23天首都机场旅客捷运系统车站与线路运营安全状态较好。
综上所述,本发明为大型枢纽机场旅客捷运系统车站、线路运营安全提出了一套评价指标体系,并结合理论方法量化评价,以实现对大型枢纽机场旅客捷运系统运营安全态势的评估,为系统运营安全管理提供了决策依据。
利用本发明的评价指标体系与评价方法能够简单有效地对大型枢纽机场旅客捷运系统线路、车站运营安全进行合理评价。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价方法,其特征在于,包括:
构建枢纽机场旅客捷运系统的车站和线路运营安全评价指标体系,并根据相应量化标准计算各项评价指标的量化值;
通过层次分析法与熵值法组合赋权确定各项评价指标的权重;
根据各项评价指标的量化值和权重,计算出车站和线路运营安全的评价值;
根据所述车站和线路运营安全的评价值,确定车站和线路运营安全的状态或风险等级。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,车站运营安全评价指标体系包括:客流指标A1、设备指标A2、环境指标A3和管理指标A4;其中,客流指标A1由闸机负荷度A11、站台客流密度A12和自动扶梯拥挤度A13构成,设备指标A2由自动扶梯安全指数A21、照明系统安全指数A22、空调系统安全指数A23和屏蔽门系统安全指数A24构成,环境指标A3由车站温度指数A31、车站湿度指数A32构成,管理指标A4由车站应急能力指数A41、安全预案完善指数A42和管理员业务能力指数A43构成。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,线路运营安全评价指标体系包括:车站指标B1、客流指标B2、设备指标B3、环境指标B4、管理指标B5和事故指标B6;其中,车站指标B1由线路上各个车站的运营安全评价值融合求得,客流指标B2由线路能力负荷度B21构成,设备指标B3由中控子系统安全指数B31、车辆子系统安全指数B32、配电子系统安全指数B33、轨旁子系统安全指数B34、弱电子系统安全指数B35和维修基地安全指数B36构成,环境指标B4由混凝土运行道安全指数B41、线路风雨雪量指数B42、线路温度指数B43和线路湿度指数B44构成,管理指标B5由人员安全指数B51和制度安全指数B52构成,事故指标B6由线路等效事故率B61和平均事故损失程度B62构成。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的通过层次分析法与熵值法组合赋权确定各项评价指标的权重,包括:
3.1通过层次分析法确定旅客捷运系统的线路、车站运营安全评价指标权重,步骤如下:
3.1.1构建两两判断矩阵对于每个判断矩阵,都满足且aii=1,其中元素aij表示指标ai对aj的重要程度,aij的分级标准按照Saaty 1-9标度法,见表1:
表1 Saaty 1-9比例标度表
3.1.2计算各指标权重向量,对于判断矩阵A,计算A·W=λmax·W的最大特征根与特征向量,再归一化特征向量,即可得该判断矩阵对应的指标权重W;
表2 平均随机一致性指标RI标准值
3.1.3一致性检验,计算一致性指标再计算当CR<0.1,则接受判断矩阵的一致性,否则需要调整判断矩阵并继续做一致性检验;
3.2熵值法计算指标权重的步骤如下:
3.2.1定义原始数据评价矩阵m表示待评价对象数量,n表示评价指标的个数,xij表示第i个样本的第j项层次分析法指标的评价值;
3.2.2数据标准化处理,
3.2.3标准化数据归一化处理且0<P(xij)<1;
3.2.4计算第j列评价指标的信息熵当pij=0时,ej=0;
3.2.5计算评价指标的熵权W2i=1-ej,j=1,2,...,n;
3.3组合权重W=a·W1+(1-a)·W2,W1表示层次分析法计算出的指标权重,W2表示采用熵值法计算出的指标权重,a表示层次分析法计算出的权重值在组合赋权中的占比,根据参考文献定值为0.6。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述的根据各项评价指标的量化值和权重,计算出车站和线路运营安全的评价值,包括:
车站运营安全指数的计算表达式为:
S(Sij)=α1A1+α2A2+α3A3+α4A4
式中,S(Sij)表示第i条线路的第j个车站的运营安全评价值;
α1为评价指标A1的权重,α2为评价指标A2的权重,α3为评价指标A3的权重,α4为评价指标A4的权重;
线路运营安全评价值B的计算表达式为:
B(li)=δ1·B1+δ2·B2+δ3·B3+δ4·B4+δ5·B5+δ6·B6
式中,B(li)表示在统计周期内,线路li的运营安全综合评价值;
δ1为评价指标B1的权重,δ2为评价指标B2的权重,δ3为评价指标B3的权重,δ4为评价指标B4的权重,δ5为评价指标B5的权重,δ6为评价指标B6的权重。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的根据所述车站和线路运营安全的评价值,确定车站和线路运营安全的状态或风险等级,包括:
将旅客捷运系统车站和线路运营安全划分为5个等级,具体如表5所示。
表格3 大型枢纽机场旅客捷运系统车站和线路运营安全评价等级
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