鐵路調車場調速系統安全性能模糊評價分析

宋博洋

（西南交通大學峨眉校區 交通運輸系，四川 峨眉 614202）

在鐵路編組站的解編調車作業過程中，調速系統對調車場車輛溜放速度的控制是保證調車作業安全的關鍵環節。目前，按照調速設備和制式的不同，我國鐵路調車場調速系統主要分為3種：點式調速系統 (間隔制動和目的制動均為減速器)、點連式調速系統 (調速設備為減速器+減速頂)、連續式調速系統 (調速設備基本上為各種不同類型的減速頂)[1]。影響調速系統安全性能的因素較多，如調速制式和設備、調速系統的設計和投運年限、施工質量、能力利用率和承擔的解編工作量、作業人員的操作水平等[2]，僅以是否發生調車事故、調車事故的多少和大小、安全連掛率來評判調速系統的安全性能是不全面的。在影響調速系統安全性能的因素中，大部分因素只能確定其定性指標，具有模糊性。而模糊綜合評價法是應用模糊關系合成的原理，從多個因素對評判事物隸屬等級狀況進行綜合評判的一種方法。在模糊綜合評判中，指標的可綜合性問題是在模糊綜合評判過程中自然解決的，不需要專門的指標無量綱化處理。該方法適用性較強，既可用于主觀指標的綜合評判，又可用于客觀指標的綜合評判。因此，可采用模糊綜合評價法對調速系統的安全性能進行評價分析，以便有針對性地采取有效管理和防范措施。

1 模糊綜合評價法

1.1 確定調速系統安全性能評價因素集

建立影響調速系統安全性能的評價因素集，以各主要影響因素為元素組成評價因素集合，記為U。

影響調速系統安全性能的主要因素是設計質量和采用的技術設備條件、施工質量、作業人員操作水平、使用年限和維修質量、能力利用率和作業量等。因此，影響駝峰調速系統安全性能的評價因素集可確定為：U＝{設計和技術設備，施工質量，操作水平，使用年限和維修，能力利用率和作業量}。

首選以上5個因素作為定量分析指標，主要是考慮這5個因素對調速系統安全影響較大。在完成分析并根據分析結果進行改進后，依據整改到位情況，可以再將其他次級因素作為考量因素加以分析、優化和改進。

1.2 選定評價等級集

評價等級集一般根據經驗和要求加以確定，記為V。

通常vj可視為ui對不同評價等級的隸屬度，可根據經驗確定。調速系統安全性能及其影響因素可選定優、良、中、差4個等級作為評價等級集，即V＝{優，良，中，差}。

1.3 確立評價因素權重集

根據各因素對調速系統安全性能影響的重要程度，對各影響因素賦予相應的權重a1，組成評價因素權重集，記為A。

一個車站調速系統安全性能各影響因素的權重值，可在調查的基礎上，結合采用的調速制式、技術設備和系統的自動化程度由專家主觀確定。

1.4 建立單因素模糊綜合評判矩陣

通過對各影響因素進行單因素模糊評判，可得到每一因素的評價結果。例如，對i項影響因素的評價結果為：(ri1，ri2，…，rim)。由單因素評價結果即可建立單因素模糊綜合評判矩陣R。

1.5 進行模糊綜合評判決策

通過模糊向量評價因素權重集A和模糊綜合評判矩陣R的合成進行模糊變換，由此實現對調速系統安全性能的模糊綜合評判決策，其決策模型為：B＝A.R，即

在進行模糊變換時，采用 (∨，∧) 算子，按最大—最小運算法則進行。式中：∨、∧為模糊算子。∨表示取最大，稱為模糊加 (并)；∧表示取最小，稱為模糊積 (交)。即

bj是指在綜合考慮所有因素影響時，評價方案對評價等級集中第j個元素的隸屬度。對評價方案的決策是依據隸屬度的大小進行的。

決策模型的實質是對于每個等級的vj而言，只考慮rij中最大的起主要作用的因素，而忽略其他因素的影響，是一種“主要因素決定型”的綜合評判方法，比較適用于單因素綜合評判。

2 應用實例

對某區段站調速系統安全性能進行模糊綜合評判。該車站調車場共有6條股道，解編調車作業以駝峰為主，作業方式為單推單溜，主要承擔2個方向區段、摘掛列車的解編作業，日均解體 600 余輛，駝峰能力利用率為 0.80。調速制式為“微機可控頂＋減速頂”連續式自動調速制式，駝峰溜放部位和車場第一制動位為微機可控頂，由微機自動控制，車場股道內連掛區為普通減速頂，不需要外部控制，調速系統于 1999 年投入使用。

2.1 確定評價因素集

選定評價因素集為：U＝{設計和技術設備，施工質量，安全管理和操作水平，使用年限和維修質量，能力利用率和作業量}。

2.2 選定評價等級集

選定優、良、中、差4個等級作為評價等級集，V＝{優，良，中，差}。

2.3 確立評價因素權重集

根據車站采用的調速制式、調速系統的自動化程度和技術設備條件，通過對各因素影響調速系統安全性能的重要程度進行分析，確定評價因素權重集為：A＝{0.3，0.2，0.1，0.3，0.1}。

2.4 建立單因素模糊綜合評判矩陣

對首選的5個主要因素進行調查、測試、測量，并征求有關專家，以及設計、使用維修等單位及業務部門的意見，在整理、匯總和分析有關意見的基礎上進行單因素評判，得到以下單因素模糊綜合評判矩陣：2.5 進行模糊綜合評判

采用（∨，∧）算子，按最大—最小運算法則，求得車站調速系統安全性能的綜合評判結果如下。

同樣可得：b2＝0.2，b3＝0.2，b4＝0.1。

在此基礎上進行歸一化處理：

根據上述評判結果，按最大隸屬原則，可以得到結論：該區段站駝峰調速系統的安全性能為優。

[1] 陳佳玲，胡安洲，肖貴平. 鐵路行車安全保障系統[M]. 北京：中國鐵道出版社，1996.

[2] 趙吉安，肖貴平. 鐵路運輸安全管理[M]. 北京：中國鐵道出版社，1999.