盧迪 金子諾 羅征 段曉紅

摘? 要：為評(píng)價(jià)城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性水平，基于可拓學(xué)建立突發(fā)公共衛(wèi)生事件下系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)的物元模型，從人、機(jī)、環(huán)、管這4個(gè)層面選取系統(tǒng)脆弱性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用MATLAB實(shí)現(xiàn)可拓物元評(píng)價(jià)，得出城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性的評(píng)價(jià)結(jié)果。案例驗(yàn)證結(jié)果表明該評(píng)價(jià)模型全面、合理并具有實(shí)用價(jià)值，為解決突發(fā)公共衛(wèi)生事件下城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)中的諸多不確定性問(wèn)題提供了一個(gè)可靠的方法。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通? 突發(fā)事件? 脆弱性? 可拓綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）03（c）-0097-04

Vulnerability Assessment of Urban Rail Transit System Based on Extenics

LU Di? JIN Zinuo? LUO Zheng? DUAN Xiaohong

（School of Economics and Management， North China University of Technology， Beijing， 100144? China）

Abstract： In order to assess the vulnerability level of urban rail transit system， a matter-element model of system vulnerability assessment under public health emergencies was built based on Extenics. The comprehensive assessment index of system vulnerability was selected from the four aspects of human， machine， environment and management. The extension matter-element assessment was realized by using MATLAB， and the vulnerability assessment results of urban rail transit system were obtained. The case verification results show that the assessment model is comprehensive， reasonable and has practical value， which provides a reliable method to solve many uncertainties in the vulnerability assessment of urban rail transit system under public health emergencies.

Key Words： Urban rail transit; Emergency; Vulnerability; Extension comprehensive assessment

地鐵為封閉空間，空氣流通性較差，加之日常承載客流量大，成為了突發(fā)公共衛(wèi)生事件發(fā)生和蔓延的重要途徑。分析和評(píng)估地鐵系統(tǒng)的脆弱性，能夠有效識(shí)別系統(tǒng)自身存在的薄弱環(huán)節(jié)，并為合理制定抵御措施提供依據(jù)。

該文提出了突發(fā)公共衛(wèi)生事件下地鐵系統(tǒng)脆弱性的4個(gè)層面7項(xiàng)指標(biāo)，并應(yīng)用可拓學(xué)中的物元分析理論建立脆弱性評(píng)價(jià)的物元模型，結(jié)合實(shí)例對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，最終得出符合突發(fā)公共衛(wèi)生事件下地鐵系統(tǒng)脆弱性水平的實(shí)際結(jié)論。

1? 脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 脆弱性的內(nèi)涵

脆弱性研究開(kāi)始于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域[1]?，F(xiàn)如今，脆弱性已經(jīng)遍及生態(tài)學(xué)和災(zāi)害學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域。在交通領(lǐng)域，脆弱性也受到了眾多學(xué)者的關(guān)注[2]。在突發(fā)公共衛(wèi)生事件下，軌道交通脆弱性是該系統(tǒng)在面對(duì)擾動(dòng)時(shí)的敏感性以及缺乏應(yīng)對(duì)能力從而導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變的特性。擾動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用驅(qū)動(dòng)軌道交通脆弱性放大或縮小。系統(tǒng)內(nèi)部眾多組成元素的差異使其在面對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件時(shí)所受影響程度有所不同，進(jìn)而導(dǎo)致不同系統(tǒng)之間的脆弱性存在差異。

1.2 脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

將系統(tǒng)脆弱性分成人員脆弱性、機(jī)器設(shè)備脆弱性、環(huán)鏡脆弱性和管理脆弱性4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，在一級(jí)指標(biāo)下選取反映系統(tǒng)脆弱性的二級(jí)指標(biāo)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖（見(jiàn)圖1）。

1.2.2 指標(biāo)量化分析

（1）所處線路日客流量。日客流量是指在一天時(shí)間內(nèi)，乘坐某一地鐵路線的總?cè)藬?shù)。地鐵的日客流量越大，脆弱性也就越大。日客流量來(lái)源于地鐵運(yùn)營(yíng)部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

（2）乘客安全防護(hù)水平。規(guī)范佩戴醫(yī)用口罩可以有效減少病毒的傳播，阻斷細(xì)菌的傳播和產(chǎn)生[3]。將安全防護(hù)程度分為規(guī)范佩戴醫(yī)用口罩、不規(guī)范佩戴醫(yī)用口罩、佩戴普通口罩和不佩戴口罩這4種情況。記錄一段時(shí)間內(nèi)乘客所佩戴口罩的種類以及佩戴規(guī)范情況，以此來(lái)反映乘客自我安全防護(hù)水平。

（3）宣傳教育度。突發(fā)事件防控宣傳力度間接影響軌道交通系統(tǒng)脆弱性，宣傳力度越大，軌道交通脆弱性就越小。以被評(píng)價(jià)站點(diǎn)可見(jiàn)的宣傳材料投入數(shù)量來(lái)反映其脆弱性水平。

（4）物資準(zhǔn)備水平。在公共衛(wèi)生事件下，物資主要是指醫(yī)療物資和防控設(shè)備。醫(yī)用口罩、體溫監(jiān)測(cè)儀器和消毒噴霧等按需備齊，消毒人員需要提前儲(chǔ)備至少兩周的個(gè)人防護(hù)物品和面對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件時(shí)緊急處理用物資[4]。物資準(zhǔn)備水平與軌道交通脆弱性負(fù)相關(guān)。采用實(shí)地調(diào)查法，通過(guò)統(tǒng)計(jì)待評(píng)價(jià)站點(diǎn)的物資儲(chǔ)備情況來(lái)量化這一指標(biāo)。

