铁路运输安全管理（第2版）课件：铁路运输安全基本理论与方法

《铁路运输安全管理》(第2版)

铁路运输安全基本理论与方法章节目录2.1

铁路运输安全基本理论2.3

安全评价方法2.2

安全分析方法2.3.32.3.1第三节

小节目录作业条件危险性评价法2.3.4

概率安全评价法2.3.5

安全综合评价安全检查表评价法概论2.3.203提出改进措施，以寻求

最低的事故率，达到安全评

价的最终目的。(一)安全评价的含义安全评价也称危险性评价或风险评价，是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和工程技术方法，对系统中固有或潜在的危险因素进行定性和定量分析，得出系统发生危险的可能

性及其后果严重程度的评价。通过与评价标准的比较得出系统的危险程度，提出改进措施，以寻求最低事故率、最少的损失和最优的安全投资。对系统存在的不安全因素进行定性和定量分析，这是安全评价的基础，包括安全测定、安全检查和安全分析等。通过与评价标准的比较得出系统发生危险的可能

性或程度的评价三层意思一、概论2.3.1

概论02012.3.1

安全评价的含义安全评价基本内容和过程：任何生产系统，在其寿命周期内都有发生事故的可能，区别只在事故发生的频率和严重程度不同。由于危险性普遍存在着，为了使其不发展为事故或减少事故造成的损失，就必须对其有充分的认识，掌握危险性发展为事故的规律，也就是要充分揭示系统存在的所有危险性，

及其形成

事故的可能性和发生事故的损失大小

，从而衡量系统客观存在的风险大小。据此确定：是否需要改进技术路线和防范措施，变更后危险性将得到怎样的抑制和消除

，技术上是否可行，经济上是否合理以及系统是否最终达到了社会所公认的安全指标。(二)安全标准安全标准：

用来与定量化后的风险或危害性进行比较的一个界限、目标或标准要求的(期盼的)安全程度，即安全标准。其确定主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。实际上是确定一个社会各方面可允许的、可接受的危险程度。确定方法有统计法和风险与收益比较法。对系统进行安全评价时，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安全标准。2.3.1

安全标准西方国家以行业一定时间内的实际平均死亡率作为确定安全标准的依据。如表所示：工业类型FAFR值

(1亿工作小

时的死亡率)死亡/人·年(每日8

h，每月20

d，

每年1

920

h)化工钢铁捕鱼煤矿铁路扳道员建筑飞机乘务员拳击狩猎竞赛3.58354045672507000500006.75×10－51.54×10－46.72×10－47.68×10－48.64×10－41.28×10－34.8×10－31.34×10－19.6×10－1工业类型FAFR值

(1亿工作小

时的死亡率)死亡/人·年工业商业制造业服务业机关运输及公用事业

农业建筑业

采矿、采石业7.13.24.54.35.7162728311.4×10－40.6×10－40.9×10－40.86×10－41.14×10－43.6×10－45.4×10－45.6×10－46.2×10－42.3.1

安全标准美国各类行业死亡安全标准表(每年以接触2000小时计)英国各类行业死亡安全标准表死亡/人·年10－2等级极其危险10－3高度危险10－4中等危险10－5危险性低10－6可忽略10－7可忽略处理意见相当于疾病的风险，认为绝对不能接受，需停产整改必须立即采取措施予以改进人们不愿出现这种情况，因而同意拿出经费进行改善相当于游泳淹死的风险，人们对此是关心的，也愿采取措施加以改进相当于天灾的风险，人们总有事故轮不到我的感觉相当于陨石坠落的风险，没有人认为这种事故需投资加以改进人们从事生产活动总是期望从中获得较高的收益，而较高的收益则要付出较高的代价，即承担较大的风险。两者基本上呈正比例关系。对于不同的风险，一般可按数量划分成几个等级，然后分级进行处理，见下表。风险率分级处理表2.3.1

安全标准02(2)对于自己觉得危险但又无法

避免的事情，总是有恐怖感如对高空作业的坠落事故神经过敏。(3)风险虽然相同，

但对于频率小、

发生一次死伤数量大的事故，比频

率大、发生一次仅有很少死伤的事

故更为重视。(1)自己愿意干的事情，风

险虽大也觉得没什么。如拳击运动和攀岩运动爱好者。2.3.1

安全标准一般而言，人们对风险持如下态度：0103(三)安全评价的内容和程序1.

安全评价的内容从危险源的角度出发，包括：对第一类危险源危险性的评价，对第二类危险源

(即第一类危险源的控制措施)危险性的评价。能量或危险物质意外释放的强度。意外释放的能量或危险物质的影响范围。2.3.1

安全评价的内容和程序考察方面能量的种类和危险物质的危险性质。(1)评价第一类危险源1234能量或危险物质的量。通过详细的分析，计算意外释放的能量、危险物质造成的人员伤害和财物损失

，定量

地评价危险源的危险性。需要的数学模型准确度较高，需要的数据较多，计算复杂，一般仅用于危险性特别

大的重大危险源的危险性评价。通过比较危险源的危险性，人为地划分出一些危险等级来区分危险性，为采取控制措施或进行更详细的危险性评价提供依据。一种相对的评价方法，简单易行、应用广泛。评价方法01

