（安全技术及工程专业论文）基于任务分析的地铁行车调度工作负荷研究.pdf

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感谢实验室的兄弟姐妹、身边的同学和朋友给予我一如既往的鼓励与支持。 感谢无怨无悔给予我关爱和理解的父母和家人，你们深沉的爱赋予我克服重 重困难的力量，使我的人生充满阳光和温暖。焉得谖草，言树之背。我即使采尽 世间谖草也无以报答你们的拳拳恩情和殷殷厚望，唯有满载着你们的期许扬帆远 航，书写精彩的未来! 张媾 二。一。年六月 一 中文摘要 摘要：地铁行车调度是城市轨道交通系统的指挥中枢，也是制约区域容量的 关键因素，行车调度工作负荷的合理评估对于保证轨道交通安全和高效具有重要 作用。本文理论联系实际，对地铁行车调度工作负荷和区域容量评估问题进行了 深入研究，目的在于针对轨道交通运行环境，构建一个基于行车调度任务的工作 负荷定量评估模型，随时掌握行车调度的工作负荷状态；保证地铁运营安全，科 学评估区域容量，合理控制交通流量，为地铁运营公司人力资源配备和车流量管 理提供依据，主要工作如下： 首先，针对行车调度的作业特点，对行车调度工作负荷进行合理的界定，并 对行车调度工作负荷影响因素的机理进行了深入的研究，建立了行车调度工作负 荷评价模型，通过综合比较现行工作负荷研究方法，提出了一种适用于评价行车 调度工作负荷的策略； 其次，应用层次任务分析法对行车调度任务进行系统分析，编制了操作单元 编码辞典，构建了能有效描述调度认知过程的行车调度信息加工模型；提取了调 度作业任务单元，生成了任务执行序列，建立了任务单元与操作单元的有机联系； 再次，在详细的任务分析基础上，结合作业的时间紧迫感，提出了适用于行 车调度工作负荷评估的方法，建立了行车调度工作负荷量化评估模型。采用基于 时间研究的方法，以上海地铁1 号线为背景进行了定量评估，同时应用主观评价 法和生理测量法对建立的负荷模型进行验证，证明了模型的有效性和评估方法的 可行性； 最后，根据地铁的运营特点，从保障行车安全的角度引入了区域容量的概念， 应用多元线性回归方法，计算了区域容量，开发了行车调度工作负荷评估系统， 实现了工作负荷分析和预测的自动化。 研究结果表明本文建立的行车调度工作负荷影响因素评价模型能有效地提取 工作负荷主要影响因素，与调度的主观感受相吻合，符合地铁的运营特点；负荷 模型能够较为准确地评估任意时段行车调度工作负荷数值，真实有效地反映出行 车调度工作状态的变化，说明基于任务分析评估行车调度工作负荷的方法具有可 行性；基于工作负荷极限值确定区域容量的方法是适宜的，通过建立多元线性回 归方程计算得到的区域容量值对地铁车流量管理提供了科学的决策依据，能有效 降低列车安全运行风险。 关键词：地铁行车调度；工作负荷；任务分析；负荷模型；区域容量 分类号：t b l 8 a b s t r a c t a b s t r a c t ：s u b w a yd i s p a t c h e ri s t h ec o m m a n d i n gc e n t e ro ft h eu r b a nr a i l t r a f f i c ，a n dak e yf a c t o ro fr e s t r i c t i o n s t or e g i o nc a p a c i t y ar a t i o n a le v a l u a t i o no f s u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a dp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei ne n s u r i n gr a i lt r a f f i cs a f e t ya n d e f f i c i e n c y c o m b i n i n gt h e o r yw i t hr e a l i t y , t h ep a p e r c a r r i e so na l li n t e n s i v er e s e a r c ho n t h es u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a da n dr e g i o nc a p a c i t ye v a l u a t i