鐵路車站調車作業影響因素分析

楊 雄，王夢君，文 超 ，李 靜，陳 彪

(1.中國鐵路廣州局集團有限公司 株洲車站，湖南 株洲 412008；2.中國鐵路廣州局集團有限公司 衡陽車務段，湖南 衡陽 421002；3.西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031)

0 引言

貨物運輸是將同一去向的貨流集結在一起形成車流，將同一去向的車流集結在一起形成列流。在貨物從貨流集結成列流的過程中，調車工作發揮著重要作用。安全合理的調車工作能減少貨物集結車小時和貨物在站停留時間，加速貨物周轉，能充分發揮鐵路貨物運輸的優勢。通過對鐵路局集團公司近4年來行車事故的統計分析，發現調車事故在鐵路行車事故中占很大比例，為66.7%。此外，影響調車作業的因素較多，如何從眾多因素中找出關鍵因素，提出相應的控制措施對保障調車作業的安全具有重要意義。

調車作業安全問題一直是鐵路運輸安全的重點，且調車作業易受到內部系統和外部環境的影響[1]。相關學者對調車工作也展開了有關研究，并取得重要的研究成果，為調車工作的安全進行奠定了基礎。馬毅、劉朋鑫[2-3]基于人、機、環境系統論，對影響調車作業安全的因素進行全面分析，完善調車作業安全評價研究體系。謝博才、唐國榮、張琢等[4-6]基于調車作業現狀，找出影響調車安全作業的關鍵因素，并提出相關有效措施。事故樹模型成為分析鐵路調車作業的主要方法，能較為系統地對作業過程進行分析，為車站調車作業安全管理提供相關 依據[7-8]。

目前對調車作業的影響因素及相關方法的研究，多是從人員、管理、設備以及環境等方面出發建立模型及算法，且相關的模型多建立在一定的假設基礎上，不能完全反映出車站調車作業實際過程，大多對問題進行一定程度的簡化，缺乏結合實際調車作業過程對影響調車作業的因素進行微觀分析和細化研究。因此，通過具體車站調車作業過程，解析調車作業影響因素，并基于調車作業人員的現場經驗知識對各影響因素進行分析具有重要意義。

1 調車作業影響因素分析

調車作業由參與調車作業的人員根據調車作業計劃實時進行，整個作業過程需要多個崗位工種的配合，如需要行車室人員合理安排線路股道排列調車進路、需要調車組作業人員對車輛進行摘掛等。可以看出影響鐵路調車作業安全的內外部因素很多，如何從中得出影響調車作業的關鍵因素是研究的 關鍵。

1.1 調車作業影響因素

鐵路調車作業的影響因素大致可以分為人員因素、設備因素、環境因素以及管理因素。對各因素進行細化分類，能更好地分析調車作業情況，便于車站從微觀層面制定措施，減少對調車作業的影響，提高調車作業效率。

（1）人員因素。在調車作業中，人的主導性、主觀能動性及其創造性等能對調車作業產生不同程度的影響，故人員在調車作業中起著主導作用。調車作業人員因素示意圖如圖1所示，其他人員是指如貨主、鐵路沿線居民等。

圖1 調車作業人員因素示意圖Fig.1 Human factors in shunting operations

（2）設備因素。在調車作業中，鐵路設備是調車工作正常有序進行的基礎，同時也是調車作業安全的保障。調車作業設備因素示意圖如圖2所示。

圖2 調車作業設備因素示意圖Fig.2 Equipment factors in shunting operations

（3）環境因素。調車作業環境因素可以分為內部環境和外部環境。內部環境是指調車工作場所周圍的空間。外部環境是指外部對調車安全的影響，主要是自然環境的影響，如自然災害(地震、山體滑坡等)、天氣影響(如暴風雨雪等)。調車作業環境因素示意圖如圖3所示。

圖3 調車作業環境因素示意圖Fig.3 Environmental factors in shunting operations

（4）管理因素。調車作業中的管理因素是指車站通過一系列的安全管理工作來保障調車作業安全有序進行，杜絕或最大限度地減少調車事故的發生，如從管理制度上降低作業風險，從管理盯控中把控關鍵要點，定期組織調車作業人員的安全培訓、建立健全合理規范的作業流程和作業制度、事故應急響應預案等。

1.2 層次分析法

層次分析法是一種將定性和定量兩者相結合的多目標決策分析方法。層次分析法流程圖如圖4所示，首先對研究問題進行層次劃分，建立層次結構，再選取各層指標的標度，構造判斷矩陣，最后進行層次單排序及一致性檢驗。

