曾其朗

（中国铁路南宁局集团有限公司 科技和信息化部，广西 南宁 530029）

0 引言

铁路运输站段标准化建设旨在获得运输站段的最佳运营秩序，实现铁路运输站段作业和管理的系统化和最优化。铁路运输站段标准化建设评价有助于精准掌握特定阶段内铁路运输站段标准化建设的执行效果[1]，找到差距并进行改进，促进铁路运输站段标准化建设水平的进一步提升。

学者针对铁路企业评价方法开展了一系列研究，靳征[2]运用层次分析(Analytic Hierarchy Process，AHP)对经济责任审计评价指标权重进行计算分析，确定各层次评价指标的重要性排序；李俊等[3]基于铁路车务系统标准化建设的通用评价指标，补充了铁路局集团公司车务系统的个性化评价指标，构建了车务系统标准评价指标体系；徐安策等[4]选择使用AHP 对中国铁路兰州局集团有限公司标准化建设的评价指标权重进行分析；吴江等[5]创建铁路数据资产价值评估指标体系，基于AHP 和模糊综合评价法(Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE)构建价值评价模型；汪美阳[6]构建机务段标准化建设水平的评价指标体系；孔德越等[7]建立一种基于AHP的客运车站评定模型，使用R语言和数据库构建模型并计算生成客运车站评价等级；邵赛等[8]从智能铁路技术特征和能效特征2 个方面考虑，构建面向技术特征和能效特征的2套评价指标体系。

综上，在铁路标准化建设评价方面运用定性结合定量综合计算方法的研究较少。AHP能够将一种复杂多目标决策问题通过分解为多个层次与指标进行分析，能够形成铁路运输站段标准化建设评价指标体系并计算各指标的权重；FCE是一种基于模糊数学的隶属度理论，把定性评价转化为定量评价，适用于对多种因素制约的对象进行综合评价，通过模糊评价的方式对传统方法难以定量评价的标准化建设评价指标进行定量描述。在此，基于AHP 进行铁路运输站段标准化评价指标分析，并利用FCE对铁路运输站段标准化建设水平进行评价，为铁路运输站段标准化建设评价提供方法支撑。

1 铁路运输站段标准化建设现状

为提升铁路运输站段标准化建设水平，中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)制定了《中国国家铁路集团有限公司站段标准化规范化建设考核评价办法》(铁企法〔2023〕4 号)，将考核评价指标分为基础指标和创优指标。基础指标实施千分制考核，分为通用部分和个性部分。通用部分指标分为安全质量效益、综合管理等3 个类别，个性部分指标由铁路局集团公司按照不重复、不矛盾的原则结合实际制定。依据评价指标，铁路运输站段对照基础指标每季度开展至少1 次自评，铁路局集团公司运用基础指标每半年对所属站段进行检查评价，年终时综合半年检查评价、日常检查情况及国铁集团公布的加分项进行综合评价。

但按照半年度、年度时间划分，运用千分制对运输站段进行标准化建设质量评价，难以准确识别和诊断铁路运输站段标准化建设的问题环节或责任单位，缺乏指标权重智能化动态调整计算方法，人工分配权重费时费力，缺少定性结合定量的分析和计算，影响评价结果的精准性。因此需要以更小且不固定的周期、定制化评价指标体系对运输站段标准化建设情况进行动态化、定性结合定量的阶段评价。需要研究构建一种适合运输站段生产组织特点、更加精准体现本单位标准化建设执行情况的标准化建设自评价方法作为补充。