o n i tf o c u s e so nt h e c o n s t r u c t i o no faw o r k l o a de v a l u a t i o nm o d e lb a s e d o nt h e d i s p a t c h i n g t a s ki n c o n s i d e r a t i o no ft h ee n v i r o n m e n to ft h er a i lt r a f f i c i ta l s oh e l p s 鲥pw i t ht h e d i s p a t c h e r s w o r k l o a d a ta n yt i m e ，e n s u r ed i s p a t c h e r s w o r ka b i l i t ya n do p e r a t i o n a l s a f e t y , s c i e n t i f i c a l l ye v a l u a t er e g i o nc a p a c i t ya n dr e a s o n a b l yc o n t r o lt r a f f i cf l o w ， a n d t h e n p r o v i d e s f o u n d a t i o nf o rh u m a nr e s o u r c e sa l l o c a t i o n o fs u b w a yo p e r a t i o n c o m p a n i e sa n dt h et r a 伍cf l o wc o n t r 0 1 t h em a i nw o r k sa r ea sf o l l o w s ： f i r s to fa 1 1 i ts e t su pa i le v a l u a t i o nm o d e lo fs u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a da f t e r t h er e a s o n a b l ed e f i n i t i o no fs u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a da c c o r d i n g t ot h e c h a r a c t e r i s t i c so fd i s p a t c h i n g i tc a r r i e so ni n d e p t hr e s e a r c ht h a tf a c t o r sw h i c ha f f e c t t h es u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a d t h r o u g hc o m p a r i s o no fd i f f e r e n tw o r k l o a dr e s e a r c h m e t h o d s ，i ts e e k st h es t r a t e g yt oe v a l u a t es u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a d s e c o n d l y , i tc o n d u c t sad e t a i l e da n a l y s i so nd i s p a t c h i n gt a s kb yu s i n g t h eh i e r a t i c a l t a s ka n a l y s i sm e t h o d i td r a w su pt h et a s kc o d i n gd i c t i o n a r ya n db u i l d su pas u b w a y d i s p a t c h e r s i n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e lt o d e s c r i b ed i s p a t c h e r s p e r c e i v i n gp r o c e s s e f f e c t i v e l y i