基于層次分析法的既有線電氣化鐵路施工風險分析

孫曉蘇 上海鐵路局建設管理處

近年來，我國既有線鐵路電氣化工程發展迅速，既有線鐵路電氣化工程工序復雜，安全事故的風險較大，強化對既有線電氣化工程施工的風險評估顯得很重要。層次分析法處理問題的程序與管理者的思維程序、分析解決問題的步驟相一致，有較廣泛的應用性，易于理解和操作。本文闡述了基于層次分析法的既有線鐵路電氣化施工風險評估。

1 層次分析法簡介

首先對項目進行深入調查研究和專家咨詢，結合經驗，首先確定評價目標，再明確方案評價的準則和各指標，然后把目標、評價準則和評價方案構成一個層次結構模型。評價模型確定后，按照一定規則對因素層和子因素層間各元素的相對重要性給出評估和賦值，對各個風險因素進行兩兩比較評分，得出若干兩兩判斷矩陣。然后計算各判斷矩陣權重、排序，并作一致性檢驗。最后計算綜合總評分，總評分最高者即為風險最大的方案。

2 基于層次分析法的鐵路既有線施工風險分析和評估

2.1 建立風險分析模型

鐵路既有線電氣化施工風險可以分為經濟風險、政策變化風險、人員風險、技術風險、管理風險等幾大類，每類均有一些顯著的風險因素。經分析后，建立起如表1所示的層次分析結構圖。B6-環境風險；C11-物價上漲；C12-資金供應緊張；C13-成本控制不好；C21-政策法規變化；C22-地方政府相關部門干涉；C31-人才流失；C32-員工素質問題；C41-設計問題；C42-設計方案不合理；C43-設備故障；C51-安全質量事故；C52-施工延誤；C53-承包商違約；C54-協調機制不完善 ；C61-地震、火災、雷電等；C62-地質問題

表1 既有線鐵路電氣化工程施工風險層次分析結構

2.2 建立因素兩兩比較評分和判斷矩陣

通過專家調查表收集有關數據，從第二層開始，按表2所示的規則對因素層和子因素層間各元素的相對重要性給出評估和賦值，對各個風險因素進行兩兩比較評分，得出若干兩兩判斷矩陣。

表2 項目風險評價分值表

根據表2，構造A-B層次的判斷矩陣如表3：

表3 A-B層次判斷矩陣

2.3 計算判斷矩陣權重、排序，并作一致性檢驗

以計算A-B層次矩陣相關參數為例進行說明：

(1)求判斷矩陣每行所有元素幾何平均值：

(Aw)i-向量(Aw)的第i個元素。

式中：CI-一致性指標；

n-判斷矩陣階數。

查隨機一致性指標（如表4所示）RI=1.24(n=6)，有：CI/RI=0.0615/1.24=0.04960<0.1

因此，A-B層次判斷矩陣滿足一致性檢驗要求。

表4 隨機一致性指標RI

B-C 層次需計算 B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C、B6-C六個判斷矩陣，計算原理同A-B層次判斷矩陣。

2.4 對各層次進行綜合計算，然后對相對權重進行總排序

對某一評價方案的某一評價指標而言，設各層次評價的相對權重為Wi，Wij，Wijk……則該評價指標的相對權重為：

層次總排序是指同一層次所有因素對于最高層(總目標)相對重要性的排序權值。這一過程是從最高層次到最低層次逐層進行的。若上一層次A包含n個因素B1，B2…Bn，它們對于因素aj的層次單排序權值分別為b1j，b2j…bnj，（ 當 Bk與 Aj無聯系時，Bkj=0），此時B層次總排序權值由表5給出。

表5 B層次總排序表

然后，同樣對風險層次總排序進行一致性檢驗。從高到低逐層進行的，如B層次某些因素對于Aj單排序的一致性指標CIj，相對應的平均隨機一致性指標為RIj，則B層次總排序隨機一致性指標比率為：

當CR<0.1時，可認為層次總排序結果具有滿意的一致性，否則需要重新調整判斷矩陣的元素值。

由此可得C層次的排序，如表6所示：

表6 C層次排序表

由以上計算表來看：（1）權重最大的是資金供應緊張，為0.2，其次是安全質量事故為0.1674，物價上漲和成本控制不好的權重都是0.1，這四者的權重都在（0.1，1）區間，屬于嚴重風險，應當加以研究并嚴加監控，加大防范力度。（2）C21-政策法規變化；C22-地方政府相關部門干涉；C31-地震、火災、雷電等自然因素；C32-軌道結構與施工方法不相適應；C41-設計問題；C42-設計方案不合理；C43-設備故障；C52-施工延誤；C53-承包商違約；C54-協調機制不完善；C61-地震、火災、雷電等；C62-地質問題的權重都在(0.01，0.1)區間，屬一般風險，項目管理者要給予足夠重視，作出準確判斷。要防止其萬一發生造成大的損失。

由此可見，經濟風險和管理風險相對來說是比較重要的，需要重點防范，以減少安全事故的發生。

3 結束語

采用層次分析法對既有線電氣化鐵路進行風險評估，可使決策更為科學。在應用此分析方法時，判斷矩陣是評估者個人進行比較后得出的，不同的人做出的判斷矩陣可能不同。層次分析法結論的質量依賴于專家的知識、經驗和判斷。由于受計算規則的限制，當風險因素的數目太多時，結果的可能性會受到一定的影響。