摘要 本文从矿区车站实际的运营状况出发,建立了矿区车站运营可靠性评价的两个层次的指标体系。运用层次分析法和模糊数学的方法确定了各指标的权重,并对该指标体系进行逐层次量化求解,据此来界定矿区车站运营状况的可靠性程度。明确矿区车站工作中各子系统之间的联系及其中的薄弱环节,以此为理论依据,制定相应的预防措施,提高矿区车站运营的可靠性。
关键词 矿区车站;运营可靠性;评价;模糊数学
中图分类号 TD58 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)17-0152-02
0 引言
目前,我国煤矿企业的建设规模不断发展壮大,依靠铁路运输的数量日益增长,直接为之服务的外部铁路运输显得更加重要。而矿区车站将企业和国家铁路网有机的联系在一起,其作用也越来越大。现代煤炭运营系统是个非常复杂的系统,矿区车站的运营工作是由众多相互依存,相互制约的不同的作业组成的整体,每种作业又包含许多设备、物质、人员和作业环境等要素。矿区车站的这种复杂系统迫切需要研究其可靠性。当今,提高系统运营可靠性已经成为提高运营工作水平的关键。
本文在分析影响矿区车站运营可靠性因素的基础上,找出矿区车站故障多发点及多发故障的类型及其原因、矿区车站工作过程中的薄弱环节,建立矿区车站运营可靠性模型,分析引起矿区车站工作延误的主要因素,从而矿区车站实际工作中可以有针对性的采取措施,为矿区车站的运作与管理提供理论上的依据。除此以外,论文的研究对提高矿区车站作业的效率,减少故障的发生,也有一定的理论意义。矿区车站运营可靠性的提高,可以减少各种延误,从而提高整个矿区车站运输系统安全性、畅通性,增强矿区车站在运输市场上的竞争力,有利于整个矿区车站的发展。
1 评价的内容
矿区车站运营可靠性影响因素是多方面的,对其进行评价属多目标评价,运营可靠性评价即是采用一定的方法通过一系列的指标影响因素分析,对运营可靠性的优劣做出综合的评判。在本文中以层次分析法为基础,结合模糊数学的方法,经过改进,尽量保持其优点,避免其缺点,来对矿区车站的运营可靠性进行综合评价。对于像矿区车站这样的大系统,其本身是由若干个相互关联、相互作用的复杂子系统构成,而各个子系统中的各个环节对矿区车站运营系统可靠性的影响也不尽相同,要对每一影响因素进行定量化是十分困难的一件事。特别是对于动态系统来说,系统中各指标的性质、变化方向、量化的程度均不同,单纯的计算方法更难于准确的描述整个系统工作可靠性. 而层次分析法与模糊数学的结合,是从单个指标出发,逐个分析,较好地解决了这一问题。它将非定量化研究的思维过程数量化,这样既简化了系统分析和计算,又有助于使决策者保持其思维过程的一致性。两种方法的结合,实现了定量分析与定性分析相结合,定性分析应该有定量分析作补充,定量分析必须由定性分析来说明。
2 可靠性评价的特征
矿区车站的运营可靠性评价应具备如下特征:
1)评价应包含若干个指标;
2)若干个指标分别影响和说明着被评价系统的不同侧面;
3)多种指标相互关联,相互渗透,缺一不可;
4)这种评价方法最终要对被评价系统做出一个整体性的评判,说明被评价系统的一般水平。
3 矿区车站运营可靠性模糊评价模型的建立
3.1 建立评价指标体系与层次结构模型
采用特尔菲法,根据决策分析专家咨询结果和调查研究情况,确定矿区车站运营可靠性评价指标,并建立相应的层次分析结构模型;用框图形式说明层次的递阶结构与因素的从属关系。
3.2 指标集与评价集的建立
1)在矿区车站运营可靠性评价中,采用两个层次的综合评价模型,即二级模型。
将指标集 U ={u1,u2,…,u14｝划分为两个层次。
一级指标集 U ={B1,B2,B3｝,
二级指标集B1 =(C1,C2,C3,C4,)
B2 =(C5,C6,C7,C8,C9)
B3 =(C10,C11,C12,C13,C14)
2)评判集 V ={v1,v2,v3,v4｝,其中,v1:优,v2:良,v3一般,v4:差。
同时,请专家组对评价集进行定量化分析、处理,得出定量化评价矿区车站运营可靠性水平,如表1。
表1矿区车站运营可靠性评价
3.3 单指标模糊评价矩阵的确定
在进行综合评价前,要对影响目标的单因素进行模糊评价。单因素模糊评价是单独从一个评价指标出发进行评判,确定被评价的项目(或方案)对评价集的各元素的隶属程度。恰当的隶属程度是模糊综合评判的关键。因此,确定隶属度要求对被评价的对象有充分的了解,掌握其内在规律。根据矿区车站运营可靠性评价指标的特点,将其分为两大类:定量评价指标与定性评价指标,介绍不同隶属度的确定方法。
1)定量评价指标
对定量评价指标,可先依据有关规范、规定、标准等划分不同的等级,确定明确的分级标准。对进行分级时无据可依的定量指标,可采用特尔菲法请决策者确定其分级标准。然后,根据各项评价指标的具体性质确定指标的相对隶属函数,将各方案对应于各评价指标的参数值代入其相对隶属函数,即得相应隶属度。
2)定性评价指标
定性评价指标无法用一定的数量概念来表示,因此也就不能按照定量评价指标那样,建立相对隶属函数来确定相对隶属度。建议对定性评价指标采用模糊统计方法确定其对评价集的隶属关系。模糊统计法是按照事先划定的评价等级,由参与决策分析的各位专家确定各评价指标的等级,然后依次统计各评价指标等级的频数,计算出各指标的隶属度。
由此,即可得到单因素模糊评价矩阵R:
其中,rij——第i各指标对评价集的相对隶属度。
在本文中,对于隶属函数问题不作深入研究,只对有关隶属度作简要介绍。
车站容量C2,用车站近几年来平均年货物发送量来衡量、表示,输送能力C5,用矿区车站每昼夜取送车数来表示,装车能力C8,用每昼夜的装车数来表示,改编能力C9,用每昼夜的改编车列数来表示,实际应用中应根据矿区车站实际运营指标来确定其大小与评价集的隶属关系。
3.4 综合评价
矿区车站的运营可靠性模糊综合评价数学模型采用如下形式:
式中:A为指标集权向量,由层次分析法推求,aij∈[0,1]且
R为n个单指标总评价矩阵。
为综合评价指标矩阵。
算子选择为M(· ,+),旨在考虑所有因素的影响。最后,计算综合评价值为:
W = B·CT
式中,CT为评价集评分行向量的转置矩阵。
4 结论
应用模糊层次分析法对矿区车站运营可靠性进行评价,能够将众多的影响因素综合考虑,科学地反映矿区车站运营可靠性评价本身的模糊性、综合性和层次性等特点,把定性分析和定量分析有机的结合起来,克服了人们在评价复杂事物时难以综合的特点,避免了人为主观臆断,为可靠性评价的整体优劣提供了符合实际的结论。
1)在评价中,建立了评价递阶层次指标体系,将模糊数学和层次分析两种方法结合起来,能全面考虑单指标对评价决策的影响,其分析评价方法在理论上和实际工作中都有一定的实用价值;
2)隶属函数的选用及其上、下界的确定对综合评价的结果有影响,本文重点介绍模糊数学的应用,故隶属函数未作研究。
参考文献
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