鐵路調車作業人身安全綜合評價的研究

張 斌

（武漢鐵路局 職工教育基地，襄陽 441001）

鐵路調車作業人身安全綜合評價的研究

張 斌

（武漢鐵路局 職工教育基地，襄陽 441001）

針對以安全檢查表評價法評價調車作業人身安全存在的不足，提出以該評價法為基礎的主成分分析評價模型。以某編組站為例，借助SPSS20.0軟件對該站調車系統5 個單元調車作業人身安全進行綜合評價。實際應用結果表明，運用提出的模型有利于車務安全部門對調車作業人身安全進行全面深入的分析、針對主要問題采取改進措施。

主成分分析；安全檢查表；調車作業；人身安全；綜合評價

為掌握調車作業人身安全狀況，鐵路車務系統安全部門廣泛采用安全檢查表評價法進行評價。安全檢查表評價法[1]是一種簡便易行的評價方法，它根據系統安全分析的結果，把所有可能導致事故的不安全因素集中起來，列成檢查項目的清單（安全檢查表），發給參與評價的人員；評價時，仿照清單所列項目逐項檢查，按規定的計值方法進行評定。按照計值方法的不同，安全檢查表評價法可分為逐項賦值法、加權平均法、單項定性加權計分法等。

實際評價中，可能導致調車作業人身安全事故的不安全因素很多，因此，評價調車作業人身安全的指標也很多，采用上述方法雖可以得到調車作業人身安全等級，但無法體現主要指標在全部因素中的作用[2]，繼而不便于針對主要問題采取改善措施。為彌補此不足，可在上述方法的基礎上采用主成分分析對調車作業人身安全進行評價。

主成分分析[3]是統計學中的一種多元分析方法，目的在于利用降維的思想，把原來存在相關關系的多變量轉化為少數幾個互不相關的變量（主成分），用較少變量反映原始變量的大部分信息，且所含信息互不重復。這種方法在研究由多個變量描述事物的總體或樣本時,將復雜因素歸結為幾個主成分，使問題簡單化，同時也得到更加科學、有效的數據信息。

1 評價模型

1.1 評價指標建立

依據調車作業人身安全有關標準、規程、規范及規定，結合調車作業人身安全事故案例分析、系統分析及實踐經驗總結,某鐵路局A編組站編制了調車作業人身安全安全檢查表，分析其檢查項目可建立評價指標體系如表1所示。

1.2 評價指標賦值方法

由車務安全部門評價人員對評價對象的表1所列各項指標進行調查，依據安全狀況給評價對象各指標評分，各指標取值可分為優（9～10）、良（8～8.9）、中（7～7.9）、差（6～6.9）和不及格（6分以下）5個安全等級，分數越高表明評價對象在該指標方面的安全狀況越好。

1.3 評價步驟

依照主成分分析基本原理，結合表1所示指標體系，評價包括以下5個步驟[3-4]：

表1 調車作業人身安全評價指標體系

（1）根據評價指標體系對第i（i=1,2,…,m）個評價對象的n（n=40）個評價指標分別評分，對原始X=(xij)m × n，對應標準化矩陣Z中的元素

（3）計算相關系數矩陣的特征值和特征向量，得到相關矩陣特征值（方差）表及主成分載荷矩陣。用yj表示該矩陣中的主成分并順次稱為第l，第2，…，第j個主成分。

（4）計算各主成分的方差貢獻率和累計貢獻率,分別用ξj和θj表示，一般選擇累計貢獻率＞85%的前j個主成分。

（5）構造綜合評價函數如式（1）所示，對第i個評價對象的調車人身安全作出綜合評價。

式（1）中，ξ1、ξ2，…，ξj分別為第1，第2，…，第j個主成分的方差貢獻率；y1，y2…，yj分別代表第1，第2，…，第j個主成分得分值，由式（2）算出。

式（2）中，zx1，zx2，…，zxn分別為第i個評價對象的第1，第2，…，第n(n=1，2，…，40)個指標的標準化數據；kj1、kj2，…，kjn為第j個主成分系數向量在指標zx1，zx2，…，zxn上的分量，而第j個主成分系數向量則由上述主成分載荷矩陣的第j列向量除以第j 個特征值的算術平方根得到[5]。

以上步驟可使用著名的統計分析軟件SPSS進行，能簡便、快速地得到準確計算結果。

2 評價實例

2.1 評價對象介紹

如前述A編組站，其調車系統包含駝峰調車區、峰尾調二作業區、峰尾峰尾調四作業區、峰尾調六作業區及駝峰峰尾共同作業區5個單元（A1，A2，…，A5）。2014年，該站安全科分季度對5個單元的表1所列各項指標安全狀況進行了專項檢查，其中，1月～3月評分情況如表2。使用前述逐項賦值法得到A1單元調車作業人身安全等級為良，其余單元均為中。要求在此基礎上對第1季度各單元調車作業人身安全進行綜合評價。

表2 調車作業人身安全專項檢查評分表

2.2 數據計算與分析

表2 調車作業人身安全專項檢查評分表（續）

借助SPSS20.0統計軟件進行主成分分析，得到相關系數矩陣特征值如表3所示，主成分載荷矩陣如表4所示。

表3 相關矩陣特征值

表4 主成分載荷矩陣

從表3可知，前3個特征值累計貢獻率達84.261%,基本符合選取主成分需累計貢獻率≥85%的標準，故選取前3個主成分Y1、Y2、Y3代表原40個指標的主要特征。

受篇幅限制，表4未列出所有數據但包含了前3個主成分位于前列的全部載荷值數據。從該表可看出, 上下車作業執行規定（X19）、不跨越車輛（X27）這2個指標在主成分Y1中具有較高載荷，Y1主要反映調車作業中作業人員遵守基本的上下車等規定狀況；不站在車鉤上（X24）、站在車梯上部避免被刮擠（X36）這2個指標在主成分Y2中具有高載荷，Y2主要反映調車作業人員在車輛運行中遵守不站在車鉤上、站在車梯上部規定的狀況；對安全關鍵因素強調布置（X6）、全組安全組長負責制落實（X5）這2個指標在主成分Y3中具有高（較高）載荷，Y3主要反映調車作業前班（組）長履行其負責本班組安全職責的狀況。