tp i c k su pt a s ku n i ta n dp r o d u c et a s ki m p l e m e n t a t i o ns e q u e n c e sw h i c h e s t a b l i s hr e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt a s ku n i ta n do p e r a t i o nu n i t t h i r d l y , c o n s i d e r i n go ft h eu r g e n tt i m eo ft a s k ，i tp u t sf o r w a r dam e t h o ds u i t a b l e f o rs u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a de v a l u a t i o na f t e ri n t e n s i v et a s ka n a l y s i s i tt h e ns e t su p aq u a n t i z i n ge v a l u a t i o nm o d e lf o rs u b w a yd i s p a t c h e r s w o r k l o a d t a k i n gs h a n g h a i s u b w a yl i n e1 a st h er e s e a r c hb a c k g r o u n d ，i tu n d e r g o e saq u a n t i z i n ge v a l u a t i o nb y u s i n gt h em e t h o db a s e do nt i m er e s e a r c h ，a n dv e r i f i e dt h ew o r k l o a dm o d e lb yu s i n g t h e s u b j e c t i v e e v a l u a t i o nm e t h o da n dt h ep h y s i o l o g i c a l m e a s u r e m e n tm e t h o d s i m u l t a n e o u s l yt os h o wt h a tt h ev a l i d i t yo ft h em o d e la n df e a s i b i l i t yo f t h ee v a l u a t i o n m e t h o d a tl a s t ，i ti n t r o d u c e st h ec o n c e p to fr e g i o nc a p a c i t yf o rs a f e t yb a s e do nt h e o p e r a t i o n a lc h a r a c t e r i s t i c so fs u b w a y i ta d o p t st h e m e t h o do fm u l t i p l el i n e a r i t yr e g r e s s l t oc a l c u l a t et h er e g i o nc a p a c i t y i ta l s o d e v e l o p st h ee v a l u a t i o ns y s t e mo fs u b w a y d i s p a t c h e r s w o r k l o a dt or e a l i z et h ea u t o m a t i o no fw o r k l o a de v a l u a t i o na n df i o r e c a s t t h er e s e a r c hs h o w st h a tt h ee v a l u a t i o nm o d e lo fk e yf a c t o r st oa f f e c ts u b w a y d i s p a t c h e r s w o r k l o a ds e tu pi nt h ep a p e rc a l lp i c ku pt h em a i nf a c t o r