圖4 層次分析法流程圖Fig.4 AHP flow chart

1.2.1 建立問題的遞階層次結構

將復雜問題細化成各組成部分，把這些因素按屬性不同分成若干組，以形成不同層次。同一層次的因素作為準則，對下一層次的某些因素起支配作用，同時它又受上一層次因素的支配。這種從上至下的支配關系形成了一個遞階層次。處于最上面的層次通常只有1個因素，一般是分析問題的預定目標或理想結果。中間層次一般是準則、子準則。最低一層包括決策的方案。層次之間因素的支配關系不一定是完全的，即可以存在這樣的因素，它并不支配下一層次的所有因素。

1.2.2 選取標度

標度體現的是事物間相互比較的結果，并將這種結果進行量化。標度值是根據資料數據、專家的意見和系統分析人的經驗經過反復研究后確定。標度值及其含義如表1所示，表1中2，4，6，8表示第i個因素與第j個因素影響介于上述2個相鄰等級之間。

表1 標度值及其含義Tab.1 Scale values and their meanings

1.2.3 構造判斷矩陣

建立遞階層次結構以后，上下層次之間因素的隸屬關系就被確定，再根據各因素間的影響強度選取合適的標度，最后構成判斷矩陣。

設某層有n個因素，即X= {x1，x2，…，xn}，需比較它們對上一層某一準則的影響程度，確定在該層中相對于某一準則所占的比重。對任意2個因素i與j，用aij表示第i個因素與第j個因素的比較結果，則判斷矩陣計算公式為

其中滿足aij＞ 0，aij=1，aji=，且i，j =1，2，…，n。

1.2.4 層次單排序及一致性檢驗

層次單排序是確定下層各因素對上層某因素影響程度的過程。通過計算判斷矩陣A的最大特征值λ及其對應的特征向量W，經過歸一化后即為同一層次相對應因素對于上一層次某因素相對重要性的排序權值。通過成對比較判斷矩陣能客觀地反映一對因子的影響力差別，但是還需對其進行一致性檢驗。

（1）一致性指標計算。一致性指標是用來衡量同一層各指標對上層某指標影響的不一致程度。一致性指標越大，用最大特征值對應的特征向量作為被比較指標對上層某指標影響程度的權向量，其不一致程度越大，引起的判斷誤差越大。一致性指標的計算公式為

式中：CI為一致性指標；λ為判斷矩陣A的最大特征值；m為判斷矩陣A對角線元素之和。

（2）查找隨機一致性指標RI。平均隨機一致性指標是多次重復進行隨機判斷矩陣特征根計算后取算術平均得到的，隨機一致性指標RI如表2所示，矩陣同一階數下的RI取值是一定的。

表2 隨機一致性指標RITab.2 Random consistency indicator RI

（3）計算一致性比率CR。當CR＜0.1時，可認為判斷矩陣的不一致度在容許范圍之內，否則要對判斷矩陣進行適當的調整。一致性比率CR的計算公式為

2 實例分析

通過分析可得出影響調車作業的因素較多，且各因素之間存在一定的關聯性，以醴陵南站為實例，結合層次分析法分析車站調車作業的影響因素，并基于分析的結果提出具體的調車作業措施。

2.1 醴陵南站調車作業流程

醴陵南站調車作業流程如圖5所示。車站調度員在階段計劃中安排調車作業計劃，并負責編制、傳達布置調車作業計劃；調車指揮人傳達調車作業計劃，組織組內人員正確及時完成調車作業計劃，并將作業計劃重點、要點交代清楚；車站值班員根據調車作業計劃，合理安排到發線使用，認真執行車機聯控；連結員根據調車作業計劃和調車指揮人的布置，做好準備工作，負責非集中區道岔、進路的檢查、準備及確認；扳道員根據調車作業計劃和車站值班員的布置及時準備進路，并按規定與司機或調車人員執行要道還道相關要求；內勤助理值班員根據調車作業計劃和車站值班員的布置及時排列進路；外勤助理值班員根據車站值班員的布置做好接發列車工作。

圖5 醴陵南車站調車作業流程圖 Fig.5 Flow chart of shunting operations at Liling South Station

2.2 調車作業影響因素分析

根據上述影響調車作業的因素，構建層次結構模型，得到調車作業影響因素層次結構如圖6所示。

圖6 調車作業影響因素層次結構圖 Fig.6 Hierarchical structure of influencing factors of shunting operations

