[发明专利]一种轨道交通线路动态安全风险评价方法

摘要

本发明提供一种轨道交通线路动态安全风险评价方法，首先确定轨道交通线路动态安全风险评价动态指标体系，然后根据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线路运营安全风险进行动态评价，更为精确地掌握轨道交通线路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。

主权项

一种应用于轨道交通线路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)确定轨道交通线路动态安全风险评价指标：上行区间客流风险指数、下行区间客流风险指数、车辆系统影响运营风险指数、信号系统影响运营风险指数、供电系统影响运营风险指数、通信系统影响运营风险指数、机电系统影响运营风险指数、土建系统影响运营风险指数、屏蔽门系统影响运营风险指数、线路系统影响运营风险指数、AFC系统影响运营风险指数、安检系统影响运营风险指数、其他因素影响运营风险指数、线路车站客流综合指数、线路车站环境综合指数、线路安全管理指数、线路等效事故率；(二)根据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集成法评价线路安全状态，其中步骤(一)中各项指标的权重ωj采用区间二型模糊数，而各项指标的评价值xj为步骤(二)中计算出的各项指标的指标值；其特征在于，步骤(二)中的计算各项指标值的具体方法为：(1)上行区间客流风险指数计算公式：TPa(Si)=w1pmaxp‾+w2naN+w3ntT]]>式中：TPa(si)—统计期内，线路i上行区间客流风险指数；pmax—高峰小时最大断面满载率值；—线路断面满载率平均值；na—线路中区间满载率值>70％的区间个数；N—线路区间总个数；nt—统计期内，线路中存在区间满载率>100％的小时个数；T—线路运营总小时数；w1、w2、w3—权重系数；⑵下行区间客流风险指数计算公式：TPb(si)=wpmaxp‾+w2naN+w3ntT]]>式中：TPb(si)—统计期内，线路i下行区间客流风险指数；pmax—高峰小时最大断面满载率值；—线路断面满载率平均值；na—线路中区间满载率值>70％的区间个数；N—线路区间总个数；nt—统计期内，线路中存在区间满载率>100％的小时个数；T—线路运营总小时数；w1、w2、w3—权重系数；⑶车辆系统影响运营风险指数计算公式：ζ(si)=Ftrain+φtrain+1TMTTR(train)]]>TMTTR(train)=Σtintrain]]>式中：ζ(si)—统计期内，线路i车辆系统影响运营风险指数；Ftrain—统计期内，线路i车辆系统故障率；TMTTR(train)—统计期内，车辆系统平均故障修复时间；ti—统计期内，第i次故障修复时间(按照设备故障记事信息统计的故障起止时间之差)；ntrain—统计期内，车辆故障导致的影响行车故障次数；φtrain—统计期内，车辆故障影响运营里程，这里指受车辆故障影响的的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；⑷信号系统影响运营风险指数计算公式：ψ(si)=Fsig+φsig+1TMTTR(sig)]]>TMTTR(sig)=Σtinsig]]>式中：ψ(si)—统计期内，线路i信号系统影响运营风险指数；Fsig—统计期内，线路i信号系统故障率；TMTTR(sig)—统计期内，信号系统平均故障修复时间；ti是第i次故障修复时间，nsig是信号故障导致的影响行车故障次数；φsig—统计期内，信号故障影响运营里程，这里指受信号故障影响的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；⑸供电系统影响运营风险指数计算公式：式中：φ(si)—统计期内，线路i供电系统影响运营风险指数；w(sij,si,j+1)—统计期内，区间强度；t故障—统计期内，线路区间供电故障的时间；t总—统计期内，供电系统总运行时间；—统计期内，供电系统故障影响运营里程，这里指受供电系统故障影响的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；ω1ω2—权重系数；⑹通信系统影响运营风险指数计算公式：θ(si)=Fcom+φcom+1TMTTR(com)]]>TMTTR(com)=Σtincom]]>式中：—统计期内，线路i通信系统影响运营风险指数；Fcom—统计期内，线路i通信系统故障率；TMTTR(com)—统计期内，通信系统平均故障修复时间；ti是第i次故障修复时间，ncom是通信故障导致的影响行车故障次数；φcom—统计期内，通信系统故障影响运营里程，这里指受通信故障影响的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