一種軌道交通車站動態安全風險評價方法
2023-10-11 10:33:39 1
一種軌道交通車站動態安全風險評價方法
【專利摘要】本發明提供一種軌道交通車站動態安全風險評價方法，首先確定軌道交通車站動態安全風險評價動態指標體系，然後根據車站設備實時採集的數據計算各項動態指標值，最後基於區間二型模糊數和TOPSIS結合的新方法對軌道交通車站運營安全風險進行動態評價，更為精確地掌握軌道交通車站運營實時的安全狀態，為相關管理人員的決策提供技術支持，對於提高決策質量具有非常重要的實際意義。
【專利說明】一種軌道交通車站動態安全風險評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種安全風險評價方法，尤其涉及一種軌道交通車站動態安全風險評 價方法。
【背景技術】
[0002] 在現有的地鐵安全指標體系研究中，對軌道交通車站安全評價指標體系的研究還 不夠完善，軌道交通車站安全評價更多的是應該從人、機、環、管等幾方面進行考慮。為使 指標體系的建立與現場業務充分結合，對典型大城市軌道交通進行深入調研分析，總結影 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。現有安全評價研究中，大多數採用的是靜態指標，並沒有 考慮環境變化和時間推移等因素對評價的影響，並不能真實準確地反映軌道交通車站運營 的實時安全狀態。
[0003] 本發明另一重點在於軌道交通車站動態安全評價採用的方法。影響軌道交通車站 安全運營的因素錯綜複雜，有些因素對系統安全狀態的影響難以用精確數值來完全表達決 策者的偏好信息。而模糊數可以表示決策者主觀評價信息的不確定性，目前已經在軌道交 通安全評價中得到廣泛應用。然而現有的研究都是基於一型模糊數，而軌道交通車站系統 是由多個複雜的子系統組成，二型模糊數對於處理軌道交通車站的不確定性和複雜性更具 有優勢。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供一種軌道交通車站動態安全風險評價方法，具 體採用如下技術方案： 1.計算軌道交通車站安全評價指標值 城市軌道交通車站運營安全評價指標：城軌車站安全評價指標評價對象是車站，根據 指標的評價對象，將指標分為客流指標、設備指標、環境指標、管理指標和事故指標五類。其 中客流指標包括：進站閘機負荷度、出站閘機負荷度、站臺客流密度、樓梯擁擠度、通道擁擠 度、自動扶梯擁擠度。設備指標包括：自動扶梯安全指數、給排水系統安全指數、FAS系統安 全指數、屏蔽門安全指數、照明系統安全指數、車站空調系統指數。環境指標包括：車站溫度 指數、車站溼度指數、車站PM2. 5指數、車站PM10指數、車站C02指數。管理指標包括：車站 安全管理指數、車站應急疏散能力指數。事故指標包括：車站事故次數、車站人員死亡指、車 站經濟損失值。各指標值計算方式如下： (1)進站閘機負荷度 定義：統計時間內，閘機實際進站量與閘機額定通過人數的比值的綜合。
[0005] 指標說明：反映該車站進站閘機的使用情況，閘機負荷重時需適當增加閘機數量， 否則容易減慢乘客進站的速度，造成排隊。
[0006] 計算公式：
【權利要求】
1. 一種安全風險評價方法，特別是應用於軌道交通車站的動態安全風險評價方法，其 特徵在於，該方法包括以下步驟： (一） 確定軌道交通車站動態安全風險評價指標：進站閘機負荷度、出站閘機負荷度、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、給排水系統安 全指數、FAS系統安全指數、屏蔽門安全指數、照明系統安全指數、車站空調系統指數、車站 溫度指數、車站溼度指數、車站PM2. 5指數、車站PM10指數、車站C02指數、車站安全管理指 數、車站應急疏散能力指數、車站事故次數、車站人員死亡指、車站經濟損失值； (二） 根據車站現場設備所採集的數據分別計算上述各項動態指標的指標值； (三) 採用不同截集水平下模糊TOPSIS集成法評價車站安全狀態，其中步驟(一)中各項 指標的權重0;採用區間二型模糊數，而各項指標的評價值\為步驟(二)中計算出的各項指 標的指標值。
