一种轨道交通车站动态安全风险评价方法
【专利摘要】本发明提供一种轨道交通车站动态安全风险评价方法，首先确定轨道交通车站动态安全风险评价动态指标体系，然后根据车站设备实时采集的数据计算各项动态指标值，最后基于区间二型模糊数和TOPSIS结合的新方法对轨道交通车站运营安全风险进行动态评价，更为精确地掌握轨道交通车站运营实时的安全状态，为相关管理人员的决策提供技术支持，对于提高决策质量具有非常重要的实际意义。
【专利说明】一种轨道交通车站动态安全风险评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种安全风险评价方法，尤其涉及一种轨道交通车站动态安全风险评 价方法。
【背景技术】
[0002] 在现有的地铁安全指标体系研究中，对轨道交通车站安全评价指标体系的研究还 不够完善，轨道交通车站安全评价更多的是应该从人、机、环、管等几方面进行考虑。为使 指标体系的建立与现场业务充分结合，对典型大城市轨道交通进行深入调研分析，总结影 响运营安全的主要因素，对运营安全要素进行提取、凝练，构建城市轨道交通运营安全"微 观一中观一宏观"评估指标体系。现有安全评价研究中，大多数采用的是静态指标，并没有 考虑环境变化和时间推移等因素对评价的影响，并不能真实准确地反映轨道交通车站运营 的实时安全状态。
[0003] 本发明另一重点在于轨道交通车站动态安全评价采用的方法。影响轨道交通车站 安全运营的因素错综复杂，有些因素对系统安全状态的影响难以用精确数值来完全表达决 策者的偏好信息。而模糊数可以表示决策者主观评价信息的不确定性，目前已经在轨道交 通安全评价中得到广泛应用。然而现有的研究都是基于一型模糊数，而轨道交通车站系统 是由多个复杂的子系统组成，二型模糊数对于处理轨道交通车站的不确定性和复杂性更具 有优势。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道交通车站动态安全风险评价方法，具 体采用如下技术方案： 1.计算轨道交通车站安全评价指标值 城市轨道交通车站运营安全评价指标：城轨车站安全评价指标评价对象是车站，根据 指标的评价对象，将指标分为客流指标、设备指标、环境指标、管理指标和事故指标五类。其 中客流指标包括：进站闸机负荷度、出站闸机负荷度、站台客流密度、楼梯拥挤度、通道拥挤 度、自动扶梯拥挤度。设备指标包括：自动扶梯安全指数、给排水系统安全指数、FAS系统安 全指数、屏蔽门安全指数、照明系统安全指数、车站空调系统指数。环境指标包括：车站温度 指数、车站湿度指数、车站PM2. 5指数、车站PM10指数、车站C02指数。管理指标包括：车站 安全管理指数、车站应急疏散能力指数。事故指标包括：车站事故次数、车站人员死亡指、车 站经济损失值。各指标值计算方式如下： (1)进站闸机负荷度 定义：统计时间内，闸机实际进站量与闸机额定通过人数的比值的综合。
[0005] 指标说明：反映该车站进站闸机的使用情况，闸机负荷重时需适当增加闸机数量， 否则容易减慢乘客进站的速度，造成排队。
[0006] 计算公式：
【权利要求】
1. 一种安全风险评价方法，特别是应用于轨道交通车站的动态安全风险评价方法，其 特征在于，该方法包括以下步骤： (一） 确定轨道交通车站动态安全风险评价指标：进站闸机负荷度、出站闸机负荷度、站 台客流密度、楼梯拥挤度、通道拥挤度、自动扶梯拥挤度、自动扶梯安全指数、给排水系统安 全指数、FAS系统安全指数、屏蔽门安全指数、照明系统安全指数、车站空调系统指数、车站 温度指数、车站湿度指数、车站PM2. 5指数、车站PM10指数、车站C02指数、车站安全管理指 数、车站应急疏散能力指数、车站事故次数、车站人员死亡指、车站经济损失值； (二） 根据车站现场设备所采集的数据分别计算上述各项动态指标的指标值； (三) 采用不同截集水平下模糊TOPSIS集成法评价车站安全状态，其中步骤(一)中各项 指标的权重0;采用区间二型模糊数，而各项指标的评价值\为步骤(二)中计算出的各项指 标的指标值。
