基于灰色層次分析法的道路運輸應(yīng)急風險評價

殷 濤

四川交通職業(yè)技術(shù)學院，經(jīng)濟管理系，成都 611130

0 引 言

道路運輸應(yīng)急評價指標體系的建立有助于確定道路運輸應(yīng)急管理工作的重點，有助于推動道路運輸應(yīng)急管理的建設(shè)、完善、深化和提高，真正實現(xiàn)安全和諧的道路運輸。但另一方面，評價指標建立后，則應(yīng)注意利用評價指標對道路運輸應(yīng)急管理進行全面、客觀的評價，道路運輸應(yīng)急風險的影響因素很多[1]，如監(jiān)測預(yù)報的準確性、應(yīng)急日常管理的規(guī)范性、應(yīng)急培訓(xùn)演練的針對性、應(yīng)急組織體系的完善有效性、通訊報警及應(yīng)急保障的可靠性和充分性等，這些指標當中有定量的、也有定性指標的，且某些信息不完整，只能形成一個認知區(qū)間，構(gòu)成灰色問題。文章以灰色層次分析法(GAHP)，通過對區(qū)間灰數(shù)的白化處理，借助已構(gòu)建的四川省道路運輸應(yīng)急評價指標，對現(xiàn)階段道路運輸應(yīng)急管理進行全面評價，完整構(gòu)建道路運輸應(yīng)急管理評價體系。

1 灰色層次分析法（GAHP）簡介

目前常見的評價方法有模糊綜合評判法、灰色關(guān)聯(lián)度法、主成分分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等[2]，比較各評價方法的優(yōu)劣，結(jié)合道路運輸應(yīng)急工作存在小樣本、信息貧乏的不確定問題和“外延明確，內(nèi)涵不明”[3]特征，文章選擇由灰色系統(tǒng)理論與層次分析法相結(jié)合而形成的灰色層次分析法來建立四川省道路運輸應(yīng)急系統(tǒng)的評價體系。利用層次分析法時，確定不同層次決策權(quán)數(shù)值，并由灰色系統(tǒng)理論計算得到評價值，從而構(gòu)成了灰色層次分析的評價方法。

灰色層次分析法的步驟分為以下7步[4]：①針對研究對象建立遞階層次結(jié)構(gòu)；②計算各評價指標的組合權(quán)重；③確定評估指標值矩陣；④確定評價灰類的白化權(quán)函數(shù)；⑤計算灰色評估系數(shù)；⑥計算灰色評估權(quán)向量和權(quán)矩陣；⑦進行不同層次各指標的評估和排序，進而確定總體目標的綜合評估。

2 四川省道路運輸應(yīng)急評價指標體系

四川省道路運輸應(yīng)急評價體系可分為三個層次：目標層(A)、準則層(B)和措施層(C)。目標層反映四川省道路運輸應(yīng)急風險總體水平；準則層表示道路運輸應(yīng)急評價中的二級評價指標，共有8個指標；措施層（子準則層）表示道路運輸應(yīng)急評價中的三級評價指標，共有 27個指標。具體層次關(guān)聯(lián)如圖1所示[5]。

圖1 四川省公路運輸應(yīng)急評價體系Fig.1 Road transportation emergency management system of Sichuan province

3 基于灰色層次分析的道路運輸應(yīng)急安全風險評價

3.1 確定評價指標值矩陣

3.1.1 各評價指標的組合權(quán)重確定

參照構(gòu)建四川省道路運輸應(yīng)急評價指標的權(quán)重集，得準則層各指標iV對目標層的權(quán)重集為[5]：

式中，iα是準則層評價指標iV的權(quán)重值，它們滿足

措施層評價指標ijV的權(quán)重集為具體數(shù)值見表1。

表1 四川省道路運輸應(yīng)急風險各級指標評價評分表Tab.1 Evaluation on the all-level indexes of the road transportation emergency risk of Sichuan province

續(xù)表1

3.1.2 風險評價指標矩陣的確定[4]

若請 m個專家對各項指標打分，專家序號為k=1，2，…，m。第k位專家對指標ijv的評分為，則由評價情況得 m位專家評價樣本矩陣。（1）式中每一行是每一個措施層指標得到的不同專家的評價，每一列是一位專家對所有措施層指標的評價。

風險評價指標值矩陣為

3.2 確定評價灰類的白化權(quán)函數(shù)[6]

灰類的白化權(quán)函數(shù)，是將對某個實際問題的定性認識轉(zhuǎn)化為此對象隸屬于某一個灰類的概率，是一種定量的函數(shù)表達形式。白化權(quán)函數(shù)是根據(jù)很多已知的信息對灰數(shù)的取值范圍進行主觀的識別，這種識別應(yīng)該以實際情況或者行業(yè)背景為依據(jù)。

3.2.1 評價標準確定

以美國心理學家理克特提出的 5級量表為依據(jù)，把四川省道路運輸應(yīng)急救援能力和安全風險評價水平分為五級：A低風險，B較低風險，C正常風險，D較高風險，E高風險，并分別對其賦值1，2，3，4，5，數(shù)值越大風險越高，則可以相應(yīng)地把安全風險評價灰類的灰數(shù)定為5個，相應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)分別為專家打分之前應(yīng)明確告知每一級風險具體的意義和極限，避免專家打分誤差較大，影響最終的評價效果。

