一種軌道交通線路動態(tài)安全風險評價方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軌道交通線路動態(tài)安全風險評價方法，首先確定軌道交通線路動態(tài)安全風險評價動態(tài)指標體系，然后根據(jù)設(shè)備實時采集的數(shù)據(jù)計算各項動態(tài)指標值，最后基于區(qū)間二型模糊數(shù)和TOPSIS結(jié)合的新方法對軌道交通線路運營安全風險進行動態(tài)評價，更為精確地掌握軌道交通線路運營實時的安全狀態(tài)，為相關(guān)管理人員的決策提供技術(shù)支持，對于提高決策質(zhì)量具有非常重要的實際意義。
【專利說明】一種軌道交通線路動態(tài)安全風險評價方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通線路安全評價方法，尤其涉及一種軌道交通線路動態(tài)安 全評價方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的地鐵安全指標體系研究中，對軌道交通線路安全評價指標體系的研究還 不夠完善，軌道交通線路安全評價更多的是應(yīng)該從人、機、環(huán)、管等幾方面進行考慮。為使 指標體系的建立與現(xiàn)場業(yè)務(wù)充分結(jié)合，對典型大城市軌道交通進行深入調(diào)研分析，總結(jié)影 響運營安全的主要因素，對運營安全要素進行提取、凝練，構(gòu)建城市軌道交通運營安全"微 觀一中觀一宏觀"評估指標體系?，F(xiàn)有安全評價研究中，大多數(shù)采用的是靜態(tài)指標，并沒有 考慮環(huán)境變化和時間推移等因素對評價的影響，并不能真實準確地反映軌道交通線路運營 的實時安全狀態(tài)。
[0003]本發(fā)明另一重點在于軌道交通線路動態(tài)安全評價采用的方法。影響軌道交通線路 安全運營的因素錯綜復(fù)雜，有些因素對系統(tǒng)安全狀態(tài)的影響難以用精確數(shù)值來完全表達決 策者的偏好信息。而模糊數(shù)可以表示決策者主觀評價信息的不確定性，目前已經(jīng)在軌道交 通安全評價中得到廣泛應(yīng)用。然而現(xiàn)有的研究都是基于一型模糊數(shù)，而軌道交通線路系統(tǒng) 是由多個復(fù)雜的子系統(tǒng)組成，二型模糊數(shù)對于處理軌道交通線路的不確定性和復(fù)雜性更具 有優(yōu)勢。 N
[0004] 為進一步完善軌道交通線路運營安全評價理論，本技術(shù)提出一種基于區(qū)間二型模 糊數(shù)和TOPSIS結(jié)合的新方法對軌道交通路網(wǎng)運營安全進行動態(tài)評價，更為精確地掌握軌 道交通線路運營實時的安全狀態(tài)，為相關(guān)管理人員的決策提供技術(shù)支持，對于提高決策質(zhì) 量具有非常重要的實際意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軌道交通線路動態(tài)安全風險評價方法，具 體采用如下技術(shù)方案： 1.計算軌道交通線路安全評價指標值 城軌線路安全評價指標評價對象是線路，根據(jù)指標的評價對象，將指標分為客流指標、 設(shè)備影響運營指標、線路車站指標、管理指標和事故指標五類?？土髦笜税ǎ荷闲袇^(qū)間客 流風險指數(shù)、下行區(qū)間客流風險指數(shù)、車輛系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、信號系統(tǒng)影響運營風險 指數(shù)、供電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、通信系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、機電系統(tǒng)影響運營風險指 數(shù)、土建系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、屏蔽門系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、線路系統(tǒng)影響運營風險指 數(shù)、AFC系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、安檢系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、其他因素影響運營風險指數(shù)。 線路車站指標包括：線路車站客流綜合指數(shù)、線路車站環(huán)境綜合指數(shù)。管理指標：線路安全 管理指數(shù)。事故指標：線路等效事故率。各指標含義及計算方式如下： (1)上行區(qū)間客流風險指數(shù) 定義：反映上行列車里以及乘客上下乘降作業(yè)時發(fā)生的客流擁擠踩踏的風險。考慮高 峰小時最大斷面滿載率和滿載區(qū)間比例、滿載持續(xù)時間作為風險因素。
[0006] 指標說明：由于客流量的大小與時間相關(guān)，如早晚高峰客流量大，當超過該區(qū)間線 路的最大輸送能力時，運營安全受：到影響，需要采取相應(yīng)的限流措施或者是增加運力。