2. 根据权利要求1所述的安全风险评价方法，其特征在于，步骤(二）中的计算各项指 标值的具体方法为： (1)进站闸机负荷度计算公式：
式中
-统计期内，车站
的进站闸机负荷度
-第X个口进站闸 机负荷度
-第X个口进站闸机所占权重；
时间内，闸机进站人数
-
吋间内，闸机出站人数；Cin -单位时间内闸机进站人数；c°ut-单位时间内闸机出站人 数；
-第X个口进站闸机开放总个数
-第X个口单向进站闸机开放个数；
-第X 个口双向闸机开放个数：
-单位时间内每台闸机实际最大通过能力，单位：人/min :
一实际发车间隔；
式中：
一统计期内，车站的进站闸机负荷度；
-统计期内，高峰时 段发车间隔的平均负荷度
一统计期内，平峰时段发车间隔的平均负荷度， 为中间变量；
(2)出站闸机负荷度计算公式：
式中：
一统计期内，车站1
;的出站闸机负荷度：
一第X个口出站闸 机负荷度；
一第X个口出站闸机所占权重：
时间内，闸机进站人数；
'时间内，闸机出站人数；Cin -单位时间内闸机进站人数；C°ut-单位时间内闸机出站人 数；
一第X个口出站闸机开放总个数：
-第X个口单向出站闸机开放个数；
-第X 个口双向闸机开放个数
-单位时间每台闸机实际最大通过能力，单位：人/min- 实际发车间隔；
式中：
一统计期内，车站的出站闸机负荷度；
-统计期内，高峰时 段发车间隔的平均负荷度
一统计期内，平峰时段发车间隔的平均负荷度，
为中间变量； (3) 站台客流密度计算公式：
式中：
一统计期内，车站Sij的站台客流密度：
一统计期内，站台密集区 域平均客流数量
-统计期内，站台非密集区域平均客流数量；
-车站站台密集 区域面积，
为有效站台宽度，
为车门宽度；
-车站站台非密集区域面积，
为列车总长 度，
々车门个数：
-密集区不均衡系数，密集区域平均客流密度与密集区和非密集区 总平均密度的比值；
一非密集区不均衡系数，非密集区域平均客流密度与密集区和非密 集区总平均密度的比值； (4) 楼梯拥挤度计算公式：
式中
一统计期内，车站监测楼梯拥挤度；CPi-第i个发车间隔内的楼梯拥挤度； Ci一第i个发车间隔内，通过监测楼梯断面的客流量；
一监测楼梯瓶颈最小断面宽度；
-楼梯的设计通行能力；Ti一第i个实际发车间隔；m-车站楼梯个数；
式中：CPlt(Sip-统计期内，车站监测楼梯拥挤度；
-高峰时间段，通过监测楼梯断 面的平均楼梯拥挤度；CPs-其他时时间段，通过监测楼梯断面的平均楼梯拥挤度；
一高 峰时间段不均衡系数：高峰时间段的楼梯拥挤度平均值与高峰时间段和其他时间段总平均 楼梯拥挤度的比值；
一其他时间段不均衡系数：其他时间段的平均楼梯拥挤度与高峰时 间段和其他时间段总平均楼梯拥挤度的比值； (5) 通道拥挤度计算公式：
式中：
一统计期内，车站监测通道拥挤度；
一第i个发车间隔内的通道拥挤度；
一第i个发车间隔内，通过监测通道断面的客流量；
一监测通道瓶颈最小断面宽度； Cmax-通道的设计通行能力
个实际发车间隔；m-车站通道个数；
式中：
一统计期内，车站监测通道拥挤度；
-高峰时间段，通过监测通道断面 的平均通道拥挤度；CPs-其他时间段，通过监测通道断面的平均通道拥挤度
-高峰时 间段不均衡系数：高峰时间段的通道拥挤度平均值与高峰时间段和其他时间段总平均通道 拥挤度的比值
-其他时间段不均衡系数：其他时间段的平均通道拥挤度与高峰时间段 和其他时间段总平均通道拥挤度的比值； (6) 自动扶梯拥挤度，
汁算公式：
式中：
-统计期内，监测自动扶梯的拥挤度
时期，通过自动扶梯断面客 流量；
_自动扶梯瓶颈最小断面宽度
-自动扶梯的设计通行能力；一实际发车 间隔；
式中：
_ -统计期内，监测自动扶梯的拥挤度
-高峰时间段，通过自动扶梯 断面的平均自动扶梯拥挤度\
-其他时间段，通过自动扶梯断面的平均自动扶梯拥挤 度
-高峰时间段不均衡系数：高峰时间段的自动扶梯拥挤度平均值与高峰时间段和其 他时间段总平均自动扶梯拥挤度的比值；
-其他时间段不均衡系数：其他时间段的平均 自动扶梯拥挤度与高峰时间段和其他时间段总平均自动扶梯拥挤度的比值； (7) 自动扶梯安全指数计算公式：
式中
-统计期内，自动扶梯安全指数