2 评价方法

2.1 评价方法流程

针对铁路运输站段标准化建设评价中的问题，提出一种综合运用AHP 和FCE 方法的铁路运输站段标准化建设智能化评价流程，为铁路运输站段标准化建设评价多目标决策问题提供方法支持，铁路运输站段标准化建设评价流程如图1 所示。首先基于评价指标选取原则，建立初始的评价指标体系。从标准化建设信息系统获得评价需要的各种信息，包括生产作业统计信息、安全相关统计信息、技术规章管理信息等。然后根据当前阶段的标准化建设需要、运输站段生产组织特征，在信息系统上调整评价指标项和指标之间的重要程度关系。信息系统根据重要程度关系利用AHP 权重计算公式自动计算更新各层评价指标的权重，并验证评价指标权重计算结果的一致性。如果评价指标计算结果不一致，需要重新调整指标之间的重要程度关系，重新计算权重一致性并验证。信息系统中建立了评价专家信息库，库中专家由运输站段标准化建设现场实操人员和中高层管理人员组成。一致性验证符合后，专家信息库中随机抽选的评价人员在信息系统上完成线上评价。信息系统根据评价人员给出的评价信息，利用FCE对铁路运输站段标准化建设执行情况进行综合评价，自动计算各评价指标层级的评价结果。在生产组织模式、设施设备配置、车流结构组成等未发生变化时，各指标权重无需调整，避免环境差异带来的评价结果误差。

图1 铁路运输站段标准化建设评价流程Fig.1 Evaluation process of standard construction of railway transportation stations and depots

2.2 评价指标选取原则

（1）完整性原则，评价指标应能够覆盖标准化建设的安全、质量、效益等各个方面的建设项点。

（2）突出性原则，运输站段工作范围广泛、内容复杂，应从各个岗位的重点工作入手，控制住重要指标，突出重点。

（3）导向性原则，评价指标应能体现当前阶段标准化建设的工作重点，对于标准化建设目标的实现具有导向性作用。

（4）延续性原则，《中国国家铁路集团有限公司站段标准化规范化建设考核评价办法》中已经提炼出了关键基础指标，应尽量体现基础指标的关注项点。

2.3 评价指标权重计算

铁路运输站段标准化建设的评价指标体系分为3 个层次：目标层、准则层和指标层，准则层对应一级指标，指标层对应二级指标。需要对评价指标体系进行分析，计算获得一、二级指标权重。AHP是一种多属性层次分析决策方法，具有系统、简洁、实用的优点[9-11]。依照Satty 规则，根据评价人员讨论结果，对相同层次的指标因素分别进行相对重要性比较，构造指标判断矩阵P，如公式⑴所示。

式中：wi为指标i的重要性度量值；wj为指标j的重要性度量值；Pij为指标i相对于指标j的相对重要性度量值。

为了使判断矩阵P满足无量纲化和定量化，AHP通常使用9分位标度法进行同层指标的重要性两两比较，判断矩阵P的标度含义如表1 所示。2，4，6，8为介于相邻判断的中值。

表1 判断矩阵P的标度含义Tab.1 Scale meaning of judgment matrix P

构建完成判断矩阵P后，需要通过一致性指标CI，计算一致性比例CR，并判断P的一致性，计算方法如公式⑵—⑶所示。

式中：CI为一致性指标；λmax为判断矩阵P的最大特征值；CR为一致性比例；CI为一致性指标；RI为平均随机一致性指标。

平均随机一致性指标RI取值如表2 所示。RI是对随机试验进行大量统计分析后的结果，可从表2中查询得到。当CR＜0.1时，判断矩阵P具有较好一致性，否则需要对P进行适当调整。

表2 平均随机一致性指标RI取值Tab.2 Values of mean random consistency index RI

当P满足一致性要求时，可通过P计算相同层次指标的权重，通常方法有算数平均法、几何平均法和特征值法[9-12]。算数平均法通过平均值计算获得权重向量；几何平均法通过开方和归一化操作获得权重向量；特征值法通过对特征向量进行归一化获得权重向量。为提高结果计算精度，选取3 种方法得到的权重的平均值作为最终权重结果。