后果分析

02

划分危险等级2.3.1

安全评价的内容和程序(1)评价第一类危险源防止人失误的能力。如单向阀门应不易安反，三线电源插头不能插错等。防止故障传递能力。如保险丝熔断，防止烧毁电动机。承受能量释放的能力。如压力罐上和管路上装有减压阀。对失误后果的控制能力。如实行联锁，控制或限制对象部件或元件的运行防止能量蓄积的能力。如安全阀、可熔(断、滑动)连接等。失误或故障导致事故的难易。增大故障导致事故的难度。2.3.1

安全评价的内容和程序(2)评价危险源控制情况(第二类危险源)214365危险性评价：

根据危险性辨识的结果，采取各种措施减少或消除危险，并同既定的安全指标或目标相比较，判明所具有的安全水平，直到达到社会所允许的危险水平或规定的安全水平为止。危险性辨识：

通过一定的手段测定、分析和判明危险，包括固有的和潜在的危险，可能出现的新危险以及在一定条件下转化生成的危险，并且对系统中已查明的危险进行定量化处理，从而为评价提供数量依据。2.3.1

安全评价的内容和程序从构成角度，安全评价包括：安全评价(1)资料收集和研究。明确评价对象和范围，收集

国内外相关法规和标准，参考同类系统的运作与安全状况。(4)提出降低或控制危险的安全对策措施。

根据结果建立检测措施，以及防范措施。(2)危险因素辨识与分析。根据评价对象的特点，辨识和分析系统可能发生的事故类型、事故发生的原因和机制。(3)确定评价方法，实施

安全评价。

选择具体的一种或多种评价方法进行定性或定量评价。2.3.1

安全评价的内容和程序2.

安全评价的程序(四)安全评价方法的选用由于辨识、评价对象不同，工艺、设备设施不同以及事故类型、事故模式等不同，因而所采用的评价方法是不同的。安全评价方法很多，并且有较强的针对性。综合分析这些方法，可以分成两类：按评价指标的量化程度，分为定性方法、定量方法，以及定性与定量相结合的方法；按评价对象进行整合，如物质产品、设备安全评价法

(如指数法等)、安全管理评价法、系统安全综合评价法等。2.3.1

安全评价方法的选用除考虑上述的因素外，还要对评价方法可提供的评价结果及其适应范围做进一步分析。实践表明，不同的评价方法适应于对系统寿命期内的不同阶段进行危险评价。表1和表2分别给出了几种常用评价方法可以提供的评价结果及其适应的阶段。05(5)可投入评价的技术人员及其素质，评价费用，完成期限等。03(3)进行评价时可用的信息资料01(1)评价的

目的(4)评价对

象已经显现的危险02(2)需要的评价结果表现形式2.3.1

安全评价方法的选用参考因素04评价方法事故情况事故频率事故后果危险分级安全检查表不能不能不能不能危险指数法提供不能提供事故后果分级预先危险性分析不能不能提供提供危险性和可操作性研究提供提供提供事故后果分级故障模式及影响分析提供提供提供事故后果分级事故树分析提供提供不能事故频率分级事件树分析提供提供提供提供概率评价法提供提供提供提供作业条件危险性评价法提供提供提供提供安全综合评价法不能不能不能提供2.3.1

安全评价方法的选用表1典型安全评价方法提供的评价结果评价方法方案设计详细设计工程施工日常运营改建扩建事故调查拆除退役安全检查表√√√√√√危险指数法√√√预先危险性分析√√√√√√危险性和可操作性研究√√√√故障模式及影响分析√√√√事故树分析√√√√√事件树分析√√√√概率评价法√√√√√√作业条件危险性评价法√安全综合评价法√√√2.3.1

安全评价方法的选用表2典型安全评价方法适用情况有助于保险部门加强对企业灾害实行风险管理安全评价的标准和结果为保险部门对企业实行风险管理提供了经验和数据，

对加强风险管理有其现实指导意义。体现了“安全第一，预防为主”的方针为了保障安全生产，必须从预防事故这一根本目的出发，预先或超前对系统各阶段的安全性进行科学的预测和评估。3)对系统的深入认识有助于国家各级安全监察部门对企业安全生产的宏观控制实行国家监察的目的，是要对企业安全生产实现宏观控制。发现问题并依法进行处理，以求改变企业的不安全状况，提高安全生产水平。2.3.1

安全评价的作用和意义(五)安全评价的作用和意义030201((3)对系统的深入认识(1)定期开展安全评价工作。(2)安全评价能够科学合理地进行安全预测和评估。(3)基于安全评价的方法使安全系统管理更加系统化。(4)基于安全评价的方法使安全系统管理更加标准化。(5)安全评价为企业决策提供科学指导。2.3.1

安全评价的作用和意义

04

有助于提高企业安全管理水平(五)安全评价的作用和意义安全检查表评价法是根据经验或系统分析的结果，把评价项目自身及周围环境的潜在危险集中起来，列成检查项目的清单，评价时依照清单逐项检查和评定的方法。简便易行，被广泛采用。根据评价计值方法的不同，安全检查表评价法又分为逐项赋值法、加权平均法、单项定性加权

记分法以及单项否定计分法。(一)逐项赋值法定义：针对安全检查表的每一项检查内容，按其重要程度不同，由专家讨论赋予一定的分值。按标准逐项逐条评分，最后累计各项得分，得到系统评价总分。根据实际评价得分多少，按标准规定评价系统总体安全等级的高低。2.3.2