2. 根據權利要求1所述的安全風險評價方法，其特徵在於，步驟(二）中的計算各項指 標值的具體方法為： (1)進站閘機負荷度計算公式：
式中
-統計期內，車站
的進站閘機負荷度
-第X個口進站閘 機負荷度
-第X個口進站閘機所佔權重；
時間內，閘機進站人數
-
吋間內，閘機出站人數；Cin -單位時間內閘機進站人數；c°ut-單位時間內閘機出站人 數；
-第X個口進站閘機開放總個數
-第X個口單向進站閘機開放個數；
-第X 個口雙向閘機開放個數：
-單位時間內每臺閘機實際最大通過能力，單位：人/min :
一實際發車間隔；
式中：
一統計期內，車站的進站閘機負荷度；
-統計期內，高峰時 段發車間隔的平均負荷度
一統計期內，平峰時段發車間隔的平均負荷度， 為中間變量；
(2)出站閘機負荷度計算公式：
式中：
一統計期內，車站1
;的出站閘機負荷度：
一第X個口出站閘 機負荷度；
一第X個口出站閘機所佔權重：
時間內，閘機進站人數；
'時間內，閘機出站人數；Cin -單位時間內閘機進站人數；C°ut-單位時間內閘機出站人 數；
一第X個口出站閘機開放總個數：
-第X個口單向出站閘機開放個數；
-第X 個口雙向閘機開放個數
-單位時間每臺閘機實際最大通過能力，單位：人/min- 實際發車間隔；
式中：
一統計期內，車站的出站閘機負荷度；
-統計期內，高峰時 段發車間隔的平均負荷度
一統計期內，平峰時段發車間隔的平均負荷度，
為中間變量； (3) 站臺客流密度計算公式：
式中：
一統計期內，車站Sij的站臺客流密度：
一統計期內，站臺密集區 域平均客流數量
-統計期內，站臺非密集區域平均客流數量；
-車站站臺密集 區域面積，
為有效站臺寬度，
為車門寬度；
-車站站臺非密集區域面積，
為列車總長 度，
々車門個數：
-密集區不均衡係數，密集區域平均客流密度與密集區和非密集區 總平均密度的比值；
一非密集區不均衡係數，非密集區域平均客流密度與密集區和非密 集區總平均密度的比值； (4) 樓梯擁擠度計算公式：
式中
一統計期內，車站監測樓梯擁擠度；CPi-第i個發車間隔內的樓梯擁擠度； Ci一第i個發車間隔內，通過監測樓梯斷面的客流量；
一監測樓梯瓶頸最小斷面寬度；
-樓梯的設計通行能力；Ti一第i個實際發車間隔；m-車站樓梯個數；
式中：CPlt(Sip-統計期內，車站監測樓梯擁擠度；
-尖峰時間段，通過監測樓梯斷 面的平均樓梯擁擠度；CPs-其他時時間段，通過監測樓梯斷面的平均樓梯擁擠度；
一高 峰時間段不均衡係數：尖峰時間段的樓梯擁擠度平均值與尖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係數：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) 通道擁擠度計算公式：
式中：
一統計期內，車站監測通道擁擠度；
一第i個發車間隔內的通道擁擠度；
一第i個發車間隔內，通過監測通道斷面的客流量；
一監測通道瓶頸最小斷面寬度； Cmax-通道的設計通行能力
個實際發車間隔；m-車站通道個數；
式中：
一統計期內，車站監測通道擁擠度；
-尖峰時間段，通過監測通道斷面 的平均通道擁擠度；CPs-其他時間段，通過監測通道斷面的平均通道擁擠度
-高峰時 間段不均衡係數：尖峰時間段的通道擁擠度平均值與尖峰時間段和其他時間段總平均通道 擁擠度的比值
-其他時間段不均衡係數：其他時間段的平均通道擁擠度與尖峰時間段 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：
-統計期內，監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
-自動扶梯的設計通行能力；一實際發車 間隔；
式中：
_ -統計期內，監測自動扶梯的擁擠度
-尖峰時間段，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
-尖峰時間段不均衡係數：尖峰時間段的自動扶梯擁擠度平均值與尖峰時間段和其 他時間段總平均自動扶梯擁擠度的比值；