[0007] 計算公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種安全風險評價方法，特別是應(yīng)用于軌道交通線路的動態(tài)安全風險評價方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟： (一） 確定軌道交通線路動態(tài)安全風險評價指標：上行區(qū)間客流風險指數(shù)、下行區(qū)間客 流風險指數(shù)、車輛系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、信號系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、供電系統(tǒng)影響運營 風險指數(shù)、通信系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、機電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、土建系統(tǒng)影響運營風 險指數(shù)、屏蔽門系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、線路系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、AFC系統(tǒng)影響運營風 險指數(shù)、安檢系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)、其他因素影響運營風險指數(shù)、線路車站客流綜合指 數(shù)、線路車站環(huán)境綜合指數(shù)、線路安全管理指數(shù)、線路等效事故率； (二） 根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)分別計算上述各項動態(tài)指標的指標值； (三) 采用不同截集水平下模糊TOPSIS集成法評價線路安全狀態(tài)，其中步驟(一)中各項 指標的權(quán)重巧采用區(qū)間二型模糊數(shù)，而各項指標的評價值Xj為步驟(二)中計算出的各項指 標的指標值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全風險評價方法，其特征在于，步驟(二）中的計算各項指 標值的具體方法為： (1)上行區(qū)間客流風險指數(shù)計算公式：
式中：_/?^丨^)-統(tǒng)計期內(nèi)，線路蠢上行區(qū)間客流風險指數(shù)；ftay-高峰小時最大斷面 滿載率值；石一線路斷面滿載率平均值；1?一線路中區(qū)間滿載率值>7〇%的區(qū)間個數(shù)； 層一線路區(qū)間總個數(shù)；nt-統(tǒng)計期內(nèi)，線路中存在區(qū)間滿載率>1〇〇%的小時個數(shù)；震一線 路運營總小時數(shù);wl、w2、w3-權(quán)重系數(shù)； ⑵下行區(qū)間客流風險指數(shù)計算公式：
式中一統(tǒng)計期內(nèi)，線路|下行區(qū)間客流風險指數(shù)；一高峰小時最大斷面 滿載率值；$-線路斷面滿載率平均值；％一線路中區(qū)間滿載率值>70%的區(qū)間個數(shù)； 線路區(qū)間總個數(shù)； ^統(tǒng) 計期內(nèi)，線路中存在區(qū)間滿載率>100%的小時個數(shù)；Γ一線 路運營總小時數(shù)；wl、w2、w3-權(quán)重系數(shù)； ⑶車輛系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：)-統(tǒng)計期內(nèi)，線路?車輛系統(tǒng)影響運營風險指數(shù);統(tǒng)計期內(nèi)，線路I 車輛系統(tǒng)故障率廠統(tǒng)計期內(nèi)，車輛系統(tǒng)平均故障修復(fù)時間《一統(tǒng)計期內(nèi)，第囊次 故障修復(fù)時間（按照設(shè)備故障記事信息統(tǒng)計的故障起止時間之差）；U一統(tǒng)計期內(nèi)，車輛 故障導致的影響行車故障次數(shù);-統(tǒng)計期內(nèi)，車輛故障影響運營里程，這里指受車輛故 障影響的的運營里程可靠度-統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事件影響所耽誤的列 車正線運營里程;t統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)； ⑷信號系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：Μ今)一統(tǒng)計期內(nèi)，線胃信號系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)統(tǒng)計期內(nèi)，線路i信 號系統(tǒng)故障率；T：vns(i⑷一統(tǒng)計期內(nèi)，信號系統(tǒng)平均故障修復(fù)時間；ti是第i次故障修復(fù) 時間，nsig是信號故障導致的影響行車故障次數(shù);g^統(tǒng)計期內(nèi)，信號故障影響運營里程， 這里指受信號故障影響的運營里程可靠度;統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事件靜 響所耽誤的列車正線運營里程;統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)； v (5)供電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：^|廣統(tǒng)計期內(nèi)，線路至供電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)；統(tǒng)計期 內(nèi)，區(qū)間強度；一統(tǒng)計期內(nèi)，線路區(qū)間供電故障的時間；統(tǒng)計期內(nèi)，供電系統(tǒng)總 運行時間：?