一種軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，首先確定軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價動態(tài)指標(biāo)體系，然后根據(jù)車站設(shè)備實(shí)時采集的數(shù)據(jù)計(jì)算各項(xiàng)動態(tài)指標(biāo)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車站運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動態(tài)評價，更為精確地掌握軌道交通車站運(yùn)營實(shí)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(shí)際意義。
【專利說明】一種軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，尤其涉及一種軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評 價方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的地鐵安全指標(biāo)體系研究中，對軌道交通車站安全評價指標(biāo)體系的研究還 不夠完善，軌道交通車站安全評價更多的是應(yīng)該從人、機(jī)、環(huán)、管等幾方面進(jìn)行考慮。為使 指標(biāo)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(jìn)行深入調(diào)研分析，總結(jié)影 響運(yùn)營安全的主要因素，對運(yùn)營安全要素進(jìn)行提取、凝練，構(gòu)建城市軌道交通運(yùn)營安全"微 觀一中觀一宏觀"評估指標(biāo)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(biāo)，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(shí)準(zhǔn)確地反映軌道交通車站運(yùn)營 的實(shí)時安全狀態(tài)。
[0003] 本發(fā)明另一重點(diǎn)在于軌道交通車站動態(tài)安全評價采用的方法。影響軌道交通車站 安全運(yùn)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(dá)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)，而軌道交通車站系統(tǒng) 是由多個復(fù)雜的子系統(tǒng)組成，二型模糊數(shù)對于處理軌道交通車站的不確定性和復(fù)雜性更具 有優(yōu)勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，具 體采用如下技術(shù)方案： 1.計(jì)算軌道交通車站安全評價指標(biāo)值 城市軌道交通車站運(yùn)營安全評價指標(biāo)：城軌車站安全評價指標(biāo)評價對象是車站，根據(jù) 指標(biāo)的評價對象，將指標(biāo)分為客流指標(biāo)、設(shè)備指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)、管理指標(biāo)和事故指標(biāo)五類。其 中客流指標(biāo)包括：進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度、出站閘機(jī)負(fù)荷度、站臺客流密度、樓梯擁擠度、通道擁擠 度、自動扶梯擁擠度。設(shè)備指標(biāo)包括：自動扶梯安全指數(shù)、給排水系統(tǒng)安全指數(shù)、FAS系統(tǒng)安 全指數(shù)、屏蔽門安全指數(shù)、照明系統(tǒng)安全指數(shù)、車站空調(diào)系統(tǒng)指數(shù)。環(huán)境指標(biāo)包括：車站溫度 指數(shù)、車站濕度指數(shù)、車站PM2. 5指數(shù)、車站PM10指數(shù)、車站C02指數(shù)。管理指標(biāo)包括：車站 安全管理指數(shù)、車站應(yīng)急疏散能力指數(shù)。事故指標(biāo)包括：車站事故次數(shù)、車站人員死亡指、車 站經(jīng)濟(jì)損失值。各指標(biāo)值計(jì)算方式如下： (1)進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度 定義：統(tǒng)計(jì)時間內(nèi)，閘機(jī)實(shí)際進(jìn)站量與閘機(jī)額定通過人數(shù)的比值的綜合。
[0005] 指標(biāo)說明：反映該車站進(jìn)站閘機(jī)的使用情況，閘機(jī)負(fù)荷重時需適當(dāng)增加閘機(jī)數(shù)量， 否則容易減慢乘客進(jìn)站的速度，造成排隊(duì)。