st oa f f e c t w o r k l o a d ，t a l l yw i t ht h ed i s p a t c h e r s s u b j e c t i v ef e e l i n g ，a n db ec o r r e s p o n d e n tw i t ht h e o p e r a t i o n a lc h a r a c t e r i s t i c so fs u b w a y t h ew o r k l o a dm o d e lc a ne v a l u a t et h es u b w a v d i s p a t c h e r s w o r k l o a di n d e xa ta n yt i m ea n dr e f l e c tt h ec h a n g eo fd i s p a t c h e r s ，w o r k c o n d i t i o n ，t op r o v et h a tt h ef e a s i b i l i t yo ft h em e t h o do f e v a l u a t i n gd i s p a t c h e r s ，w o r k l o a d b a s e do i lt h et a s ka n a l y s i s t h em e t h o dt oc o n f i r mt h e r e g i o nc a p a c i t yb a s e do n w o r k l o a dl i m i ti ss u i t a b l et h er e g i o nc a p a c i t yc a l c u l a t e db ym u l t i p l el i n e a r i t yr e g r e s s e q u a t i o np r o v i d e sas c i e n t i f i cs u p p o r tt ot r a f f i cf l o wm a n a g e m e n ta n dw i l li m p r o v et h e d r i v i n gs a f e t y k e y w o r d s ：s u b w a yd i s p a t c h e r ；w o r k l o a d ；t a s ka n a l y s i s ；w o r k l o a dm o d e l ；r e g i o n c a p a c i t y c l a s s n o ：t b l 8 目录 中文摘要v a 】j ；s t r a c t v i i 1 绪论1 1 1选题的背景及意义1 1 2地铁行车调度工作负荷的国内外研究现状2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状4 1 3 研究内容一4 2 地铁行车调度工作负荷分析6 2 1 引言6 2 2地铁行车调度工作负荷的定义6 2 3地铁行车调度工作负荷影响因素的分析7 2 3 1 地铁行车调度工作负荷影响因素指标体系的构建8 2 3 2地铁行车调度工作负荷影响因素问卷条目库的设计9 2 3 3地铁行车调度工作负荷影响因素问卷的题目设计9 2 3 4地铁行车调度工作负荷影响因素问卷的信效度检验9 2 3 5地铁行车调度工作负荷影响因素问卷的实施1 0 2 3 6 基于因子分析的行车调度工作负荷影响因素的提取1 1 2 3 7 基于层次分析的行车调度工作负荷影响因素权重的确定1 8 2 3 8 地铁行车调度工作负荷主要影响因素的剖析2 4 2 4工作负荷对行车调度作业和身心的影响2 6 2 4 1 工作负荷对操作绩效的影响2 7 2 4 2 工作负荷对疲劳的影响2 7 2 4 3 工作负荷对职业病的影响2 8 2 5评估地铁行车调度工作负荷方法的选取2 8 2 5 1 主观评价法2 9 2 5 2 任务分析法3 0 2 5 3 生理测量法3 0 2 5 4 工作负荷评估方法比较3 1 2 5 5 地铁行车调度工作负荷评估方法的选取3 2 3 4 2 6本章小结3 2 地铁行车调度工作任务分析3 3 3 1引言3 3 3 2工作任务分析方法3 3 3 3地铁行车调度工作任务分析3 4 3 3 1 调度任务的确定3 4 3 3 2 调度任务的分类3 8 3 3 3 调度任务的分解3 9 3 3 4 行车调度基本操作单元的描述4 2 3 4地铁行车调度信息加工模型的建立4 7 3 4 1 基于w i c k e n s 信息加工模型的信息加工过程分析4 7 3 4 2w i c k e n s 模型的改进与行车调度信息加工模型的建立4 8 3 5基于信息加工模型的任务执行序列生成5 0 3 5 1 正常行车组织5 0 3 5 2 正常施工组织51 3 5 3 突发事件行车组织5 2 3 6本章小结5 4 地铁行车调度工作负荷量化评估模型5 5 4 1 引言5 5 4 2工作负荷时间研究。