-統(tǒng)計期內(nèi)，供電系統(tǒng)故障影響運營里程，這里指受供電系統(tǒng)故障影響的運 營里程可靠度；^一統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事件影響所耽誤的列車正線運營里 程;￡)-統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)；ω i ω 2-權(quán)重系數(shù)； (6)通信系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：沒一統(tǒng)計期內(nèi)，線路i通信系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)-統(tǒng)計期內(nèi)，線路董通 fe系統(tǒng)故障率；-統(tǒng)計期內(nèi)，通信系統(tǒng)平均故障修復(fù)時間；||是第?次故障修復(fù)時 間，激是通信故障導致的影響行車故障次數(shù);p_一統(tǒng)計期內(nèi)，通信系統(tǒng)故障影響運營里 程，這里指受通信故障影響的運營里程可靠度；^一統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事 件影響所耽誤的列車正線運營里程統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)； ⑴機電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中統(tǒng)計期內(nèi)，線路?機電系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)統(tǒng)計期內(nèi)，線路云機 電系統(tǒng)故障率；-統(tǒng)計期內(nèi)，機電系統(tǒng)平均故障修復(fù)時間；ti是第i次故_彳_| 時間，njd是電故障導致的影響行車故障次數(shù);(^一統(tǒng)計期內(nèi)，機電故障影響運營里程& 里指受機電故障影響的運營里程可靠度;C3〖一統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事彳牛$ 所耽誤的列車正線運營里程;D-統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)； (8) 土建系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中IHf-統(tǒng)計期內(nèi)，線路I 土建系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)-統(tǒng)計期內(nèi)，線路i 土 建系統(tǒng)故障率；$_納一統(tǒng)計期內(nèi)，土建系統(tǒng)平均故障修復(fù)時間；ti是第i次故障修復(fù)時 間，ntj是土建故障導致的影響行車故障次數(shù);一統(tǒng)計期內(nèi)，土建故障影響運營里程，這| 指受土建故障影響的運營里程可靠度;g-統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事件影響 耽誤的列車正線運營里程;統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)； v ⑶屏蔽門系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：P(s3'；)一統(tǒng)計期內(nèi)，車站屏蔽門系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)；Pi-統(tǒng)計期內(nèi)，車站屏 蔽門系統(tǒng)第i個安全門的風險指數(shù)；-統(tǒng)計期內(nèi)，線路中車站j的屏蔽門系統(tǒng)風險指 數(shù)；%~統(tǒng)計期內(nèi)，車站j第i個安全門計劃正常開啟次數(shù)；@