安全检查表评价法二、安全检查表评价法

例如，某铁路局制订采用逐项赋值法记分的快速列车安全动态检查评价标准。该表共计93项评价标准，包括车务、电务、机务、车辆、客运、工务、装载、治安和道口、信息处理等内容，每项标准均规定了具体的评价标准和办法，并根据其重要程度规定定额分值。例如，轨检车动态检查消灭Ⅲ级分得10分，

出现一个Ⅲ级分就为0分；登乘快速列车如无严重晃动得10分，有严重晃动为0分。这样，通过对该局内16个站段每月逐项逐条定量检查、评分，并累计所有各项得分，最终得出该局月度快速列车的安全动态评价结论。结论一方面报送路局有关领导，为安全管理决策提供数据；另一方面，对各专业部门、有关站段进行通报，为进一步研究、解决安全工作中存在的隐患提供科学依据，使快速列车的安全管理更有科学性、针对性和有效性。2.3.2

逐项赋值法(一)逐项赋值法逐项赋值法可由下式表示：m——企业安全评价的结果值；n——评价项目个数。2.3.2

加权平均法(二)加权平均法定义：把企业的安全评价按专业分成若干评价表，所有评价表不管评价条款多少，均按统一

记分体系分别评价记分，并按照其内容对总体安全评价的重要程度，分别赋予权重系数

(各评价表权重系数之和为1)。按各评价表评价所得的分值，

分别乘以各自的权重系数并求和，就可得到安全评价的结果值，即m

——企业安全评价的结果值；mi

——按某一评价表评价的实际测量值；ki

——按某一评价表实际测量值的相应权重系数；n

——评价表个数。其中，权重系数可由统计均值法、二项

式系数法、两两比较法、环比评分法、层次分析法等方法确定。2.3.2

加权平均法(二)加权平均法例如，某地铁车站劳动安全检查表按评价范围给出5个检查表，5个检查表均采用100分制计分，

各检查表得分的权重系数分别为0.25，0.15，0.35，0.15，0.1，即若标准规定80分以上为安全级，

则可知该地铁车站的安全状况并不令人满意，需要进行整改。如按以上5个检查表评价该车站的实际得分分别为85，90，75，65，80，即则该地铁车站劳动安全评价值为2.3.2

单项定性加权计分法(三)单项定性加权计分法定义：把安全检查表的所有检查评价项目都视为同等重要。评价时，对检查表中的几个检查项目分别给以“优”“良”“可”“差”或“可靠”“基本可靠”“基本不可靠”“不可靠”等定性等级的评价。同时赋予不同定性等级以相应的权重值，累计求和，得实际评价值，即S——实际评价值；n——评价等级数；wi

——评价等级的权重；ki

——取得某一评价等级的项数和。2.3.2

单项定性加权计分法(三)单项定性加权计分法例如，评价某运输企业安全状况所用的安全检查表共120项，按“优”“良”“中”“差”

评价各项。四种等级的权重分别为

评价结果为：

56项为“优”，30项为“良”，24

项为“中”，

10项为“差”，即因此，该运输企业的安全评价值为：对于这种评价计分情况，其最高目标值，即120项评价结果均为“优”时的评价值为，最低目标值，即120项评价结果均为“差”时的评价值为也就是说，该运输企业的安全评价值介于120~480，可将120~480分成若干档次以明确该铁

路局经安全评价所得到的安全等级。。2.3.2

单项否定计分法(三)单项定性加权计分法将实际评价值除以评价项数和，便可知道该单位的安全状况(总体平均是处于“优”“良”

之间，“良”“中”之间，还是“中”“差”之间)，即

，可知评价结果介于“优”“良”之间。(四)单项否定计分法定义：把这类系统的安全评价表中的某些评价项目确定为对该系统安全状况具有否决权的项目，这些项目中只要有一项被判为不合格，则视为该系统总体安全状况不合格。一般这种方法不单独使用，而仅适用于企业系统中某些具有特殊危险而又非常敏感的具体系统，如煤气站、锅炉房、起重设备等。372/120＝3.1。因后，以三个分值的乘积D来评价作业条件危险性的大小。即作业条件危险性评价法以与系统风险率有关的三种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险的大小，并将所得作业条件危险性数值与规定的作业条件危险性等级相比较，从而确定作业条件的危险程度。简便易行，是衡量具有潜在危险的环境中作业危险性的半定量评价方法。故可能会造成的损失后果C。为了简化评价过程，采取了半定量计值法，给三种因素的不同等级分别确定不同的分值，然2.3.3

作业条件危险性评价法三个因素：发生事故的可能性大小L

，人体暴露在这种危险环境中的频繁程度E

，一旦发生事D

值越大，说明该系统危险性越大，需要增加安全措施三、作业条件危险性评价法分数值事故发生的可能性10完全可以预料6相当可能3可能，但不经常1可能性小，完全意外0.5很不可能，可以设想0.2极不可能0.1实际上不可能分数值暴露于危险环境的频繁程度10连续暴露6每天工作时间内暴露3每周一次，或偶然暴露2每月一次暴露1每年几次暴露0.5非常罕见地暴露三种因素的不同等级取值标准和危险性大小的范围划分可参照如下几个表格所示：发生事故的可能性(L)暴露于危险环境的频繁程度(E)2.3.3

作业条件危险性评价法分数值发生事故可能会造成的损失后果100大灾难，许多人死亡40灾难，数人死亡15非常严重，一人死亡7严重，躯干致残6重大，手足伤残3较大，受伤较重1较小，轻伤分数值危险程度>320极其危险，停产整改160~320高度危险，立即整改70

