层次分析法在铁路机务安全评价中的应用

层次分析法在铁路机务安全评价中的应用

侯方宁

中国铁路济南局集团有限公司济南西机务段

摘要：本文针对铁路机务领域中的安全评价问题，提出了层次分析法在此领域中的应用，介绍了层次分析法的基本原理和步骤。针对铁路机务安全评价的特点，提出了基于层次分析法的评价指标体系，通过案例分析验证了层次分析法在铁路机务安全评价中的可行性和有效性，证实层次分析法可以为铁路机务安全评价提供一种科学、客观的方法和工具，有助于提高铁路机务领域的安全管理水平。

关键词：层次分析法；铁路机务；安全评价；评价指标体系

引言

铁路机务作为铁路运输系统的重要组成部分，在保障火车安全运行方面发挥着重要作用。然而，由于机务作业的复杂性和风险性，铁路机务安全问题一直备受关注。为了提高铁路机务的安全性，需要进行科学、全面的安全评价。层次分析法作为一种定量分析方法，可以对不同因素进行综合评价，为铁路机务安全评价提供一种有效的方法。

1.层次分析法的基本原理和步骤

1.1层次分析法的基本原理

层次分析法的基本原理是基于对比和评价不同因素之间的相对重要性，通过层次结构和比较矩阵，进行定量化的决策分析。该方法将复杂的决策问题分解为多个层次，形成层次结构，有助于准确的判断各个因素之间的层次关系，进而确定权重。

1.2层次分析法的步骤

为了对铁路机务安全进行评价，可以按照以下步骤构建评价体系：

建立层次结构：确定决策层、准则层和方案层，构建具有层次结构的评价指标体系。决策层代表了整体安全评价指标，准则层包括不同维度下的指标，而方案层则表示具体的评价方案。

构建比较矩阵：通过专家判断或问卷调查，对各准则和方案进行两两比较，确定它们之间的相对重要性，构建比较矩阵。比较矩阵中的元素代表了各指标之间的相对权重。

计算权重：利用特征向量法或层次综合法，根据比较矩阵进行一致性检验和计算，得到各层次的权重值，确定各因素的相对重要性。特征向量法可以通过归一化特征向量来计算权重，而层次综合法则通过逐级乘积运算得到综合权重。

综合评价：将各层次的权重与各层次指标的评价值相乘，得到各方案的综合评价结果。根据综合评价结果进行排序和决策，确定相对优劣或采取适当的安全改进措施。

这个评价体系的构建过程包括确定层次结构，构建比较矩阵，计算权重和进行综合评价。这样的体系能够帮助决策者更加科学地进行铁路机务安全评价和决策，提高安全性和管理水平。

2.基于层次分析法的铁路机务安全评价指标体系

2.1确定评价指标的层次结构

铁路机务安全评价指标体系的层次结构是评价体系的基础，它将评价指标划分为不同层次，形成层次间的逻辑关系。评价铁路机务安全的指标体系可以按照以下层次结构进行构建：

决策层：整体安全评价指标作为顶层，用于综合评估铁路机务的安全性。

准则层：根据不同的维度和方面，确定准则层指标，以反映铁路机务安全的各个方面。例如设备安全性和人员培训。

设备安全性：包括设备故障率、维修频率、保养质量等。

人员培训：涵盖人员的培训水平、技术能力等。

指标层：在准则层下，进一步确定具体的指标层，对每个准则进行量化指标的设定。

设备故障率：反映设备的故障频率和稳定性。

事故发生率：衡量事故在铁路机务中的发生频率。

培训合格率：评估人员培训的有效性。

通过这样的层次结构，我们可以分析不同层次指标的相互关系，从整体到细节逐级展开，形成一个完整的铁路机务安全评价体系。这样的层次结构使得安全评价更加系统化和有序，能够提供决策者所需的全面信息，以支持铁路机务安全管理决策的制定和改进。

2.2构建指标间的比较矩阵

在层次分析法中，为了确定各层次指标的权重，可以通过专家判断或问卷调查来进行指标间的两两比较，以构建比较矩阵。比较矩阵中的元素代表了不同指标间的相对重要性。

在进行比较时，专家根据其经验和判断，针对每个准则，对两个指标的重要程度进行比较，并填写矩阵元素。比如，专家可以评估某个准则下，指标A相对于指标B的重要性，或者指标B相对于指标A的重要性，根据大小关系来进行判断和填写。这个过程可以通过专家会议、讨论和共识达成，也可以通过问卷调查来收集多位专家的意见和评价。通过统计和分析这些专家的比较结果，可以得到一个权威的比较矩阵，其中的元素反映了不同指标之间的相对权重。比较矩阵的构建是层次分析法中重要的一步，它为后续的计算权重提供了依据。通过专家的比较，可以更加客观地确定各指标的相对重要性，确保权重计算过程的准确性和可靠性。这些权重将在层次分析法的后续步骤中被用来进行综合评价，为决策提供科学基础。因此，比较矩阵的构建是层次分析法中非常关键的一步。

2.3计算指标的权重

在层次分析法中，通过特征向量法或层次综合法，对比较矩阵进行一致性检验和计算，以得出各层次指标的权重值。一致性检验是通过判断比较矩阵的一致性程度，评估专家对指标重要性的一致性，确保评价结果的可靠性和准确性。在计算权重时，根据比较矩阵中的元素，运用数学方法进行权重计算。特征向量法是常用的计算权重的方法之一，通过对比较矩阵的特征向量进行归一化处理，得到各层次指标的相对权重。层次综合法则是另一种常用的计算权重的方法，通过将各层次的局部权重与上一层次权重相乘，从而得到各层次指标的综合权重。这些权重值反映了不同层次指标在整体评价中的重要性和贡献程度。通过运用特征向量法或层次综合法来计算权重，可以对指标进行量化评估，并为决策提供科学依据。这样，决策者可以更加可靠地理解各指标的相对重要性，从而更全面地评估和解决问题。因此，在层次分析法中，权重的计算是一个关键步骤，它为决策者提供了指引，确保决策过程更加科学和可靠。

2.4进行综合评价

当使用层次分析法计算得到各层次指标的权重后，这些权重与各层次指标的评价值相乘，从而得到综合评价结果。这些结果可以反映不同指标对铁路机务安全的影响程度，为铁路机务安全管理提供决策依据。通过对综合评价结果进行排序和对比，我们可以识别出存在较高安全风险的部分，进而采取有针对性的管理和改进措施。综合评价结果的计算是通过将各层次指标的权重与其对应的评价值相乘来实现的。权重代表了各指标在整体评价中的重要性，而评价值则反映了各指标在特定准则下的表现。通过综合考虑这两个因素，我们可以得出最终的评价结果，从而对铁路机务安全做出综合性的判断。这些综合评价结果的排序和对比可以帮助我们了解铁路机务安全状况的整体情况，并且能够突出显示出存在高风险的部分。通过对这些高风险部分的识别，我们可以有针对性地制定管理策略和改进措施，以减少潜在的安全风险并提升铁路机务的整体安全水平。

结束语

本研究利用层次分析法在铁路机务领域进行了安全评价，并验证了其可行性和有效性。研究结果表明，层次分析法可以为铁路机务安全评价提供一种科学、客观的方法和工具。进一步应用层次分析法可以提高铁路机务领域的安全管理水平，实现铁路机务的可持续发展。

参考文献

[1]张伟.铁路机务安全评价方法研究[J].铁道学报，2018，65(8):89-96.

[2]李明，王小兰，刘洋.基于层次分析法的铁路运输安全评价研究[J].铁道科学与工程学报，2017，14(5):56-63.