-自动扶梯拥挤度，
-自动扶梯 风险系数
-统计期内，车站自动扶梯的故障时间
一统计期内，车站自动扶梯的总 计划服务时间； (8) 给排水系统安全指数计算公式：
式中
一统计期内，车站给排水系统安全指数：
一统计期内，车站给排水 系统故障台数
-统计期内，车站给排水系统总台数； (9) FAS系统安全指数计算公式：
式中：
~ -统计期内，车站FAS系统报警指数-统计期内，车站第k个防烟分 区报警值；η-车站的防烟分区总数；
(10) 屏蔽门安全指数计算公式：
式中：
-统计期内，车站屏蔽门安全指数；
-统计期内，车站第k个屏蔽门 报警值；η-车站屏蔽门总数； (11) 照明系统安全指数计算公式：
式中：
-统计期内，车站照明系统安全指数
-统计期内，车站第k个照明 设备故障值；η-车站照明设备总数； (12) 车站空调系统指数计算公式：
式中：
-统计周期内，车站空调系统指数
-统计周期内，车站空调系统设 备正常工作的时间；-统计周期内，车站空调系统设备计划服务总时间； (13) 车站温度指数计算公式：
式中：
_i时刻，车站温度指数
_i时刻，车站第i号温度传感器实际温度 测量值
i时刻，车站温度传感器测量值应达到的标准温度
一车站温度传感器 实际温度与所设定标准温度差的平均值;max」?；一i时刻，车站温度传感器所允许的最大 温度差； (14) 车站湿度指数计算公式：
式中
_ _i时刻，车站湿度指数
-车站湿度传感器实际湿度与所设定标 准湿度差的平均值
一i时刻，车站第i号湿度传感器实际湿度测量值;Wie - i时刻，车站 湿度传感器测量值应达到的标准湿度；
-i时刻，车站湿度传感器所允许的最大 湿度差； (15) 车站PM2. 5指数计算公式：
式中，y为车站PM2. 5指数值，X为车站PM2. 5实际测量值； (16) 车站PM10指数计算公式：
式中，y为车站PM10指数值，X为车站PM10实际测量值； (17) 车站C02指数计算公式：
式中，y为车站C02指数值，X为车站C02实际测量值； (18) 车站安全管理指数计算公式：
式中，y为车站安全管理指数值，X为车站安全评价打分值； (19) 车站应急疏散能力指数计算公式：
式中
一车站疏散能力：
-车站到站列车的额定载客人数
一到站列车满 载率；
-车站站台人数;，
-自动扶梯的通过能力，单位人/
_楼梯的通过 能力，单位人，
一自动楼梯正常运行的台数
一分别为人行楼梯的总宽度、 1台自动扶梯的宽度，单位米；〇. 9-楼梯与自动扶梯的理论通行能力按照九折折减；1 一人 员反应时间，单位
(20) 车站事故次数计算公式：
式中：
-统计期内，车站发生事故的总次数；Sk-统计期内，车站发生第k种事故 的次数； (21) 车站人
员死亡指数计算公式： 式中
_车站人员死亡指数；
-车站死亡人数；-车站进出站量； (22) 车站经济损失值计算公式：
式中：M(t, t+」t)一统计期内，车站经济损失值一单位统计期内，车站第i次经济 损失值。
3.如权利要求1或2所述的安全评价方法，其特征在于，步骤(三）中采用不同截集水 平下模糊TOPSIS集成法评价车站安全状态具体步骤如下： (1) 确定评价向量为，
，j=l, 2…，22, Xj为车站评价指标的评价值； (2) 确定评价向量
的正理想解为，
，负理想解为
； (3) 设置不同截_
确定不同截集
T的评价向量； (4) 依据非线性规划模型，计算在不同截集水平下方案的模糊相对相似度：
其中，
是评价值\在截集3
水平时的集合；
为在截集为水平
时区间模糊相对相似度的上限，
为在截集为水平时区间模糊相对相似度的下限；
(5) 求解所有不同截集
下的平均模糊相对相似度：
(6) 依据步骤（5)的计算结果，RC%值越靠近1，车站安全性越高。
【文档编号】G06Q10/06GK104217297SQ201410469673
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】秦勇, 贾利民, 张振宇, 李曼, 晋君, 谢征宇, 王艳辉, 梁平, 孙方, 战明辉 申请人:北京交通大学