~

160显著危险，及时整改20~70一般危险，需要观察<20稍有危险，注意防止三种因素的不同等级取值标准和危险性大小的范围划分可参照如下几个表格所示：发生事故可能会造成的损失后果(C)危险等级划分(D)2.3.3

作业条件危险性评价法2.3.3

作业条件危险性评价法例如，某平交道口工作人员接车时，有时会被列车、汽车撞伤，或被列车坠落物件打伤。从

以前10年的事故统计资料看，

无一人死亡，

轻伤仅发生两件。作业时间为每天工作8h。为了评价该道口岗位作业条件的危险性，首先要确定每种因素的分数值：(1)

事故发生的可能性(L)

：属于“可能性小，完全意外”，L＝1。(2)

暴露于危险环境的频繁程度(E)

：道口工每天都在这样条件下操作，E＝6。(3)

发生事故可能会造成的损失后果(C)

：轻伤，

C＝1。

于是有

可知，该道口岗位作业条件的危险性等级为“稍有危险，

注意防止”。这种评价方法的特点是简便、可操作性强，有利于掌握企业内部危险点的危险情况。问题是三种因素中事故发生的可能性只有定性概念，没有定量标准。评价实施时很可能在取值上因人而异，影响评价结果的准确性。概率安全评价的标准是风险，即单位时间系统可能承受损失的大小，综合了事故发生的概率和造成后果的严重度两个方面因素。(事故发生概率是单位时间内事故发生的可能性，损失严重度是指发生一次事故损失的大小。)因此，风险可以定义为概率安全评价

(Probability

Safety

Assessment，PSA)也称概率风险评价

(ProbabilityRisk

Assessment，PRA)，是一种定量安全评价方法。此法是求出系统发生事故的概率，然后结合事故后果严重度的估计进一步计算风险，以风险大小确定系统的安全程度。R——风险，事故损失/单位时间；S——损失严重度，事故损失/事故次数；P——事故发生概率(频率)，事故损失/事故次数。2.3.4

概率安全评价法四、概率安全评价法2.3.4

概率安全评价法事故发生概率，往往用事故发生频率来近似取代。即可用一定时间内事故发生的次数来表示概率P。损失严重度表示发生一起事故所造成的损失数值，包括直接损失和间接损失两部分。系统可能承受的损失可以是人员伤亡、经济损失或工作日的损失。因此，损失严重度可以表示为：死亡人数/事故次数，损失工作日数/事故次数，经济损失价值/事故次数等。单位时间经济损失价值单位时间的损失工作日数单位时间死亡率定量评价系统的安全性是比较困难的。目前，国际上经常采用单位时间死亡率来进行系统安全性的评价，其原因是：(1)“人命”是最宝贵的，丧失生命无法挽回，因此，“人命”是

安全最根本的课题。(3)根据海因里希理论，系统发生事故的比例基本遵循下列规律：

死亡、重伤∶轻伤∶无伤害＝1∶29∶3002.3.4

以单位时间死亡率进行评价(一)以单位时间死亡率进行评价(2)“死亡”的统计数据非常可靠。例如，根据《2001年中国交通年鉴》，我国2000年道路交通事故死亡人数为93853人，受伤人数为418721人，而根据人口普查结果，中国大陆地区2000年人口为12.65亿人，则每人风险为：这个数值表明，

每10万人中，

每年有7~8人可能会死于道路交通事故，

有33人可能在道路交通事故中受伤(不含轻伤)。2.3.4

以单位时间死亡率进行评价因此，根据死亡率数据可方便地推知死亡、重伤、轻伤以及无伤害的事故发生情况。1d≤轻伤＜105d105d≤重伤＜6000d死亡＝6000d(二)以单位时间损失工作日数进行评价事故除了可能造成人员死亡外，多数是负伤。可根据统计规律求出各行业负伤风险期望值，即负伤安全指标。一般以每接触小时损失工作日数为单位计算。①经过治疗、休养后能够完全恢复劳动能力，则损失工作日数按实际休工天数计算。②重伤后造成残废，或身体失去某种功能，不能完全恢复劳动能力，甚至发生死亡事故，应将受伤、致残、死亡折合成相应损失工作日数。在我国工伤事故分类标准中规定，职工因工受伤严重程度分为轻伤、重伤、死亡三个等级，按损失工作日数分类如下：2.3.4

以单位时间损失工作日数进行评价人体伤害部件折算损失日数死亡或终身残疾6000眼双目失明6000单目失明1800耳双耳失听3000单耳失听600手手臂(肘以上)4500手臂(肘以下)3600单只腕残废3000脚腿(膝以上)4500腿(膝以下)3600单只脚残废2400我国工伤事故分类标准(GB6441—86)中给出了各种伤害损失工作日换算值，

其常用部分如表所示：2.3.4

以单位时间损失工作日数进行评价损失工作日换算标准2.3.4

以单位时间经济损失价值进行评价(三)以单位时间经济损失价值进行评价以单位时间经济损失价值风险进行安全评价，是一种较为全面的评价系统安全性的方法。它既考虑事故发生可能造成的经济损失，同时又把人员伤亡损失折合成经济价值，统一计算事故造成的总损失，在计算出系统发生事故的概率或频率的情况下，就可取得单位时间内的经济