[0006] 計(jì)算公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，特別是應(yīng)用于軌道交通車站的動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟： (一） 確定軌道交通車站動態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)：進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度、出站閘機(jī)負(fù)荷度、站 臺客流密度、樓梯擁擠度、通道擁擠度、自動扶梯擁擠度、自動扶梯安全指數(shù)、給排水系統(tǒng)安 全指數(shù)、FAS系統(tǒng)安全指數(shù)、屏蔽門安全指數(shù)、照明系統(tǒng)安全指數(shù)、車站空調(diào)系統(tǒng)指數(shù)、車站 溫度指數(shù)、車站濕度指數(shù)、車站PM2. 5指數(shù)、車站PM10指數(shù)、車站C02指數(shù)、車站安全管理指 數(shù)、車站應(yīng)急疏散能力指數(shù)、車站事故次數(shù)、車站人員死亡指、車站經(jīng)濟(jì)損失值； (二） 根據(jù)車站現(xiàn)場設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算上述各項(xiàng)動態(tài)指標(biāo)的指標(biāo)值； (三) 采用不同截集水平下模糊TOPSIS集成法評價車站安全狀態(tài)，其中步驟(一)中各項(xiàng) 指標(biāo)的權(quán)重0;采用區(qū)間二型模糊數(shù)，而各項(xiàng)指標(biāo)的評價值\為步驟(二)中計(jì)算出的各項(xiàng)指 標(biāo)的指標(biāo)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全風(fēng)險(xiǎn)評價方法，其特征在于，步驟(二）中的計(jì)算各項(xiàng)指 標(biāo)值的具體方法為： (1)進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度計(jì)算公式：
式中
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站
的進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度
-第X個口進(jìn)站閘 機(jī)負(fù)荷度
-第X個口進(jìn)站閘機(jī)所占權(quán)重；
時間內(nèi)，閘機(jī)進(jìn)站人數(shù)
-
吋間內(nèi)，閘機(jī)出站人數(shù)；Cin -單位時間內(nèi)閘機(jī)進(jìn)站人數(shù)；c°ut-單位時間內(nèi)閘機(jī)出站人 數(shù)；
-第X個口進(jìn)站閘機(jī)開放總個數(shù)
-第X個口單向進(jìn)站閘機(jī)開放個數(shù)；
-第X 個口雙向閘機(jī)開放個數(shù)：
-單位時間內(nèi)每臺閘機(jī)實(shí)際最大通過能力，單位：人/min :
一實(shí)際發(fā)車間隔；
式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站的進(jìn)站閘機(jī)負(fù)荷度；
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，高峰時 段發(fā)車間隔的平均負(fù)荷度
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，平峰時段發(fā)車間隔的平均負(fù)荷度， 為中間變量；
(2)出站閘機(jī)負(fù)荷度計(jì)算公式：
式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站1
;的出站閘機(jī)負(fù)荷度：
一第X個口出站閘 機(jī)負(fù)荷度；
一第X個口出站閘機(jī)所占權(quán)重：
時間內(nèi)，閘機(jī)進(jìn)站人數(shù)；

'時間內(nèi)，閘機(jī)出站人數(shù)；Cin -單位時間內(nèi)閘機(jī)進(jìn)站人數(shù)；C°ut-單位時間內(nèi)閘機(jī)出站人 數(shù)；
一第X個口出站閘機(jī)開放總個數(shù)：
-第X個口單向出站閘機(jī)開放個數(shù)；
-第X 個口雙向閘機(jī)開放個數(shù)
-單位時間每臺閘機(jī)實(shí)際最大通過能力，單位：人/min- 實(shí)際發(fā)車間隔；

式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站的出站閘機(jī)負(fù)荷度；
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，高峰時 段發(fā)車間隔的平均負(fù)荷度
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，平峰時段發(fā)車間隔的平均負(fù)荷度，
為中間變量； (3) 站臺客流密度計(jì)算公式：
式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站Sij的站臺客流密度：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，站臺密集區(qū) 域平均客流數(shù)量
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，站臺非密集區(qū)域平均客流數(shù)量；
-車站站臺密集 區(qū)域面積，
為有效站臺寬度，
為車門寬度；
-車站站臺非密集區(qū)域面積，
為列車總長 度，
々車門個數(shù)：
