城市轨道交通列车运行安全建模与风险评估分析

摘要

目前，我国许多大中型城市都在加速城市轨道交通的建设。因为城市轨道交通大运量、快捷、舒适、节能、环保的特点，其也成为解决城市交通问题的必然发展趋势。然而，一方面是全国各地城市轨道交通的大力建设和客流的逐年增长，另一方面却是城市轨道交通事故频发，造成了严重的人员伤亡、财产损失以及产生了恶劣的社会影响。因此，需要对城市轨道交通安全问题进行更加深入的研究，提出更加有效的改善和预防措施。
　　本文以提高城市轨道交通安全性为目的，利用复杂网络理论和定量风险评估方法，对城市轨道交通列车运行安全事故进行建模分析和风险评估分析，以期提出有效的风险响应措施，降低城市轨道交通列车运行安全风险。论文的主要工作如下:
　　第一，在对国内城市轨道交通列车运行安全事故分析的基础上，本文将复杂网络理论应用于城市轨道交通安全和事故分析中，从人、机、环境、管理四个方面对风险因素和事件进行识别，重点考虑各个风险因素或者事件之间的互联关系，建立了基于风险因素互联的城市轨道交通列车运行安全的网络模型，运用复杂网络的相关理论和方法，有效地对列车运行安全事故的重要影响因素等进行了分析，为风险响应寻找有效的方向。
　　第二，本文对城市轨道交通列车运行安全进行定量风险评估时，在考虑传统的两个基本风险指标的基础上，还提出了一个新的风险指标——风险因素或者事件的耦合度，在定量风险评估中考虑了各个风险因素或事件之间的互联关系和耦合效应，提高了评估的可靠性。
　　第三，本文对城市轨道交通列车运行安全进行定量风险评估时，考虑到风险信息的不完整性和高度的不确定性以及传统的概率风险分析方法的局限性，引入了模糊推理(FRA)方法，来估计每一个风险因素或事件的风险水平。并用模糊层次分析法(Fuzzy-AHP)来求得每一个风险因素或事件的相对重要性，从而使得系统层的风险可以从风险因素或事件层的风险水平到风险因素或事件类层的风险水平依次得到。
　　第四，本文用一个深入的实例分析来例证所提出的模型和方法的有效性和可应用性，并利用所建立的基于风险因素互联的城市轨道交通列车运行安全的网络模型探索风险响应的有效措施，为轨道交通风险分析管理人员提供一个样板，从而提升他们的对城市轨道交通列车运行安全的管理。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 引言

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 铁路和轨道交通事故分析研究综述

1．2．2 铁路和轨道交通安全与风险管理研究综述

1．2．3 铁路和轨道交通定量风险评估研究综述

1．3 研究内容和研究方法

1．4 论文结构与技术路线

第二章 基于风险因素互联的城轨列车运行安全网络模型的建立与分析

2．1 国内城市轨道交通列车运行安全事故统计分析

2．2 城市轨道交通列车运行安全风险因素辨识

2．3 基于风险因素互联的城市轨道交通列车运行安全网络模型的建立

2．4 基于风险因素互联的城市轨道交通运行安全网络模型分析

2．4．1 模型的基本统计参量分析

2．4．2 节点的重要度分析

2．4．3 平均路径长度分析

2．5 本章总结

第三章 基于多风险因素耦合模型的城轨列车运行安全风险定量评估

3．1 城市轨道交通列车运行安全风险评估的结构化模型

3．2 考虑风险因素间的耦合度对风险水平影响的风险评估方法

3．3 基于多因素耦合风险模型的定量风险评估方法

3．3．1 定量风险评估：初始准备阶段

3．3．2 定量风险评估：建立模糊规则库阶段

3．3．3 定量风险评估：模糊推理方法阶段

3．3．4 定量风险评估：模糊层次分析法阶段

3．3．5 定量风险评估结果和风险响应

3．4 本章总结

第四章 实例分析--北京地铁5号线列车非正常停车风险定量评估

4．1 北京地铁5号线列车非正常停车风险定量评估：初始准备阶断

4．1．1 多风险因素耦合下的列车非正常停车风险评估结构化模型

4．1．2 三个风险指标和风险水平的定性描述定义

4．1．3 模糊规则库的建立

4．2 基于模糊推理的北京地铁5号线列车非正常停车风险评估

4．3 基于模糊层次分析法的北京地铁5号线列车非正常停车风险评估

4．4 北京地铁5号线列车非正常停车风险分析与风险响应

4．5 本章总结

第五章 总结与展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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