损失金额作为风险值。一般情况下，事故的经济损失越大，其允许发生的概率越小；事故的经济损失越小，其允许发生的概率越大。这个允许的范围就是安全范围。在图中，事故经济损失与其发生概率的关系并非呈直线关系，这主要是人们对损失严重的事故的恐慌心理所致。例如核电站事故，所以对核设施要求格外严格，对其允许的事故发生概率往往在10－6次/年以下。评价结果，如果超出安全范围，则系统

必须进行调整。对于不符合安全要求的风险值的调整，需要采取各种措施，使其降至安全目标值以下，以达到系统安全的目的。2.3.4

以单位时间经济损失价值进行评价经济损失程度与事故发生概率的关系(一)概

述定义：

多指标安全综合评价法是对指标体系的安全综合评价方法。它把多个描述被评价对象不同方面且量纲不同的定性和定量指标

，转化为无量纲的评价值，并综合这些评价值以得出一个整体评价。具有多指标、多层次特性，能较好地处理大型复杂系统的安全评价对问题。1.

被评价对象交通安全综合评价的对象可以是铁路系统、公路系统、航空运输系统、水运系统，也可以是某种运输方式的子系统。同一类被评价对象的个数要大于1

(不同被评价对象进行比较)或等于1

(识别某被评价对象的安全薄弱环境，其下层指标数大于1)。2.3.5

安全综合评价五、安全综合评价2.

评价指标各系统的安全状况可用系列评价指标表示，每个指标都从不同的侧面刻画系统的安全状况。3.

权重系数评价指标之间的相对重要性是不同的，其大小可用权重系数来刻画：若的权重系数。。权重系数确定得合理与否，

关系到综合评价结果的可信程度，因此，对权重系数的确定应特别谨慎。2.3.5

概述是评价指标一般应有2.3.5

概述4.

综合评价模型即通过一定的数学模型(或算法)将多个评价指标值“合成”为一个整体性的安全综合评价值。问题在于如何根据评价目的及系统特点来选择较为合适的合成方法。故在获得式可求出各评价对象(系统)的安全综合评价值值与既定的安全目标值进行判断比较，确定被评价对象(系统)的危险程度，以便采取相应的安全措施。n

个系统的安全评价指标值综合评价函数

。由。式中为第个系统的状态向量。根据yi为指标权重为被评价对象(系统)的状态向量(评价指标值)。的基础上，尚需选用或构造式中向量，评价者可以是某个人或某团体。评价目的的给定、评价指标的建立、评价模型的选择、权重系数的确定都与评价者有关。综上所述，安全综合评价的一般步骤包括：2.3.5

概述最后，根据评价过程得到的信息，进行系统分析和决策。

计算各评价对象的

06

综合评价值并进行排序、分类或比较。01

明确评价目

的。03

建立评价指

标体系。选择或构造综

05确立与各项评

04

价指标相对应的权重系数。02确定被评价

对象。合评价模型。5.

评价者相关性②层次性③整体性④综合性Part02

(2)科学性原则指标体系结构的拟

定、指标的取舍、公式的推导等都要

有科学的依据。Part03

(3)系统性原则①Part04(

4)可操作性原则概念明确、定义清

楚，能方便地采集

数据与收集情况，要考虑现行科技水

平，并且有利于系

统安全的改进。Part05(5)时效性原则不仅要反映一定

时期系统安全的

实际情况，而且

还要跟踪其变化

情况。Part01

(1)目的性原则指标体系要紧紧

围绕改进系统安

全这一目标来设

计。2.3.5

指标体系的建立(二)指标体系的建立1.建立原则Part01(6)政令性原则指标体系的设计要体

现我国安全生产的法

律、方针和政策。Part02(7)突出性原则指标的选择要全面，

但应该区别主次、轻

重，要突出当前带全

局性而又极为关键的

安全问题。Part03(8)可比性原则指标体系中同一层

次的指标，应该满

足可比性的原则，即具有相同的计量

范围、计量口径和

计量方法。Part04(9)定性与定量相

结合的原则指标体系的设计应

当满足定性与定量

相结合的原则，即

在定性分析的基础

上，还要进行量化

处理。2.3.5

指标体系的建立(二)指标体系的建立1.建立原则2.

指标体系的结构指标体系的结构，是指形成指标组合的逻辑关系和表达形式结构。事故指标：在安全与不安全一对矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现形式，单纯的事故指标并不足以表征系统的全部安全状况。

隐患指标：从系统的整体出发，对系统的人员、设备、环境、管理等进行的安全综合评价。隐患指标虽然在理论上可以较为全面地反映系统的安全性，但在实际应用过程中难免存在偏差。因而隐患指标必须要以表征系统运行特性的事故指标作为基础。两者相结合，既考察了系统在一定时期内实际安全绩效，又考察了系统要素及其组合中的安全隐患，可以避免单用一类指标评价的片面性，能够较为全面正确地反映系统的安全状况。2.3.5

指标体系的建立(二)指标体系的建立(二)指标体系的建立根据上述建立指标体系的九条原则，可以建立事故与隐患指标相结合的铁路运输安全保障系统安全评价指标体系，如图所示。2.3.5

指标体系的建立铁路运输安全保障系统安全性评价指标体系2.3.5

指标体系的建立安全总体管理指标体系事故指标体系指标体系的建立人员安全保障评价指标安全总体管理指标体系2.3.5(1)专家调研法向专家发函、征求意见的调研方法。评价者可根据评价目标及评价对象的特征，在所设计的调查表中列出一系列的评价指标，分别咨询专家对评价指标的意见，然后进行统计处理，并反馈咨询结果。2.3.5

指标体系的建立3.