依據圖6中的層次結構確定判斷矩陣，結合鐵路現場各工作人員的經驗，對不同層不同項進行兩兩比較，從而確定出調車作業影響因素的權重分布。指標層A的判斷矩陣為

根據公式 ⑷ 計算出判斷矩陣A最大特征根和平均特征向量，并對判斷矩陣A進行一致性檢驗，指標層A權重計算結果如表3所示。

表3 指標層A權重計算結果Tab.3 Weight calculation results of indicator layer A

對指標層A1，A2，A3，A12和A15按照對指標層A的分析思路進行分析，構建指標層的判斷矩陣，計算出最大特征根和平均特征向量，進行矩陣一致性檢驗，最終各指標權重值如表4所示。

從表4可得出人員因素A1，設備因素A2，環境因素A3以及管理因素A4對調車作業影響的權重依次為0.463 9，0.071 9，0.071 9，0.392 3。其中，人員因素A1權重最大。結合醴陵南站實際生產過程，提出以下提升車站調車作業安全相關建議。

表4 各指標權重值 Tab.4 Weight value of each indicator

（1）具體化車站管理人員職責。車站管理人員在人員因素中的權重最大，為0.401 9，是影響車站調車作業的重要因素，故在實際調車工作中，車站管理人員要認真負責地對調車作業各環節進行把控。結合醴陵南站站場實際情況，往東貨場進行調車作業時經常出現壓信號調車，增加調車作業風險，為防止或減少車站壓信號調車，制定調車作業每次不能超過10鉤計劃，必須超過時需經管理人員審核批準。并規定壓信號調車作業時，行車室或信號樓盯控作業人員必須現場盯控，做好實時記錄。對于排列的壓信號調車進路必須將進路上的道岔單鎖。此外，車站管理人員加強對調車作業監控的回放分析，每天對調車班組存在的問題進行通報，且在完工會上積極聽取調車班組現場遇到的相關問題并及時處理。

（2）提高車站調度員能力水平，優化調車作業計劃。車站調度員是調車作業的領導者，在人員因素中的權重為0.325。在編制調車作業計劃前，車站調度員必須準確掌握線路容車數、停留車位置以及對貨位等情況。編制的調車計劃要充分利用調車機車能力，并考慮到室外調車作業人員、室內工作人員以及機車司機等的作業量。醴陵南站車站調度員可采取主要利用車站專用調車機車進行東西貨場的調車作業，利用本務機車進行來往茶陵、醴陵方向的取送車作業。

（3）合理分配調車組人員和信號樓工作人員工作。調車組人員、信號樓工作人員在人員因素中的權重分別為0.053 2和0.157 5。調車組人員根據調車計劃解編車輛，調車作業前對線路存車位置、車輛防溜情況和線路條件等進行檢查；在調車作業時，調車組人員要分別對車列兩邊進行仔細檢查，確認貨物裝載狀態和有無危及調車作業安全情況，信號樓工作人員根據調車作業計劃布置進路，合理安排車站的線路使用，盯控作業人員每班現場檢查1次防溜情況并到站調室輸入檢查記錄，助理值班員通過智能鐵鞋管理系統每4 h檢查1次防溜情況并輸入檢查記錄，調車組人員每12 h檢查1次防溜情況并登記《防溜登記本》。

（4）統籌設備因素、環境因素和管理因素，合理化調車作業。在設備因素、環境因素和管理因素中，管理因素權重最大，應根據調車作業中存在的問題，做好培訓工作，健全作業制度；無線調車燈顯設備在設備因素中的權重最大，為0.455 5。車站根據調車組反饋的情況，每周及時對無線調車燈顯設備使用情況進行統計；下雨和高溫天氣在環境因素中權重占比較大，分別為0.310 3和0.351 1，故車站調度員在編制調車計劃時應充分考慮室外調車人員的工作環境，合理安排調車作業時間。

3 結束語

通過對醴陵南站的調車作業影響因素進行分析，并結合分析結果提出加強對車站調車作業管理的具體措施。基于調車作業實際過程對其影響因素進行細化分析，能輔助支持鐵路車站調車作業標準和制度的制定。調車作業作為鐵路貨運工作的重要組成部分，分析調車作業影響因素，是保障鐵路貨運高效、有序生產的前提。未來以調車作業影響因素為基礎，可對鐵路車站調車工作安全系統進行分析和評價，找出調車工作的關鍵環節，便于車站及時調整調車工作，適應現場實際情況。