按前述方法可求得表2各指標評分的標準化數據、表4的各主成分系數向量（分量），利用該兩計算結果及表3主成分方差貢獻率，根據式（1）、式（2）可對A站2014年第1季度調車系統5個單元的調車作業人身安全進行綜合評價，如表5所示。

表5 調車作業人身安全綜合評價表

對表5可從3個角度進行分析：

（1）分析各單元綜合排名與按主成分排名情況，即在單元之間比較。如A1單元綜合排名第1，但其在Y2、Y3兩個主成分排名上僅居第2、第3位；A3單元綜合排名最后，其Y2主成分排名也是最后。

（2）分析每單元主成分得分情況，即在單元內各主成分之間比較。如A3單元在Y2主成分上得分最低但在Y1主成分上得分最高。

（3）分析各單元應優先解決的問題。主成分實際上也反映了各單元存在的主要問題，其中，得分最低的主成分反映的問題一般而言應優先解決，但根據式（1）某主成分對單元綜合評價分值的貢獻由其方差貢獻率和得分值乘積決定，故還需綜合這兩方面來判定每單元應優先解決的問題。如A3單元，若Y1、Y2得分值不是現在這樣 Y2得分遠低于Y1，而是接近（例如：Y1、Y2分別得-1分、-1.1分），因Y1方差貢獻率高其對單元綜合評價分值的貢獻（為負）絕對值更大，故其反映的作業中作業人員遵守基本的上下車等規定狀況不良的問題將應優先解決。若結合3個月來各單元調車作業人身安全專項檢查記錄情況分析，將能使應優先解決的問題更明確、具體。

3 結束語

調車作業人身安全是車務系統勞動安全的一個薄弱環節，抓好調車作業人身安全管理是深入開展安全風險管理新形式下車務安全部門需要探索的重要課題。某鐵路局A編組站的應用結果表明，運用本文以安全檢查表評價法為基礎的主成分分析評價模型評價調車作業人身安全，能幫助評價人員確定評價對象需解決的主要問題和應優先解決的問題；對比同一評價對象多個不同時期調車作業人身安全綜合評價和結果，則有助于發現這些問題的變化規律，評估改進措施和效果，為采取可明顯改善調車作業人身安全狀況的措施提供實證依據。

[1]韓買良．鐵路行車安全管理[M]．北京：中國鐵道出版社，2008：143-145.

[2]楊德偉．基于主成分分析法的鐵路車務站段調度員綜合評價[J]．鐵道運營技術，2010（4）：5-7．

[3]胡健穎，馮 泰.實用統計學[M]．北京：北京大學出版社，2001：324-329.

[4]王 平, 朱幫助. 基于主成分分析的企業自主創新項目評價[J].武漢理工大學學報：信息與管理工程版，2008（12）：987-988.

[5]林海明，張文霖．主成分分析與因子分析的異同和SPSS軟件—兼與劉玉玫、盧紋岱等同志商榷[J]．統計研究，2005 （3）：66-68．

責任編輯徐侃春

圖4 系統主界面圖

3 結束語

本文介紹了3D GIS技術在鐵路房地產信息管理中的應用方法，提出了建設基于3D GIS的鐵路房地產信息管理系統完整流程和解決方案。具體的應用實例表明，系統在房地產查詢與管理、房地產開發模擬、三維空間分析等方面優勢顯著，能夠提高鐵路房地產信息管理效率和水平，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1] 董良齊. 鐵路多經企業專業化重組整合有關問題的思考[J].鐵道運輸與經濟，2007（4）：65-66.

[2] 徐 忠. 關于鐵路房地產業發展趨勢的幾點思考[J]. 中國鐵路, 2007（10）： 59-62.

[3] 李德超，張瑞芝. BIM技術在數字城市三維建模中的應用研究[J]. 土木建筑工程信息技術， 2012, 4（1）：47-51.

[4] 朱 慶. 三維GIS及其在智慧城市中的應用[J]. 地球信息科學學報，2014 （16）：151-157.

[5] 馬彥力. 三維GIS大數據量場景[D].杭州：浙江大學，2013：24-31.

[6] 吳煥萍，潘 懋， 陳小紅，等. 淺悉3維地理信息系統技術[J].地理信息世界，2005， 3（1）：42-50.

責任編輯徐侃春

Comprehensive evaluation of personal safety for railway shunting operation

ZHANG Bin

( Staff Education Base, Wuhan Railway Administration, Xiangyang 441001, China )

In general, the safety checklist evaluation method is used to evaluate the personal safety for railway shunting operation, but this method is insufficient. This article put forward a evaluation model of principal component analysis based on this evaluation method. Taking a certain marshalling station as an example, this article made a comprehensive evaluation of personal safety for shunting operation in five units of its shunting system by means of SPSS20.0. Practical application results showed that the application of the model was helpful for traffic safety departments to analyze the personal safety for shunting operation and take improvement measures for main problems.

principal component analysis; safety checklist; shunting operation; personal safety; comprehensive evaluation

U292.2+5∶TP39

A

1005-8451（2016）12-0004-04

2016-05-12

張 斌，高級工程師。