2.4 综合评价

计算获得铁路运输站段标准化建设评价指标体系的定量指标权重后，需要对铁路运输站段标准化建设执行情况进行综合评价。基于FCE的铁路运输站段标准化建设执行情况综合评价，是基于评价指标集U和指标权重[13]，利用模糊数学理论，从多个指标的隶属等级[14-15]，对铁路运输站段标准化建设执行情况进行定量综合评价。

首先建立评价集V=(优秀，良好，及格，不及格)，然后运输站段评价人员根据标准化建设执行情况对每个指标进行评判，从而得到评价指标对评价集V的隶属度。指标集U中的第i个指标ui对评价集V中第j个元素vj的隶属程度为rij，可得出指标ui的单指标评价集，如公式⑷所示。

式中：Ri为单指标评价集；rig为隶属程度。

对U中的所有指标评价完成后，可得到U到V的模糊关系，可得到评判矩阵R，如公式⑸所示。

式中：R为评判矩；Ri为单指标评价集；rij为第i个指标在第j个评价上的经过归一化的模糊概率分布。

评价集V的属度评价向量E为判断矩阵P和评判矩阵R的，如公式⑹所示。

式中：E为广义合成运算；P为判断矩阵；R为评判矩阵。

通过获取隶属度评价向量E中隶属度最大的评价，可以得到铁路运输站段标准化建设执行情况综合评价的评价结果。

评价过程中首先通过广义合成运算计算一级准则层各指标的评价向量Ei，通过计算评价向量的最大隶属度，可以获得一级准则层各指标的评价结果。然后按照公式⑺将各一级准则层指标的评价向量组合为目标层评价矩阵EZ。

式中：EZ为目标层评价矩阵；Ei为一级准则层指标的评价向量。

然后进行准则层权重与评价矩阵EZ的合成运算，可得到综合评价向量EZP，从而得到铁路运输站段标准化建设执行情况综合评价结果。

3 实例研究

基于提出的铁路运输站段标准化建设评价方法，选择某编组站进行实例研究，考虑该编组站实施标准化建设过程的需求和编组站的运营实际需求，构建评价指标体系并进行评价。

3.1 评价指标体系构建

结合某铁路编组站的具体情况和个性化需求，依据提出的评价指标选取原则，提出某铁路编组站标准化建设当前阶段的评价指标体系，编组站标准化建设评价体系如表3 所示。目标层指标为编组站标准化建设总体执行情况，一级指标包括安全管理、质量管理、运营效率、工作量和综合管理，参照《中国国家铁路集团有限公司站段标准化规范化建设考核评价办法》，本实例将安全质量效益指标进行层次细化，分为4 个一级指标：安全管理、质量管理、运营效率和工作量。另外，将综合管理也设为一级指标，下设路局专项、人才建设和物资管理3 个二级指标。其中，路局专项为铁路局集团公司提出的各项个性指标的总体执行情况。一、二级指标可不固定，下一阶段可根据标准化建设动态需求和运营实际变换情况对指标内容进行动态调整。

表3 编组站标准化建设评价体系Tab.3 Evaluation system of standard construction of marshalling station

3.2 权重计算

基于表3 中给出的编组站标准化建设执行情况评价体系，提出各个指标的判断矩阵。

准则层指标判断矩阵PA-B取值如表4 所示，描述了安全管理、质量管理、运营效率、工作量和综合管理5个一级指标的权重关系。

表4 指标判断矩阵PA-B取值Tab.4 Values of index judgment matrix PA-B

指标判断矩阵PB1取值如表5 所示，描述了准则层安全管理下级安全生产责任、双重预防机制等6 个指标的权重关系。同理需给出PB2、PB3、PB4、PB5的指标判断矩阵，用来描述各指标间的权重。

表5 指标判断矩阵PB1取值Tab.5 Values of index judgment matrix PB1

利用公式⑶分别计算每个指标判断矩阵的CR值，全部指标判断矩阵的CR值如表6所示，可以看出，每个判断矩阵的CR值均小于0.1，说明判断矩阵PA-B、PB1、PB2、PB3、PB4和PB5均具有良好的一致性，无需调整。