-密集區(qū)不均衡系數(shù)，密集區(qū)域平均客流密度與密集區(qū)和非密集區(qū) 總平均密度的比值；
一非密集區(qū)不均衡系數(shù)，非密集區(qū)域平均客流密度與密集區(qū)和非密 集區(qū)總平均密度的比值； (4) 樓梯擁擠度計(jì)算公式：
式中
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站監(jiān)測樓梯擁擠度；CPi-第i個發(fā)車間隔內(nèi)的樓梯擁擠度； Ci一第i個發(fā)車間隔內(nèi)，通過監(jiān)測樓梯斷面的客流量；
一監(jiān)測樓梯瓶頸最小斷面寬度；
-樓梯的設(shè)計(jì)通行能力；Ti一第i個實(shí)際發(fā)車間隔；m-車站樓梯個數(shù)；
式中：CPlt(Sip-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站監(jiān)測樓梯擁擠度；
-高峰時間段，通過監(jiān)測樓梯斷 面的平均樓梯擁擠度；CPs-其他時時間段，通過監(jiān)測樓梯斷面的平均樓梯擁擠度；
一高 峰時間段不均衡系數(shù)：高峰時間段的樓梯擁擠度平均值與高峰時間段和其他時間段總平均 樓梯擁擠度的比值；
一其他時間段不均衡系數(shù)：其他時間段的平均樓梯擁擠度與高峰時 間段和其他時間段總平均樓梯擁擠度的比值； (5) 通道擁擠度計(jì)算公式：
式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站監(jiān)測通道擁擠度；
一第i個發(fā)車間隔內(nèi)的通道擁擠度；
一第i個發(fā)車間隔內(nèi)，通過監(jiān)測通道斷面的客流量；
一監(jiān)測通道瓶頸最小斷面寬度； Cmax-通道的設(shè)計(jì)通行能力
個實(shí)際發(fā)車間隔；m-車站通道個數(shù)；
式中：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站監(jiān)測通道擁擠度；
-高峰時間段，通過監(jiān)測通道斷面 的平均通道擁擠度；CPs-其他時間段，通過監(jiān)測通道斷面的平均通道擁擠度
-高峰時 間段不均衡系數(shù)：高峰時間段的通道擁擠度平均值與高峰時間段和其他時間段總平均通道 擁擠度的比值
-其他時間段不均衡系數(shù)：其他時間段的平均通道擁擠度與高峰時間段 和其他時間段總平均通道擁擠度的比值； (6) 自動扶梯擁擠度，
汁算公式：
式中：
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，監(jiān)測自動扶梯的擁擠度
時期，通過自動扶梯斷面客 流量；
_自動扶梯瓶頸最小斷面寬度
-自動扶梯的設(shè)計(jì)通行能力；一實(shí)際發(fā)車 間隔；
式中：
_ -統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，監(jiān)測自動扶梯的擁擠度
-高峰時間段，通過自動扶梯 斷面的平均自動扶梯擁擠度\
-其他時間段，通過自動扶梯斷面的平均自動扶梯擁擠 度
-高峰時間段不均衡系數(shù)：高峰時間段的自動扶梯擁擠度平均值與高峰時間段和其 他時間段總平均自動扶梯擁擠度的比值；
-其他時間段不均衡系數(shù)：其他時間段的平均 自動扶梯擁擠度與高峰時間段和其他時間段總平均自動扶梯擁擠度的比值； (7) 自動扶梯安全指數(shù)計(jì)算公式：
式中
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，自動扶梯安全指數(shù)
-自動扶梯擁擠度，
-自動扶梯 風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站自動扶梯的故障時間
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站自動扶梯的總 計(jì)劃服務(wù)時間； (8) 給排水系統(tǒng)安全指數(shù)計(jì)算公式：
式中
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站給排水系統(tǒng)安全指數(shù)：
一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站給排水 系統(tǒng)故障臺數(shù)
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站給排水系統(tǒng)總臺數(shù)； (9) FAS系統(tǒng)安全指數(shù)計(jì)算公式：
式中：
~ -統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站FAS系統(tǒng)報(bào)警指數(shù)-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站第k個防煙分 區(qū)報(bào)警值；η-車站的防煙分區(qū)總數(shù)；
(10) 屏蔽門安全指數(shù)計(jì)算公式：
式中：
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站屏蔽門安全指數(shù)；
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站第k個屏蔽門 報(bào)警值；η-車站屏蔽門總數(shù)； (11) 照明系統(tǒng)安全指數(shù)計(jì)算公式：