评价指标的筛选环境安全保障评价指标来表示。如果n

个被评价对象关于某项评价指标的取值都差不多，那么尽管这个评价指标非常重要，但对于这n

个被评价对象的相对评价结果来说，并不起什么作用。为了减少计算量就可以删除掉这个评价指标。最小均方差的筛选原则如下：——评价指标xj

按n

个被评价对象取值构成的样本均方差；——评价指标xj

按n

个被评价对象取值构成的样本均值。若存在可删除掉与

3.

评价指标的筛选2.2.7

事故树的符号及其意义(2)最小均方差法对于，使得相应的评价指标。，每个被评价对象都可用m个指标的观测值n

个取定的被评价对象(或系统)，且，则若存在，使得

，且，则可删除掉与相应的评价指标。

；再求出rj

的最小值，

r0

对应的评价指标。2.2.7

事故树的符号及其意义，即r0

接近于零时，则可删除掉与先求出各评价指标xj

的最大离差rj(3)极小极大离差法(2)最小均方差法3.

评价指标的筛选；当即请一组专家进行试验，每一人次试验是要在表格中对每个指标仅打一个勾(即每行打一个勾)，然后统计出各个格子中打钩的频率，得到专家组对于每个指标的评判结果。例如，请100位专家对“安全管理”进行评判，分别有50，30，10，5，5人的评判为“很好”“较好”“一般”“较差”“很差”，则对“安全管理”这一指标的评判为(0.5，0.3，0.1，0.05，0.05)。(三)基础指标评价值的确定基础评价指标即评价指标体系中不能再进一步分解的指标，可分为定性基础评价指标和定量基础评价指标。1.

定性指标评价值的确定

(1)等级比重法(实验统计法)具有模糊和非定量化的特点，很难用精确数字来表示，采用模糊数学的方法对其进行量化处理。2.3.5

基础指标评价值的确定很好较好一般较差很差指标1√指标2√…指标n√最后，将各个定性指标评判结果综合成评判矩阵：同时赋予不同定性等级以相应的权重系数值

。最大特点是简单、方便、实用，但精确度不高。指标评价表m

代表评语等级数；n

代表定性评价指标个数。，即得到n

个定性指标的评价2.3.5

基础指标评价值的确定由专家评分法得出的评判矩阵为一列向量：利用专家评分法得出的判断较等级比重法精确。但是，该方法用一个确切的数表示判断，如果问题比较复杂、敏感、信息不全，或者专家对问题的了解不够全面、确切，人的判断具有多种可能性，无法找出一个确切的数值。rij

为第j

位专家对第i

个指标的评价值。2.3.5

基础指标评价值的确定m

个专家对取定的一组指标值，则指标xi(2)专家评分法请的隶属度ri

可由下式估计：分别给出隶属度的估计(3)集值统计法经典统计样本一般被看作是一个随机变量的若干独立实现，而集值统计的样本则被看作是一

个随机集的独立实现。具体做法为：选择m

位专家，给出评价指标值的两个极点，为方便专家赋值，取0、100两点，然后请专家给出指标

m

位专家对指标xi

的一个集值统计序列：其中2.3.5

基础指标评价值的确定将这m个区间落影到评价指标值域轴上，得到样本落影函数：xi

评价值的区间估计，得到取，则指标xi的评价值样本落影直方图2.3.5

基础指标评价值的确定2.3.5

基础指标评价值的确定2.

定量指标评价值的确定(1)评价指标类型的一致化分类：极大型指标1管理者希望其取值越大越好。如客运量、货运量、安全天数等。极小型指标2管理者希望其取值越小越好。如事故件数、伤亡人数、经济损失、事故率等居中型指标3管理者希望其取值越居中越好。如机动车保有量、道路里程等。区间型指标4期望其取值以落在某个区间内为最佳的指标。但定量指标的计量单位各不相同，不具有可比性。需要进行评价指标类型的一致化和评价指标的无量纲化处理。可作如下划分，即令式中，