表6 全部指标判断矩阵的CR值Tab.6 Values of CR of all index judgment matrices

一致性验证后，分别利用算数平均法、几何平均法和特征值法计算经过归一化处理的各指标权重，然后计算3 种方法得到的权重的平均值，评价指标权重计算结果如表7 所示，其中，准则层的权重矩阵WA-B=［0. 4383 0. 2500 0. 1487 0. 0815 0. 0815］。

表7 评价指标权重计算结果Tab.7 Calculation results of evaluation index weight

3.3 评价结果

组织若干个评价人员对每个指标进行评判，可以得到模糊评价表，各指标的模糊评价表如表8 所示。其中，R1，R2，R3，R4和R5分别为一级准则层指标安全管理B1、质量管理B2、运营效率B3、工作量B4和综合管理B5的指标评价矩阵。

表8 各指标的模糊评价表Tab.8 Fuzzy evaluation table of all indexes

将计算得到的权重矩阵WB1，WB2，WB3，WB4和WB5分别与评判矩阵R1，R2，R3，R4和R5进行广义合成运算，得到各一级准则层指标的评价向量E1，E2，E3，E4和E5，通过计算评价向量的最大隶属度，可以获得评价结果，一级准则层指标的评价向量值如表9 所示。先按照公式⑺将各一级准则层指标的评价向量组合为目标层评价矩阵EZ。再将准则层权重与评价矩阵进行合成运算，可得到综合评价向量EZP=［0. 3447 0. 4291 0. 1883 0. 0380］，从而得到某铁路编组站当前阶段标准化建设执行情况综合评价结果为“良好”。

获得某铁路编组站当前阶段标准化建设执行情况的评价结果后，可将评价结果应用于该编组站。综合评价结果可客观反映当前阶段编组站标准化建设的执行情况，一级准则层评价结果可从安全管理、质量管理等细分层级反映编组站标准化建设情况的阶段优势和阶段不足，有助于总结提出下一个阶段的改进措施，促进该编组站持续高效实施铁路运输站段标准化建设。

通过实例研究的计算和评价过程可以得出以下结论。

（1）建立的评价指标体系能够有效反映铁路运输站段标准化建设执行情况，评价指标体系可通过确定不同类型评价对象的评价指标之间的两两重要程度关系，再综合确定指标的权重，从而使得权重更具合理性。

（2）以3 种权重计算方法得到的权重平均值作为最终权重结果能够精准计算指标权重，可以科学地反映相同层级内各指标之间的关联关系和全部指标对于整体目标的重要性。

（3）基于FCE的运输站段标准化建设定量综合评价模型可有效地结合定量计算和定性分析的优势，更加客观和符合实际情况，能够精准体现各种模糊性评价因素。

某铁路运输站段基于本方法开发了标准化建设信息系统，进行了为期1 年的试用。信息系统中存储了指标之间的重要程度关联关系，当需要新增1 个指标时，只需增加新增指标与已有指标的重要程度关联关系，就可利用计算机自动计算并为新的评价指标体系分配合理的指标权重，提升铁路运输站段标准化建设评价工作的便捷性，提高评价工作效率。实际操作过程中，当评价人员对于铁路运输站段某一个指标进行评价时，不需要给出绝对的优或良的评价，即可实现对边界模糊且不容易定量计算因素的定量化，使得评价结果能够更加客观地反映实际情况。

4 结束语

综合运用AHP 和FCE 方法能够将复杂多目标决策问题分解为多个层次与指标，并把定性评价转化为定量评价，能够有效解决铁路运输站段标准化建设评价难题，准确定位运输站段标准化建设存在问题和不足。通过对某编组站的实例研究，验证了方法的可用性和有效性，并为运输站段标准化建设的自评价提供参考。