式中：
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站照明系統(tǒng)安全指數(shù)
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站第k個照明 設(shè)備故障值；η-車站照明設(shè)備總數(shù)； (12) 車站空調(diào)系統(tǒng)指數(shù)計(jì)算公式：
式中：
-統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，車站空調(diào)系統(tǒng)指數(shù)
-統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，車站空調(diào)系統(tǒng)設(shè) 備正常工作的時間；-統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，車站空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備計(jì)劃服務(wù)總時間； (13) 車站溫度指數(shù)計(jì)算公式：
式中：
_i時刻，車站溫度指數(shù)
_i時刻，車站第i號溫度傳感器實(shí)際溫度 測量值
i時刻，車站溫度傳感器測量值應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)溫度
一車站溫度傳感器 實(shí)際溫度與所設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度差的平均值;max」?；一i時刻，車站溫度傳感器所允許的最大 溫度差； (14) 車站濕度指數(shù)計(jì)算公式：
式中
_ _i時刻，車站濕度指數(shù)
-車站濕度傳感器實(shí)際濕度與所設(shè)定標(biāo) 準(zhǔn)濕度差的平均值
一i時刻，車站第i號濕度傳感器實(shí)際濕度測量值;Wie - i時刻，車站 濕度傳感器測量值應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)濕度；
-i時刻，車站濕度傳感器所允許的最大 濕度差； (15) 車站PM2. 5指數(shù)計(jì)算公式：
式中，y為車站PM2. 5指數(shù)值，X為車站PM2. 5實(shí)際測量值； (16) 車站PM10指數(shù)計(jì)算公式：
式中，y為車站PM10指數(shù)值，X為車站PM10實(shí)際測量值； (17) 車站C02指數(shù)計(jì)算公式：
式中，y為車站C02指數(shù)值，X為車站C02實(shí)際測量值； (18) 車站安全管理指數(shù)計(jì)算公式：
式中，y為車站安全管理指數(shù)值，X為車站安全評價打分值； (19) 車站應(yīng)急疏散能力指數(shù)計(jì)算公式：
式中
一車站疏散能力：
-車站到站列車的額定載客人數(shù)
一到站列車滿 載率；
-車站站臺人數(shù);，
-自動扶梯的通過能力，單位人/
_樓梯的通過 能力，單位人，
一自動樓梯正常運(yùn)行的臺數(shù)
一分別為人行樓梯的總寬度、 1臺自動扶梯的寬度，單位米；〇. 9-樓梯與自動扶梯的理論通行能力按照九折折減；1 一人 員反應(yīng)時間，單位
(20) 車站事故次數(shù)計(jì)算公式：
式中：
-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站發(fā)生事故的總次數(shù)；Sk-統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站發(fā)生第k種事故 的次數(shù)； (21) 車站人
員死亡指數(shù)計(jì)算公式： 式中
_車站人員死亡指數(shù)；
-車站死亡人數(shù)；-車站進(jìn)出站量； (22) 車站經(jīng)濟(jì)損失值計(jì)算公式：

式中：M(t, t+」t)一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站經(jīng)濟(jì)損失值一單位統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，車站第i次經(jīng)濟(jì) 損失值。
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集成法評價車站安全狀態(tài)具體步驟如下： (1) 確定評價向量為，
，j=l, 2…，22, Xj為車站評價指標(biāo)的評價值； (2) 確定評價向量
的正理想解為，
，負(fù)理想解為
； (3) 設(shè)置不同截_
確定不同截集
T的評價向量； (4) 依據(jù)非線性規(guī)劃模型，計(jì)算在不同截集水平下方案的模糊相對相似度：

其中，
是評價值\在截集3
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
下的平均模糊相對相似度：
(6) 依據(jù)步驟（5)的計(jì)算結(jié)果，RC%值越靠近1，車站安全性越高。
【文檔編號】G06Q10/06GK104217297SQ201410469673
【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】秦勇, 賈利民, 張振宇, 李曼, 晉君, 謝征宇, 王艷輝, 梁平, 孫方, 戰(zhàn)明輝 申請人:北京交通大學(xué)