（5）消毒水平。在突發(fā)公共衛(wèi)生事件下，軌道交通工作人員按照規(guī)范實(shí)施清潔消毒，采用含鹽類的消毒藥劑進(jìn)行噴霧或擦拭，均可以達(dá)到消毒的效果和要求[5]。通過(guò)實(shí)地調(diào)研，選取待評(píng)價(jià)站點(diǎn)每天消毒的次數(shù)來(lái)反映該站點(diǎn)的消毒水平。此指標(biāo)與脆弱性成負(fù)相關(guān)關(guān)系。

（6）行車間隔。行車間隔是指兩列同行程載客列車的間隔時(shí)間。行車的時(shí)間間隔實(shí)質(zhì)就是確定運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)的“產(chǎn)量”[6]。根據(jù)客流預(yù)測(cè)情況，對(duì)地鐵行車間隔進(jìn)行調(diào)整，考慮地鐵運(yùn)行的組織水平，同時(shí)兼顧乘客的需要，根據(jù)供需兩方面來(lái)適當(dāng)調(diào)整時(shí)間間隔[7]。這一指標(biāo)與軌道交通脆弱性成正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)查閱資料獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并計(jì)算待評(píng)價(jià)站點(diǎn)的所有地鐵路線行車間隔平均值，由此度量行車間隔。

2? 城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

選取可拓綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件下城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

可拓綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建的一般步驟為確定經(jīng)典域和節(jié)域、確定待評(píng)價(jià)物元、確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重、確定關(guān)聯(lián)度、確定待評(píng)價(jià)物元的評(píng)價(jià)等級(jí)。

物元是由事物名稱N、特征C、量值V組成的三元有序組，可以表示為。當(dāng)一個(gè)事物具有多個(gè)特征為，其對(duì)應(yīng)量值為時(shí)，可產(chǎn)生n維物元。

2.1 確定經(jīng)典域和節(jié)域

設(shè)有m個(gè)脆弱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)表示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中各評(píng)價(jià)因子量值的范圍，則城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)經(jīng)典域R0表示為：

（1）

式（1）中，表示第i級(jí)脆弱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，表示第i個(gè)脆弱性評(píng)價(jià)因子，則表示第j級(jí)評(píng)價(jià)關(guān)于評(píng)價(jià)因子的值域。

節(jié)域表示為：

（2）

式（2）中，p表示脆弱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，表示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于評(píng)價(jià)因子的值域。

2.2 確定待評(píng)價(jià)物元

對(duì)待評(píng)價(jià)的城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性水平，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)或者分析的結(jié)果用物元表示為：

（3）

式（3）中，Vn表示評(píng)價(jià)因子的實(shí)測(cè)值。

2.3 確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重

在衡量選取的影響城市軌道公共交通系統(tǒng)脆弱性的指標(biāo)要素時(shí)，認(rèn)為每個(gè)指標(biāo)要素對(duì)脆弱性的貢獻(xiàn)是一樣的，故默認(rèn)各評(píng)價(jià)因子權(quán)重一致。

2.4 確定關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)度表示為：

（4）

式（4）中，表示脆弱性各評(píng)價(jià)因子關(guān)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)j的關(guān)聯(lián)度。

2.5 確定待評(píng)價(jià)物元的評(píng)價(jià)等級(jí)

實(shí)地考察后，將所選指標(biāo)分成5個(gè)等間隔區(qū)間段，其中每個(gè)區(qū)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)等級(jí)，即等級(jí)一至等級(jí)五，且規(guī)定系統(tǒng)脆弱性隨著等級(jí)數(shù)的升高而升高。所選指標(biāo)具體等級(jí)確定見(jiàn)表1。

3? 城市軌道交通系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)實(shí)例分析

以北京地鐵W站、N站和G站為例，通過(guò)實(shí)地考察、數(shù)據(jù)資料查詢、專業(yè)人員訪談咨詢后，取得指標(biāo)數(shù)值，見(jiàn)表2。

由kj0（r0）=maxkj（p）得，北京地鐵W站和G站處于等級(jí)五，故這兩處地鐵站脆弱性水平相對(duì)偏高;而N站處于等級(jí)一，故該地鐵站脆弱性水平相對(duì)較低。3個(gè)地鐵站橫向?qū)Ρ?，脆弱性水平由高到底排序?yàn)椋篏站>W站>N站，所得出的評(píng)價(jià)結(jié)果與目前實(shí)際情況相符合，證明了此評(píng)價(jià)體系和模型能夠較為真實(shí)可靠地反映出城市軌道交通脆弱性水平，進(jìn)而使系統(tǒng)在實(shí)際監(jiān)管運(yùn)營(yíng)層面中完善其欠缺的方面，從而更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。北京地鐵W站、G站、N站的脆弱性水平綜合評(píng)價(jià)表見(jiàn)表3至表5。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)影響系統(tǒng)脆弱性的典型指標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取和量化，利用可拓綜合評(píng)價(jià)對(duì)軌道交通脆弱性進(jìn)行分析，基于MATLAB軟件構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，通過(guò)考察案例實(shí)證分析，真實(shí)反映不同站點(diǎn)的脆弱性水平。研究為其他軌道交通系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)提供了新的思路，為系統(tǒng)面對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急措施和有效管理提供了科學(xué)的參考建議。

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