5 5 4 3工作负荷分类5 5 4 4基于任务分析的工作负荷评估方法的研究5 6 4 4 1 监视负荷子模型。5 6 4 4 2 思考负荷子模型5 6 4 4 3 调整负荷子模型5 7 4 4 4 记录负荷子模型5 8 4 4 5 通信负荷子模型5 8 4 4 6 行车调度工作负荷评估模型5 9 4 5基于时间压力的工作负荷评估模型的修正5 9 4 5 1 时间压力的概念5 9 4 5 2 时间压力系数的确定6 0 4 5 3 时间压力对负荷模型的修正6 0 4 6基于作业测定技术的操作时间权值确定6 l 4 6 1 作业测定技术6 1 5 6 4 7 2 全日工作负荷评估及分析6 4 4 8工作负荷评估模型的验证6 9 4 8 1 主观评价法的评定结果及相关分析7 0 4 8 2 生理测量法的评定结果及相关分析7 2 4 9 本章小结一7 3 基于行车调度工作负荷的区域容量评估7 5 5 1 引言7 5 5 2区域容量的定义。7 5 5 3区域容量的回归分析7 5 5 3 1 区域容量评估变量参数的确定7 5 5 3 2 区域容量评估方法的选取7 6 5 3 3 区域容量评估过程7 6 5 4基于行车调度工作负荷的区域容量评估7 7 5 4 1 变量数据采集7 7 5 4 2 散点图的绘制7 8 5 4 3 回归方法的选择7 8 5 4 4 回归方程的拟合7 9 5 4 5 回归诊断7 9 5 4 6 容量评估结果及分析8 1 5 5 本章小结一8 2 行车调度工作负荷评估系统的设计与开发8 3 6 1 引言8 3 6 2系统分析8 3 6 2 1 系统需求分析8 3 6 2 2 可行性分析8 4 6 3系统结构设计8 4 6 4 系统功能模块设计8 5 6 4 1 系统用户管理模块8 5 6 4 2 调度任务管理模块8 5 6 4 - 3 车流量信息管理模块8 5 女 6 4 4 工作负荷管理模块。8 6 6 5数据库结构设计及组成8 6 6 5 1 数据流图8 6 6 5 2 数据表设计8 7 6 5 3 数据关系的确定9 0 6 6系统功能实现9 0 6 7本章小结。9 2 7总结与展望9 3 7 1论文研究成果9 3 7 2研究展望9 4 参考文献9 6 作者简历9 9 独创性声明1 0 0 学位论文数据集1 0 1 城市轨道交通的主干线和现代化城市标志之一。同时由于地铁建于地下，又具有 封闭性强、行车密度高、运行间隔小等固有特点，因此地铁作为一类特殊的人员 密集公共场所，对安全运营的要求更高。 安全是地铁运营公司生存与发展的生命线，以安全运营为根基，充分发挥地 铁的运输潜力，准点、高效地输送乘客是地铁运营管理的目标和原则。随着近年 来的快速发展，轨道交通客流激增、新建线路不断开通，地铁安全运营管理面对 着严峻形势和巨大挑战。 地铁调度系统是一个复杂的人一机一环境系统，既是地铁一复杂的大联动 机的命脉，同时也是保障地铁安全运营的根基。地铁行车调度作为列车运行的指 挥者和城市轨道交通运输组织指挥系统的中枢，肩负着地铁运营管理的核心工作， 其调度控制能力的发挥直接决定了整条线路的运营安全和运输效率，关乎乘客出 行安全与便捷。特别在遭遇设备故障或突发事件直接影响地铁正常运营时，行车 调度及时、科学地制定，灵活、合理地运用调度调整策略是降低事故影响，维持 一定限度内的地铁降级运输能力，减少损失的首要环节。 行车调度指挥控制能力的水平与工作负荷密切相关，保证行车调度在合理的 工作负荷水平上保持良好的操作绩效是保障地铁安全运营的一个重要条件。欲实 现一流运营管理水平就需要从提高调度指挥能力入手，根本落脚点在于研究调度 的工作负荷问题。由此可见，地铁行车调度工作负荷评估研究是轨道交通管理领 域中涉及轨道交通安全性的一项重要的研究课题。 目前，鲜有学者针对地铁行车调度工作负荷进行系统而深入地研究。