分别为极大、极小、居中和区间型指标集；为空

集。2.3.5

基础指标评价值的确定m

为指标x

的一个允许下界；M

为指标x

的一个允许上界。对于存在多种指标类型的系统，需对评价指标的类型做一致化处理：根据指标的不同类型，对指标集②对于居中型指标x

，令M

为指标x

的一个允许上界。①对于极小型指标x

，令按以上方法可把非极大型评价指标x

转变为极大型指标。同理，也可将所有指标均转化为极小型指标或区间型指标。2.3.5

基础指标评价值的确定x

的最佳稳定区间；M

、m

分别为指标③对于区间型指标x

，令x

的允许上、下界。为指标式中，(2)评价指标的无量纲化常用方法：①标准化法取式中，分别为第xij

为有量纲指标实际值；j

项指标观测值的平均值和均方差；为无量纲指标评价值。的平均值和均方差分别为0和1，也叫作指标数据的标准化、规范化，

是通过数学变换来消除原始指标单位影响的方法。2.3.5

基础指标评价值的确定称为标准观测值。显然，。不失一般性，当评价值取值属于[0

，

100]时，对于极大性、极小性和居中型指标，其无量纲2.3.5

基础指标评价值的确定②极值法如果令，则时，是无量纲的，且极大型指标：特别地，当化公式为：有。xmi，为适中型指标的固定值，。2.3.5

基础指标评价值的确定适中型指标：(指标值越接近某一固定值越好的指标)极小型指标：式中Mj

、mj

分别为指标xj

的满意值和不允许值；c，d

均为已知正常数；c

的作用是对变换后的值进行“平移”；d

的作用是对变换后的值进行“放大”或“缩小”。均假定为极大型指标的观测值。2.3.5

基础指标评价值的确定③功效系数法分别令c＝60，d＝40，即上述公式中，通常取主观途径(常用)：

根据主观上对各评价指标的重视程度来确定其权重系数的一类方法。其共同特征为：(1)含有主观色彩(2)评价过程的透明性、再现性差。(3)在一定的时间区间内，权重系数具有保序性和可继承性。客观途径(不常用)：

主要有结构性、机理性或成因性的构造方法。实质是根据评价指标的相对重要程度来确定权重系数，(四)指标体系的赋权处理

1.

基于

“功能驱动”原理的赋权法2.3.5

指标体系的赋权处理确定途径1.

基于

“功能驱动”原理的赋权法主要方法包括集值迭代法、特征值法(层次分析法)、G1法和G2法等。其中，层次分析法 (简称AHP)较为常用。其主要步骤如下:首先要把问题条理化、层次化，构造出一个层次分析的结构模型。复杂问题被分解为若干元素，这些元素又按其属性分成若干组，形成不同层次。层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关。因为支配的元素过多会给两两比较判断带来困难，故每一层次中各元素所支配的下一层元素一般不要超过九个。2.3.5

指标体系的赋权处理(1)建立递阶层次结构各层上的元素，可以依次相对于与之有关的上一层元素，进行两两比较，从而建立一系列的判断矩阵。判断矩阵具有下述性质：判断矩阵的值反映了人们对各因素相对重要性的认识，一般采用比例标度1~9对重要性程度赋值。标度及其含义见次页表格所示式中，aij

代表元素Ui

与Uj

相对于

其上一层元素重要性的比例标度。(2)构造判断矩阵2.3.5

指标体系的赋权处理。标

度含

义1表示两个元素相比，具有同等重要性3表示两个元素相比，前者比后者稍微重要5表示两个元素相比，前者比后者明显重要7表示两个元素相比，前者比后者强烈重要9表示两个元素相比，前者比后者极端重要2，4，6，8表示上述相邻判断的中间值倒数若元素

i

与元素j

的重要性之比为aij，那么元素j

与元素i重要性之比为：aji＝1/aij2.3.5

指标体系的赋权处理判断矩阵标度及其含义(3)计算单一准则下元素的相对权重并进行一致性检验设判断矩阵，其相应的特征向量为W，解判断矩阵A

的特征根问题：所得的W

经归一化后，即为同一层次相应元素对于上一层次某一因素相对重要性的权重向量。由于客观事物的复杂性以及人们对事物认识的模糊性和多样性，所给出的判断矩阵不可能完全保持一致，有必要进行一致性检验，计算一致性指标CI：式中，n

为判断矩阵阶数。若随机一致性比率致性，否则则需调整矩阵元素取值。2.3.5

指标体系的赋权处理，则判断矩阵具有满意的一A

的最大特征根为计算组合权重是指计算同一层次所有因素对于最高层因素相对重要性的权重。若上一层次A

含有m

个因素，其组合权值为

，下一层次B

包含n

个因素，它们对于因素Aj

的相对权值分别为(当Bi

与Aj

无关时，)。此时B

层因素的组合权重见次页表格所示：n12345678910RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.451.492.3.5

指标体系的赋权处理(4)计算组合权重及一致性检验平均随机一致性指标RI取值层次A层次BA11B1B2…Bnb11B21…bn1A22…AmB层组合权重…am12…b1m22…b2m…………bn2…bnm2.3.5

指标体系的赋权处理组合权重计算表aabb一致性检验

(从上到下逐层进行)：若B

层某些因素相对于Aj

的层次单排序一致性指标为RIj

，则B

层随机一致性比率为：当时，认为B

层组合判断具有满意的一致性；否则，需要重新调整因素取值。但是，鉴于专家判断的不确定性，两两比较中的判断不宜采用确定数。因此，建议采用区间标度表示两两比较的判断，相应地，判断矩阵以区间数判断矩阵的形式给出。模糊标度及其含义见次页表格所示。2.3.5

指标体系的赋权处理CI

，相应的平均随机一致性指标为j标

度符

号1[1，3][3，5][5，7][7，9]倒数＝>>>>>>>>>><，<<，<<<，<<<<含

义表示两个元素相比，具有同等重要性表示两个元素相比，前者比后者稍微重要表示两个元素相比，前者比后者明显重要表示两个元素相比，前者比后者强烈重要表示两个元素相比，前者比后者极端重要若因素i与j比较得aij，则j与i比较得1/aij，且1/aij为区间标度：

[1/3

，

1]

，

[1/5

，

1/3]

，

[1/7

，

1/5]

，

[1/9

，

1/7]模糊标度中，将1~9标度仅仅划分为5个档次，目的是方便专家比较判断，使用时只需给出判断矩阵下三角部分的符号表示，因此其也有利于AHP专家调查表的编制。2.3.5