；⑺机电系统影响运营风险指数计算公式：ξ(si)=Fjd+ψjd+1TMTTR(jd)]]>TMTTR(jd)=Σtinjd]]>式中：ξ(si)—统计期内，线路i机电系统影响运营风险指数；Fjd—统计期内，线路i机电系统故障率；TMTTR(jd)—统计期内，机电系统平均故障修复时间；ti是第i次故障修复时间，njd是电故障导致的影响行车故障次数；ψjd—统计期内，机电故障影响运营里程，这里指受机电故障影响的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；⑻土建系统影响运营风险指数计算公式：TMTTR(tj)=Σtintj]]>式中：ψ(si)—统计期内，线路i土建系统影响运营风险指数；Ftj—统计期内，线路i土建系统故障率；TMTTR(tj)—统计期内，土建系统平均故障修复时间；ti是第i次故障修复时间，ntj是土建故障导致的影响行车故障次数；—统计期内，土建故障影响运营里程，这里指受土建故障影响的运营里程可靠度；d—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；⑼屏蔽门系统影响运营风险指数计算公式：P(si)=1mΣj=1mp(sij)]]>p(sij)=Σi=1kαipi]]>式中：P(si)—统计期内，车站屏蔽门系统影响运营风险指数；pi—统计期内，车站屏蔽门系统第i个安全门的风险指数；p(sij)—统计期内，线路中车站j的屏蔽门系统风险指数；n总—统计期内，车站j第i个安全门计划正常开启次数；n故障—统计期内，车站j第i个安全门故障次数；k—车站j的安全门总数；αi—车站j第i个安全门的基于故障率的权重系数；m—统计期内，该线路中车站总数；⑽线路系统影响运营风险指数计算公式：式中：σ(si)—统计期内，线路i系统影响运营风险指数；σ(j)(si)—统计期内，线路i第j个区段轨道指数；ki—该线路第i个区段中伤损钢轨的数量；Ki—该线路第i个区段中钢轨的总数量；—故障设备区段分布折算因子，是出现轨道伤损的区段个数与该线路区段总个数的比值；abcd—表示对运营的影响程度等级，该值介于0到1之间，由多名专家给定经验值；⑾AFC系统影响运营风险指数计算公式：式中：A(si)—统计期内，线路iAFC系统影响运营风险指数；t故障—线路AFC系统故障的时间；t总—AFC系统总运行时间；d耽误—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；n次数—统计期内，线路中AFC系统设备发生故障的次数；N里程—统计期，线路列车运营公里；ω1ω2ω3—权重系数；⑿安检系统影响运营风险指数计算公式：式中：J(si)—统计期内，线路i安检系统影响运营风险指数；t故障—统计期内，线路安检系统故障的时间；t总—统计期内，安检系统总运行时间；d耽误—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；n次数—统计期内，线路中安检系统设备发生故障的次数；N里程—统计期内，线路列车运营公里；ω1ω2ω3—权重系数；⒀其他因素影响运营风险指标计算公式：式中：Q(si)—统计期内，线路i其他因素影响运营风险指数；t故障—统计期内，线路其他因素故障的时间；t总—统计期内，其他因素总运行时间；d耽误—统计期内，受延误、掉线、清人、停运事件影响所耽误的列车正线运营里程；D—统计期内，列车正线计划运营里程数；n次数—统计期内，线路中其他因素设备发生故障的次数；N里程—统计期内，线路列车运营公里；ω1ω2ω3—权重系数；⒁线路车站客流综合指数计算公式XK(t,t+Δt)(si)=Σi=1mk(sij)XK(t,t+Δt)(sij)]]>式中：XK(t,t+Δt)(si)—线路中各车站客流综合指数；k(sij)—车站点强度，即车站sij承载客流量与线路总客流量的比值；XK(t,t+Δt)(sij)—车站sij的客流综合指数；⒂线路车站环境综合指数计算公式：XH(t,t+Δt)(si)=Σi=1mk(sij)XH(t,t+Δt)(sij)]]>式中：XH(t,t+Δt)(si)—线路车站环境综合指数；k(sij)—车站点强度，即车站sij承载客流量与线路总客流量的比值；XH(t,t+Δt)(sij)—车站sij的环境综合指数；⒃线路安全管理指数计算公式：y=-0.002x+2,900<x≤1000-0.001x+1.1,700<x≤900-0.002x+1.8,600<x≤700-0.001x+1.2,400<x≤600-0.0005x+1,0≤x≤400]]>式中，y为线路安全管理指数值，x为线路安全评价打分值；⒄线路等效事故率计算公式：ΓS(si)=Σj=1nyj×αjl]]>式中：ΓS(si)—统计期内，线路i等效事故率；yj—统计期内，事故j的个数；αj—统计期内，事故j的事故折算因子；l—百万车公里。