实施流 量控制主要依赖调度经验，而迫于管理技术、社会需求等压力，往往出现地铁行 车调度超负荷工作的情况，特别是在早、晚高峰，调度工作量之大时常超出调度 所能承受的能力范围。 工作负荷会影响劳动者的身体健康、工作绩效和离职意向。本文对地铁行车 调度工作负荷进行深入且定量化的研究，保障行车调度工作负荷水平处于合理的 范围内，可实现地铁行车调度和地铁运营公司的双赢。首先，可降低调度罹患职 业病的机率，提高其工作满意度，减少非正常缺勤；其次，可充分调动行车调度 业务能力的发挥，使其能正确地把握列车运营情况和设备运转情况，敏锐地发现 问题并迅速解决，及时、准确判断和排除事故，进而提高车辆的准点运行率，降 低事故发生率；最后，可提高部门工作效率、降低地铁运营公司的管理成本、实 现人力资源的优化配置，并为满足可持续发展的需要提供人因保障。 1 2 地铁行车调度工作负荷的国内外研究现状 迄今为止，国内外均未见有关于对地铁行车调度工作负荷进行研究的相关论 述。考虑到空中管制员、铁路调度员与地铁行车调度的工作性质较为类似，同为 复杂人机系统的监控者和决策者，需要执行对大量信息进行处理的认知型作业， 了解相关领域的研究现状对地铁行车调度工作负荷的研究具有借鉴价值和指导意 义。他山之石可以攻玉，放眼观之发现：近些年来，国内外学者致力于开展空中 管制员和铁路调度员工作负荷的评估研究，在理论和实际应用方面取得了一些卓 有成效的研究成果。 1 2 1 国外研究现状 ( 1 ) 空中管制员工作负荷研究 d k s c h m i d t n l 提出了用排队论方法分析管制员工作负荷，讨论了管制员对例 行事件的处理时间以及扇区的交通流量与航班延误之间的关系。 在国际空管第4 4 届技术和展览年会上，澳大利亚的a m b i d j i 乜】j 、组推出测量空 中管制员工作负荷的工具。 m a n n i n g ，c a 口1 等推出了p o w e r 软件，该软件可以运用空域系统和系统分析记录 的数据对管制员工作负荷和绩效进行客观的测量。 d a n i 6 l ec l o a r e c h l 等人建立了用以协助空管运行人员对空管系统进行模拟和 2 分析的r a m s 模型。r a m s 模型以空中交通状况、扇区状况及管制员任务状况作为输 入数据，经过处理，最终可以输出管制员工作负荷、飞行历史记录和冲突记录。 欧洲空管畸1 使用新的踪迹扇区模型对管制员的工作负荷进行了分析，结果表明 复杂的队列策略和不确定的航班到达增加了其工作负荷。 i g o rc r e v i t s 等人1 对空中管制任务的动态分配过程进行描述，并基于任务、 资源和约束构建了数学模型以评估空管员的工作负荷。 s h a y n el o f t 等人h 3 基于管制员的操作策略建立了工作负荷的理论模型，并考 虑交通、空域以及操作限制等因素对管制员的工作负荷进行预测。 ( 2 ) 铁路调度员工作负荷研究 d b d e v o e 哺1 对铁路调度员的工作进行了详细的剖析，并对其工作特性如工作 负荷、压力等进行了讨论。研究表明超时工作和集中的作业方式增加调度员的工 作负荷，操作的复杂性、操作问题频繁发生使调度员在工作时始终处于高度的紧 张和焦虑状态，这种状态的持续和工作环境的嘈杂、拥挤等不舒适性加重了调度 员的工作负荷。 s p o p k i n 等人口1 将调度员工作负荷定义为单位时间内对视觉、听觉、认知、 心理四个通道的资源的占用总和，利用n i m s 数据采集器对调度员的作业过程进行 观察，分别记录调度员执行每项任务的持续时间、执行顺序和在观测期内每项任 务的执行频率。随后应用m t a w l 方法对货运调度中心的2 0 名调度员和客运调度中 心的1 7 名调度员进行了工作负荷的测量。 t i m o t h 6 em a s q u e l i e r 等人n 町对于铁路调度员在工作中应用自动定位系统对其 工作负荷和绩效的影响进行了评定，结果发现g p s 提供的定位信息有助于调度员 指挥车辆运行，却增加了其工作负荷。 e m i l i em r o t h 等人1 采用实地观察、结构访谈的方式对铁路调度的工作任 务进行了深入剖析，说明调度工作是认知需求高的作业，调度员需要满足轨道使 用的多元化需求、记忆负荷大、并且需要在脑海里呈现不同类型机车运行的动态 图像。调度的作业难度体现在处理未预期的轨道占用和由于机车延误和轨道故障 而对运行计划进行调整。 