高铁运行评价体系的研究

大庆师范学院本科生毕业论文高铁运行评价体系的研究学院数学科学学院专业数学与应用数学研究方向学生姓名学号王成宸指导教师姓名指导教师职称2014年5月25日大庆师范学院本科毕业论文（设计）I摘要高速铁路已经成为一种世界化的铁路运输方式，它具有安全可靠、快捷舒适、超大运量、低碳环保的的特点。随着高铁的发展，高铁逐渐的暴露出来一系列问题，这些问题日益受到人民的关注，同时也昭示我们要加强高铁安全管理制度，这也对高铁运行评价体系作出了新的更高的要求。本文着重对我国高铁运行面临的问题进行研究，阐述了在高铁飞速发展的形势下建立安全评估体系的必要性，并根据我国既行高铁运行的具体情况运用层次分析提出一种对既行高铁的评估方法，以期对今后的高铁建设提供一定的指导方向。关键词：高铁运行；安全评估；层次分析法大庆师范学院本科毕业论文（设计）IIAbstractHigh-speedrailhasbecomeacosmopolitanwayofrailwaytransportation,itissafeandreliable,fastandcomfortable,thecharacteristicsoflargecapacity,lowcarbonenvironmentalprotection.Withthedevelopmentofhigh-speed,high-speedgraduallyexposedaseriesofproblems,theseproblemsbythepeoplemoreandmoreattention,andthatwemuststrengthenthehigh-speedrailsafetymanagementsystem,anditalsorunsaevaluationsystemforhigh-speedrailhasmadenewandhigherrequirements.Thispaperstudyofhigh-speedoperationinourcountryarefacedwiththeproblem,thispaperexpoundstherapiddevelopmentinthesituation,thenecessityofestablishingsafetyassessmentsystem,andaccordingtothespecificsituationsbothlineforHSRChinaputforwardakindofanalytichierarchyprocess(ahp)fortheevaluationmethodsofhigh-speedrail,andinordertoprovidecertainguidanceforhigh-speedrailwayconstructioninthefuturedirection.Keywords:High-speedoperation;Safetyevaluation;Analytichierarchyprocess(AHP)大庆师范学院本科毕业论文（设计）III目录序言..................................................................................................................................................................1第一章高速铁路的现状........................................................................................................................21.1国外高速铁路评估现状...............................................................................................................21.2中国高速铁路现状.........................................................................................................................41.3建立高铁安全评估体系的意义................................................................................................5第二章基于层次分析的高铁运行评价体系.................................................................................62.1层次分析............................................................................................................................................62.2构建高铁运行评价体系...............................................................................................................82.3构建评价集......................................................................................................................................112.4构建判断矩阵......................................................................大庆师范学院本科毕业论文（设计）IV...........................................................112.5计算特征根和相应的特征向量..............................................................................................122.6一致性检验.....................................................................................................................................13第三章模型评价.....................................................................................................................................14参考文献......................................................................................................................................................15大庆师范学院本科毕业论文（设计）1序言高速铁路（HighSpeedRail）通常简称为高铁，是一种铁路运输系统，营运它的速度相比于普通铁路较高。中国的高速铁路始建于1999年兴建的秦沈客运专线。经过十多年的不懈努力的高速铁路新线建设和对既有铁路的高速化改造，目前中国已经拥有世界上最高运营速度和最大规模的高速铁路网。目前中国制造和运营中的高速列车都是CRH（ChinaRailwayHigh-speed，中国铁路高速列车）系列电力动车组。目前中国国内，“和谐号”动车组列车是技术最先进的动车组列车。列车的运行时速可以达200公里以上，最高甚至可达到350公里，它是由外国引进的技术，采用动力分散式，经过调整后使之符合中国的实际情况并投入运行。高速铁路列车以其速度快、运输量大、节省能量等特点深受世界各国喜爱，推动着国家的社会经济发展，所以高铁的顺利运行对于国家的发展至关重要本文从安全性、及时性、经济型、便捷性、舒适性五个方面利用层次分析法对已经开通的高铁的运行给出一个评价模型。以期对今后的高铁运行有一定的指导作用。大庆师范学院本科毕业论文（设计）2第一章高速铁路的现状1.1国外高速铁路的评估现状1.1.1欧洲铁路安全评估国外发达国家的铁路系统已经形成了比较完善的安全评估和安全管理体系,制定了一系列优秀先进的的安全评估的技术标准。由欧洲电气化标准委员会制定的包括可靠性、可用性、可维护性和安全性铁路行业标准,已成为世界铁路现今安全评估的指导性规范标准。在这套安全评估标准中中,系统生命周期划分为14个阶段,每个阶段都有各自的任务,整个系统涵盖了从最初的构想到废弃的整个运行生命周期,我们用“V”形(如图1)表示这一系统。理念1退役和报废14系统定义和应用条件2运营和维修11系统验收10风险分析3系统要求4系统验证（包括安全认可和调试）9系统要求的分配5设计和实现6安装8制造7图11.1.2日本新干线安全评估日本的高铁称为新干线，它始于战后的经济重建。至今四十多年过去了，虽然日本的新干线的前10年也是小故障不断，其间只是在2004年因为地震发生过脱轨一次，但是也没有人员伤亡，最终实现了人员零伤亡的安全神话，引得世界各国纷纷研究效仿。大庆师范学院本科毕业论文（设计）3日本新干线的运行形成了车辆、轨道、架线、信号“四合一”的独特综合运行与管理指挥系统。也因此保证了新干线列车至今没有发生事故。除了这一系统的保障，还安装了称为“ATC”的列车速度自动控制系统，设立“绝对信号停止”防止列车追尾；重视列车的保养与检修，并随时更新安全技术；同时开发地震检测警报系统，在新干线的各主要路段或风口设置了气象预报监控系统，一旦有异常天气的发生，这一系统就会自动把报告给指令中心，指令中心就能据此及时地对在该地区运营的新干线列车实行控制，这些都是保证新干线安全运行不不可少的。而日本对于列车的检查尤其重视，形成了他们特有的检查工程（图2）。图2大庆师范学院本科毕业论文（设计）41.2中国高速铁路的现状目前，中国高速铁路建立了较为完善的运营管理体系，确保了运营持续安全，取得了良好的经营业绩，提供了安全、快捷、舒适、经济的运输服务，有力地促进了经济社会又好又快发展。如今，中国铁路每天开行“和谐号”高速动车组列车一千多列，发送旅客近百万人。而且高速铁路开通后，既有铁路通道的货运能力得到了巨大释放，为实现货运增量、丰富货运产品体系、提升货运服务质量奠定了坚实基础。我国高速铁路以惊人的速度发展，近五年时间走完了国际上四十年高速铁路发展历程。我国高速铁路建设在取得巨大成就的同时，也出现了一系列问题。一、高铁事故频发从2007年以来，中国高铁发送旅客量以惊人的速度逐年递增。伴随着高铁的快速发展，乘坐高铁出行也成为了人们更好的选择。然而，高铁故障总是发生，从我国铁路的现状看来，中国铁路应该是世界上最繁忙的铁路，同时安全事故的的发生率也引起高度重视。二、票价过高，上座率低，运营出现亏损与普通列车相比，高铁更加快速，更加舒适，票价也更加昂贵。高昂的票价令很大一部分乘客，对高铁这一运输工具望而却步。客运票价高，难以符合民众收入水平和消费水平。春节期间，特快车一票难求，而动车却空位不少，说明民众现有收入水平与高铁客运的票价还有较大差距，高速度、高票价的高速铁路并不是普通乘客们普遍能接受的。高昂的票价限制了一般乘客对高铁的选择