-統(tǒng)計期內(nèi)，車站j 第i個安全門故障次數(shù)；k一車站j的安全門總數(shù)；一車站j第i個安全門的基于故障 率的權(quán)重系數(shù);m-統(tǒng)計期內(nèi)，該線路中車站總數(shù)； (1〇)線路系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：CT0I) -統(tǒng)計期內(nèi)，線路i系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)；統(tǒng)計期內(nèi)，線路i 第j個區(qū)段軌道指數(shù)身,一該線路第I個區(qū)段中傷損鋼軌的數(shù)量;&一該線路第i個區(qū)段中 鋼軌的總數(shù)量;?3Γ -故障設(shè)備區(qū)段分布折算因子，是出現(xiàn)軌道傷損的區(qū)段個數(shù)與該線路區(qū) 段總個數(shù)的比值;(ate?-表示對運營的影響程度等級，該值介于〇到1之間，由多名專家給 定經(jīng)驗值； (11) AFC系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：J-統(tǒng)計期內(nèi)，線路f AFC系統(tǒng)影響運營風險指數(shù);一線路AFC系統(tǒng)故障 的時間II一AFC系統(tǒng)總運行時間；^義廠統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤、掉線、清人、停運事件影響所 耽誤的列車正線運營里程；￡.1 一統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃運營里程數(shù)；義一統(tǒng)計期內(nèi)， 線路中AFC系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù);JV蠤輕一統(tǒng)計期，線路列車運營公里；一權(quán) 縣數(shù)； 3 (12) 安檢系統(tǒng)影響運營風險指數(shù)計算公式：
式中：/匕)一統(tǒng)計期內(nèi)，線路I安檢系統(tǒng)影響運營風險指數(shù);|敏歸一統(tǒng)計期內(nèi)，線路安 檢系統(tǒng)故障的時間；fg-統(tǒng)計期內(nèi)，安檢系統(tǒng)總運行時間；統(tǒng)計期內(nèi)，受5正誤掉妹： 清人、停運雜影響艦醉_運營雖;1紐 1，％車正 數(shù)；-統(tǒng)計期內(nèi)，線路中安檢系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù)一統(tǒng)計期內(nèi)，線路列車 運營公里；ω i ω 2 ω 3-權(quán)重系數(shù)； (1?其他因素影響運營風險指標計算公式： ' ' -
式中：統(tǒng)計期內(nèi)，線路I其他因素影響運營風險指數(shù)；k靈一統(tǒng)計 他因素故障的時間；%-統(tǒng)計期內(nèi)，其他因素總運行時間；統(tǒng)計期內(nèi)，受延誤掉 清人、停運事件影響所耽誤的列車正線運營里程;為一統(tǒng)計期內(nèi)，列車正線計劃^巷里程 數(shù);統(tǒng)計期內(nèi)，線路中其他因素設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù)技一統(tǒng)計期內(nèi)，線路列車運 營公里；ωιω2ω3-權(quán)重系數(shù)； (Μ)線路車站客流綜合指數(shù)計算公式
式中-線路中各車站客流綜合指數(shù)；一車站點強度，即車站心承 載客流量與線路總客流量的比值；車站Si j的客流綜合指數(shù)； (I5)線路車站環(huán)境綜合指數(shù)計算公式：
式中線路車站環(huán)境綜合指數(shù)；-車站點強度，即車站心·承載客 流量與線路總客流量的比值；-車站的環(huán)境綜合指數(shù)； (1(5)線路安全管理指數(shù)計算公式： '-0.002^+2,900 <;-;<1000 -0.001?+1.1,700<? <900 j = < -0.002^+1.8,600 < λ ^ 700 -0.00U+1.2,400 <j： <600 -0.0005x+l,〇 <600 式中，y為線路安全管理指數(shù)值，χ為線路安全評價打分值； (0線路等效事故率計算公式：
式中：PS^J-統(tǒng)計期內(nèi)，線路i等效事故率；L一統(tǒng)計期內(nèi)，事故j的個數(shù)；%一統(tǒng) 計期內(nèi)，事故j的事故折算因子；t百萬車公里。
3·如權(quán)利要求1或2所述的安全評價方法，其特征在于，步驟(三）中采用不同截集水 平下模糊TOPSIS集成法評價線路安全狀態(tài)具體步驟如下： (1)確定評價向量為戈=hi，j=l, 2···, 17, X」為線路評價指標的評價值； ⑵確定評價向量? = 0的正理想解為4+鐵(^身負理想解為篇 (3) 設(shè)置不同截集α，確定不同截集a：下的評價向量； (4) 依據(jù)非線性規(guī)劃模型，計算在不同截集這水平下方案的模糊相對相似度：
;j=l，2,…，m;m二 17; 其中，是評價值xj在截集為flE水平時的集合;為在截集為水平 時區(qū)間模糊相對相似度的上限,為在截集為水平時區(qū)間模糊相對相似度的下限； (5) 求解所有不同截集flij下的平均模糊相對相似度：
r：：；： n=lf| (6) 依據(jù)步驟（5)的計算結(jié)果，RC*」值越靠近1，線路安全性越高。
【文檔編號】G06Q50/00GK104217367SQ201410469305
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】賈利民, 秦勇, 晉君, 李曼, 張振宇, 王艷輝, 孫方, 梁平 申請人:北京交通大學