l a u r ap i c k u p 等人n 2 1 应用i n t e g r a t e dw o r k l o a ds c a l e ( i w s ) 量表对铁路调 度的工作负荷进行了测量。i w s 量表由最初的4 7 个测量因素来对调度的工作状态 进行描述，后考虑到评估的敏感度，经调度评定最终凝练成为由9 个测量因素构 成的单维度工作负荷测量量表，可以容易地识别出一段时间内调度员工作负荷的 峰值和谷值。结合时间线分析的方法，可以直观地体现出铁路调度的工作负荷在 一段时间的变化趋势，并在模拟器和实际调度现场得以应用，已证明对铁路调度 工作负荷具有良好的区分度。 3 j 塞銮适盔堂亟堂焦途塞绪论 l a u r ap i c k u p ，j o h nrw i l s o n n 3 1 以行为观察、调度访谈为基础，结合r e p e r t o r y g r i d 的方法，应用操作需求检查表o d e c 对铁路调度的工作负荷进行评价。 1 2 2 国内研究现状 国内的相关研究起步较晚，且集中在对空中管制员工作负荷的研究，以南京 航空航天大学和中国民航大学研究居多，主要是对管制员工作进行分类的基础上， 进行有关管制员工作负荷的探讨。 万莉莉n 耵分析了管制员工作负荷的影响因素，采用对管制员工作内容进行分 类的方法，建立了管制员工作负荷的客观评估模型。随后探讨了主观评估管制负 荷的方法，并且把客观和主观两种方法的针对广州地区实际空域的评估结果进行 了对比，验证了工作负荷评估方法的正确性。 张明、韩松臣n 副针对厦门管制区，对管制员工作负荷进行定量研究。借鉴 d o r a t a s k 方法，将管制员工作负荷分为看得见的部分、看不见的部分和恢复时间， 随后将管制员看得见的管制工作细分为若干个工作进程，通过统计雷达、语音记 录仪的历史数据得到可观察的管制员工作负荷，最后将已测得的看得见的工作负 荷乘以2 倍近似得到管制员的总工作负荷。 陈亚青、孙宏n 6 3 将管制员的工作负荷分为主观负荷和客观负荷两类。采用长 时间实时拍摄的方式采集数据，利用m b b 原理，将管制员的工作细分为1 8 个工作 进程。并通过调查、统计，确定每一工作进程的难度系数，参照划分的工作进程 对采集的数据进行深入分析，用m m b b 方法计算出指挥单架飞机的操作时间和思考 时间，最后得出管制单架飞机的工作负荷。 张蕾u 7 1 在对管制指令详细分析的基础上提出了管制员负荷的分类划分方法， 建立管制员工作负荷模型，提出了评估工作负荷方法和评估流程。以上海进近空 域0 l 号扇区为背景，采用最小二乘法，提出了扇区容量的评估方法，开发了管制 员负荷评估系统，实现了管制员工作负荷评估的计算机化和统计图的自动生成。 李丹阳n 羽采用服务系统排队模型来表示管制员所进行的空中交通信息过程的 能力，采用随机队列分析方法对管制员工作负荷进行定量分析。 裴成功n 鲫采用多元回归分析法，利用工作负荷及各种相关参数的测量技术、 工程学和统计分析算法形成管制员工作负荷评估模型，实现了回归过程的计算机 化，以昆明进近管制区空域为例进行分析说明了模型的可行性，并将该模型应用 于有关空域容量评估方面。 1 3 研究内容 4 基于地铁行车调度工作负荷研究尚属空白的现状，本文将针对地铁行车调度 工作负荷的量化以及区域容量评估问题展开研究。主要研究如下内容：首先，进 行地铁行车调度工作负荷的机理研究，基于因子分析法和层次分析法确定工作负 荷的影响因素并计算权重，阐述工作负荷对地铁行车调度作业及身心健康的影响； 其次，综合应用多种方法对地铁行车调度工作任务进行详细分析，全面收集调度 任务，将调度作业任务分解为基本操作单元，编制操作单元编码辞典，构建行车 调度信息加工模型，总结调度作业的认知规律，将作业任务按层级展开，生成调 度任务执行序列；再次，构建基于作业任务的地铁行车调度工作负荷的量化评估 模型，结合作业的时间压力对模型予以修正，应用负荷模型进行实例评估，并采 用成熟方法进行佐证。最后，从保障行车安全的角度引入“区域容量”的概念， 在保证行车调度工作负荷合理的前提下，对区域容量进行评估，开发一个行车调 度工作负荷评估系统。论文具体章节安排如下： 第二章对地铁行车调度的工作内容和作业特点进行详细分析，设计地铁行 车调度工作负荷影响因素评定问卷，用基于因子分析法和层次分析法对问卷进行 处理，确定行车调度工作负荷的影响因素以及各影响因素的权重；通过比较分析 工作负荷度量方法，确定适合评估地铁行车调度工作负荷的策略。 