-其他時間段不均衡係數：其他時間段的平均 自動扶梯擁擠度與尖峰時間段和其他時間段總平均自動扶梯擁擠度的比值； (7) 自動扶梯安全指數計算公式：
式中
-統計期內，自動扶梯安全指數
-自動扶梯擁擠度，
-自動扶梯 風險係數
-統計期內，車站自動扶梯的故障時間
一統計期內，車站自動扶梯的總 計劃服務時間； (8) 給排水系統安全指數計算公式：
式中
一統計期內，車站給排水系統安全指數：
一統計期內，車站給排水 系統故障臺數
-統計期內，車站給排水系統總臺數； (9) FAS系統安全指數計算公式：
式中：
~ -統計期內，車站FAS系統報警指數-統計期內，車站第k個防煙分 區報警值；η-車站的防煙分區總數；
(10) 屏蔽門安全指數計算公式：
式中：
-統計期內，車站屏蔽門安全指數；
-統計期內，車站第k個屏蔽門 報警值；η-車站屏蔽門總數； (11) 照明系統安全指數計算公式：
式中：
-統計期內，車站照明系統安全指數
-統計期內，車站第k個照明 設備故障值；η-車站照明設備總數； (12) 車站空調系統指數計算公式：
式中：
-統計周期內，車站空調系統指數
-統計周期內，車站空調系統設 備正常工作的時間；-統計周期內，車站空調系統設備計劃服務總時間； (13) 車站溫度指數計算公式：
式中：
_i時刻，車站溫度指數
_i時刻，車站第i號溫度傳感器實際溫度 測量值
i時刻，車站溫度傳感器測量值應達到的標準溫度
一車站溫度傳感器 實際溫度與所設定標準溫度差的平均值;max」?；一i時刻，車站溫度傳感器所允許的最大 溫度差； (14) 車站溼度指數計算公式：
式中
_ _i時刻，車站溼度指數
-車站溼度傳感器實際溼度與所設定標 準溼度差的平均值
一i時刻，車站第i號溼度傳感器實際溼度測量值;Wie - i時刻，車站 溼度傳感器測量值應達到的標準溼度；
-i時刻，車站溼度傳感器所允許的最大 溼度差； (15) 車站PM2. 5指數計算公式：
式中，y為車站PM2. 5指數值，X為車站PM2. 5實際測量值； (16) 車站PM10指數計算公式：
式中，y為車站PM10指數值，X為車站PM10實際測量值； (17) 車站C02指數計算公式：
式中，y為車站C02指數值，X為車站C02實際測量值； (18) 車站安全管理指數計算公式：
式中，y為車站安全管理指數值，X為車站安全評價打分值； (19) 車站應急疏散能力指數計算公式：
式中
一車站疏散能力：
-車站到站列車的額定載客人數
一到站列車滿 載率；
-車站站臺人數;，
-自動扶梯的通過能力，單位人/
_樓梯的通過 能力，單位人，
一自動樓梯正常運行的臺數
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 員反應時間，單位
(20) 車站事故次數計算公式：
式中：
-統計期內，車站發生事故的總次數；Sk-統計期內，車站發生第k種事故 的次數； (21) 車站人
員死亡指數計算公式： 式中
_車站人員死亡指數；
-車站死亡人數；-車站進出站量； (22) 車站經濟損失值計算公式：
式中：M(t, t+」t)一統計期內，車站經濟損失值一單位統計期內，車站第i次經濟 損失值。
3.如權利要求1或2所述的安全評價方法，其特徵在於，步驟(三）中採用不同截集水 平下模糊TOPSIS集成法評價車站安全狀態具體步驟如下： (1) 確定評價向量為，
，j=l, 2…，22, Xj為車站評價指標的評價值； (2) 確定評價向量
的正理想解為，
，負理想解為
； (3) 設置不同截_
確定不同截集
T的評價向量； (4) 依據非線性規劃模型，計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
時區間模糊相對相似度的上限，
為在截集為水平時區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) 依據步驟（5)的計算結果，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 優先權日:2014年9月16日
【發明者】秦勇, 賈利民, 張振宇, 李曼, 晉君, 謝徵宇, 王豔輝, 梁平, 孫方, 戰明輝 申請人:北京交通大學