指标体系的赋权处理模糊标度及其含义在用AHP法进行专家咨询时，可选用加权算术平均综合向量法来处理多个专家判断矩阵的合理综合问题。方法介绍如下：s

个专家的判断矩阵为：分别求出它们的权重向量：然后求出它们的加权算术平均综合权重向量：是各个专家的权重系数，它是对专家能力水平的一个综合的数量表示2.3.5

指标体系的赋权处理这里其中设2.3.5

指标体系的赋权处理当对专家的能力水平高低难以获得先验信息或不易作出判断时，可取再将信息反馈给专家，供进一步修改参考。以及相应于新的综合判断矩阵

。可计算wj的标准差元素的标准差此时：优点：

主要利用观测数据所提供的信息来确定权重系数，避免了主观赋权法的弊病。不足：

对同一指标体系的两组不同的样本，即使用同一种方法来确定各指标的权重系数，结

果也可能会有差异；再则，有时用客观赋权法得出的评价结果可能与评价者的主观看法相反，而使评价者感到困惑。基于“差异驱动”原理的赋权法是一类“求大异存小同”的方法，其共同特征是：(1)不具有任何主观色彩。(2)具有评价过程的透明性、再现性。(3)权重系数不具有保序性和继承性。赋权的原始信息直接来源于客观环境，可根据各指标所提供的信息量的大小来决定相应指标的权重系数。2.3.5

指标体系的赋权处理2.

基于

“差异驱动”原理的赋权法主要方法：突出整体差异的“拉开档次”法、突出局部差异的均方差法、极差法及熵值法等。(1)“拉开档次”法

为系统的综合评价函为被评价对象的状态向量。代入上式，得2.3.5

指标体系的赋权处理数。式中如将第i

个评价对象Si

的的线性函数：是权重系数向量，n

个标准观测值取极大型评价指标则有若记2.3.5

指标体系的赋权处理确定权重系数向量

w

的准则是最大限度地体现不同评价对象之间的差异，即求指标向量m

个被评价对象(系统)取值的分散程度或方差尽可能地大。，于是有代入上式，并注意到原始数据经标准化处理，可知m

个被评价对象(系统)取值构成样本的方差为式中，为实对称矩阵。，使此函数对线性函数变量x

的将按2.3.5

指标体系的赋权处理显然，对w

不加限制时，s

可取任意大的值。这里限定，求上式的最大值。即选择w，使得可以证明，若H的元素皆大于0时，则H有唯一一个正的最大特征值；任意安排评价指标的顺序及任意安排被评价对象的采用顺序，都不影响综合评价的结果。于是，取w

为H

的最大特征值所对应的特征向量，并将其归一化，即得到所求的权重系数向量：并存在唯一一个与相对应的正的特征向量⑥权重系数wj

不再体现评价指标xj

的相对重要性，而是最大限度地体现各评价对象之间整体上的差异，因此，可以有某个。③评价结果无主观色彩。①综合评价过程透明。⑤权重系数wj

不具有可继承性，即随着，的变化而变化。

②评价结果与被评价对象si

和评价指标xj

的采样顺序无关。

④评价结果客观、可比。2.3.5

指标体系的赋权处理“拉开档次”法具有以下特点：(4)熵值法是一种根据各项指标观测值所提供信息量的大小来确定指标权重系数的方法。设

xij

的差异越大，该项指标对系统的比较作用就越大。2.3.5

指标体系的赋权处理为第于给定的j，i

个被评价对象(系统)中的第j

项指标的观测数据。对(3)极差法取权重系数为：(2)均方差法取权重系数为：其中而，,如果xij

对于给定的j

全都相等，那么，此时。信息的增加意味着熵的减少，熵可以用来度量这种信息量的大小。用熵值法确定指标权重系数的步骤如下：2.3.5

指标体系的赋权处理①计算第j

项指标下，第i

个系统的特征比重。②计算第j

项指标的熵值。(假定

xij≥0，且)对于给定的j，xij

的差异越小，则ej

越大；当xij

全部相等时，对于被评价对象(系统)间的比较，指标xj

毫无作用；当对象(系统)的比较作用越大。因此，定义差异系数：2.3.5

指标体系的赋权处理

③计算指标xj

的差异性系数。

的差异越大，ej

越小，指标对于评价④确定权重系数。越大，越应重视该项指标的作用。即为经归一化后的权重系数。，此时，xijwjgj3.

综合集成赋权法(1)“加法”集成法设的权系数，则称式中，k1、k2为待定常数：从逻辑上将“功能驱动”“差异驱动”两类赋权法有机地结合起来，使所确定的权重系数同时体现主观信息和客观信息。。显然，综合集成赋权法的关键问题是待定系数pj、qj

分别是基于“差异驱动”原理和基于“功能驱动”原理生成的指标xj2.3.5

指标体系的赋权处理是具有同时体现主客观信息集成特征的权重系数。k1

、k2

的确定。2.3.5

指标体系的赋权处理由数学模型生成

的方法：①当要体现被评价对象之间(整体)最大差异时，确定取值最大。式中，m代表评价对象，

n代表评价指标个数。情况下，应用Lagrange条件极值原理，可得在满足条件

且k1

、k2

，使k1、k2②当要“平滑”因主客观赋权法而产生(对各被评价对象)的“差异”时，使

取值最小。2.3.5

指标体