第三章对地铁行车调度工作负荷进行分类，结合地铁行车调度工作规程 和地铁行车调度细则对调度的工作任务进行细致分析和分解，编制行车调度 操作单元编码辞典，在l i c k e n s 信息加工模型的基础上，结合地铁行车调度的作 业特点，构建地铁行车调度信息加工模型，从信息认知的角度对调度作业过程进 行分析，生成任务执行序列，对行车调度的任务执行过程进行详细描述。 第四章在任务分析的基础上，考虑时间紧迫性的影响，提出基于任务分析的 工作负荷评估算法，建立地铁行车调度工作负荷评估模型，以上海申通地铁新闸 控制中心为背景，实现对行车调度工作负荷的量化评估。采用i w s 主观评价法和 心率变异性分析法同步进行工作负荷评定，验证负荷评估模型的正确性和基于调 度任务的评估方法的可行性。 第五章从保障行车安全的角度引入区域容量的概念，利用回归分析方法拟合 出多元回归方程，基于地铁行车调度的工作负荷的评估结果计算得到客观的区域 容量值，对车流量管理提供科学依据。 第六章规划地铁行车调度工作负荷评估系统的总体构架、设计系统功能模块 与数据库，开发了行车调度工作负荷评估系统，实现工作负荷分析和预测的自动 化。 第七章总结了所做的主要工作并对行车调度工作负荷评估的进一步研究提出 展望。 5 2 地铁行车调度工作负荷分析 2 1引言 地铁行车调度工作负荷直接影响其调度指挥能力的发挥，在很大程度上决定 着地铁的运营秩序和输送效率，关乎乘客出行安全与便捷。欲对地铁行车调度工 作负荷进行定量评估，首先需要对工作负荷进行定性分析。了解行车调度的工作 内容，对行车调度工作负荷进行合理的界定，确定影响地铁行车调度工作负荷的 主要因素，分析工作负荷对行车调度作业绩效和身心健康的影响，并根据行车调 度的作业特点和地铁的运营特征选择合适的工作负荷评定方法是开展行车调度工 作负荷研究的基础。 2 2 地铁行车调度工作负荷的定义 对于工作负荷，学术上没有统一的界定，学者各抒己见。w e i n e r 将工作负荷 定义为影响工作绩效和作业反应的各种不同压力的衡量；w i c k e n s 将工作负荷定义 为一种工作需求负荷与能力间的关系瞳瞳；斯泰因定义工作负荷为花费在系统需 求( 任务量) 进行反应时所需的精力( 包括生理的和心理的) ，并符合运营人的 内部工作标准；科文认为：任务难度越大，所需的精神运动越复杂，所使用的心 理处理能量和容量越大，所影响的指标越多，工作负荷也越大呦3 。 工作负荷也可以从不同的角度、倾向于不同的侧重点进行定义。从工作要求 角度出发，工作负荷可定义为人在工作时的信息处理速度，即决策速度和决策的 困难程度；从资源占用角度出发，工作负荷可定义为人在工作时所占用的能力资 源的程度；从压力感受角度出发，工作负荷可定义为人在工作中感受到的工作压 力的大小；从行为表现角度出发，工作负荷可定义为人在工作中的繁忙程度。 可见，工作负荷是一个包含工作要求、任务难度、时间压力、操作者的能力 水平、努力程度和和具体到个人感受的多维概念。 对于地铁行车调度工作负荷，未有学者进行概念的描述。本文从地铁行车调 度的工作内容入手，结合地铁的运营特点，对地铁行车调度工作负荷进行合理的 界定。 地铁行车调度工作的基本内容包括乜引： ( 1 ) 负责所辖各条线路的行车系统运营监控和调度指挥，组织指挥各部门严 格按照列车运行图工作。 6 ( 2 ) 检查监督各行车部门执行运行图的情况，随时掌握客流情况，及时调整列 车运行方案，发布调度命令。 ( 3 ) 监控列车到达、出发及途中运行情况，确保列车运行正常秩序。 ( 4 ) 当列车运行秩序不正常时，及时采取措施，尽快恢复正常运行秩序。 ( 5 ) 及时、准确地处理行车异常情况，防止行车事故的发生。 ( 6 ) 当发生行车事故时，立即采取措施防止事故扩大，做好抢险指挥工作与运 营信息流转工作，尽快恢复j 下常运行秩序。 ( 7 ) 负责日常检修施工计划的管理与实施。 ( 8 ) 负责管辖系统运营设备的监控，做好设备故障情况的缺陷记录，报修与 状态追踪。 ( 9 ) 真实、完整记录运营生产与调度工作情况，及时生成、发布各类日常运 营报表。 对地铁行车调度的工作内容进行总结发现，地铁行车调度作为地铁运输组织 指挥系统的中枢神经，其基本任务是科学合理地组织客流，经济合理地使用列车 车辆，及时调整运力安排，与运输有关部门密切配合、协同动作，确保列车按图 行车，保障运营安全与质量，确保运营生产的顺利实施；组织协调各行车设备单