3.2.2 白化權(quán)函數(shù)確定

文章采用中心點三角白化權(quán)函數(shù)法設(shè)計白化權(quán)函數(shù)，以減少灰類的交叉重合?；舅悸肥牵合雀鶕?jù)劃分的五級標準確定中心點，由實際經(jīng)驗及道路運輸實際情況確定各個指標點的取值區(qū)間。A級，決定專家打分一般不能高于2分；B級，一般為1到2分，不高于3分；C級以3分為多，范圍介于1～4分；D級，代表某項指標引起了打分專家的注意，故中心值為4分，范圍介于3～5分；E級代表了該項指標被打分專家定義為存在不可忽視的不安全因素，分值大于4，當分值超過4或者5后都應(yīng)劃歸到這類函數(shù)中去。

由此考慮，這五個白化權(quán)函數(shù)的定義及其圖像如式（2）～（6）及圖2所示。

圖2 白化權(quán)函數(shù)圖像Fig.2 Whitened weight function

3.2.3 專家評價情況

在建立了四川省道路運輸應(yīng)急評價指標體系后，為進一步確定體系評價的計算，作者邀請了 5位在道路運輸安全及應(yīng)急領(lǐng)域有較豐富經(jīng)驗的專業(yè)人士對各項指標進行獨立評價，對每項措施內(nèi)容按要求和實際完成的情況，結(jié)合自身感受打分，分值分為5（風險高，應(yīng)急能力急需改進）、4（風險較高，應(yīng)急能力需要改進）、3（可控制的風險，應(yīng)急能力能滿足需求）、2（較低風險，應(yīng)急能力較強）、1（低風險，應(yīng)急能力強）。專家評分結(jié)果見表1。

3.3 灰色評價系數(shù)、權(quán)向量計算及評分結(jié)果[6]

這里以準則層中風險監(jiān)測預(yù)報 B1所包括的措施層指標構(gòu)成樣本矩陣及屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)11en 計算的詳細過程來說明，并以此計算所有的灰色評價權(quán)向量。

風險監(jiān)測預(yù)報B1的評價得分矩陣見下式：

對于評價指標11v屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)11en 為：

同理可得，e=3時，1133n = ；e=4時，1141n =；e=5時，1150n = 。

則11v的總體灰色評價系數(shù)為：

再計算灰色評價權(quán)向量，11v 的灰色評價權(quán)向量為所有措施的灰色評價系數(shù)和評價權(quán)向量見表1。

根據(jù)措施層各指標矩陣，計算每個準則層指標評價權(quán)矩陣，公式如下：

這里計算第一個準則層的權(quán)矩陣1P：

4 結(jié)論與建議

從各級評分并結(jié)合風險數(shù)值定義上來看，各項指標基本處于中等可控制水平，表明基本能滿足應(yīng)急需要的水平。但少數(shù)措施層指標，如 C23（應(yīng)急信息數(shù)據(jù)庫）、C52（報警程序）、C12（監(jiān)測點的選?。┑忍幱谳^弱的地位，也意味著這些指標存在應(yīng)預(yù)重視和改進的地方。其它指標均評分也表明有提升的空間。

建議從以下幾方面進行改善和提高：（1）對于權(quán)重較大的準則層所含措施層指標應(yīng)重點改善和提高，如 B1中，C11（檢測設(shè)備監(jiān)測結(jié)果的準確性，占目標層的權(quán)重為0.0885）：應(yīng)提高檢測設(shè)備的可靠性、準確性，以保證監(jiān)測結(jié)果可信水平提高，C13（發(fā)布預(yù)報的及時性，占目標層的權(quán)重為0.0885）：及時進行準確科學的突發(fā)事件預(yù)報對于整個應(yīng)急救援十分重要，故人員的選擇、信息通道的可靠性、設(shè)備的維護、人員的培訓(xùn)和關(guān)懷是提高此項水平的基礎(chǔ)保證。C62（信息發(fā)布系統(tǒng)，占目標層的權(quán)重為0.1128）：保障應(yīng)急過程中的信息通暢，在促進各種交通應(yīng)急資源協(xié)調(diào)合理調(diào)用，有效救助災(zāi)區(qū)民眾，有效消除公眾恐慌心理等方面均有不可忽視的作用。（2）對于指標表現(xiàn)較差的措施層指標（如C23、C52、C12）應(yīng)優(yōu)先改進和提高，充分利用現(xiàn)階段各級政府對應(yīng)急保障能力高度重視的契機，優(yōu)先完善提高，為保證道路運輸應(yīng)急能力完善提高提供有力的支撐。（3）注意避免只建不管、總結(jié)不及時，各項行動滯后等問題。（4）定期分析研究我省道路運輸應(yīng)急風險的趨勢情況，并及時形成相關(guān)制度文件并下達。（5）應(yīng)急救援系統(tǒng)涉及各階層、各方面設(shè)備和人員的大系統(tǒng)，因此應(yīng)督促全員人員全方位參與。（6）權(quán)重相對較低的指標并不意味著在應(yīng)急管理中不重要，每個指標、每個部門、每個環(huán)節(jié)都是不可缺少的，任何一個指標的不重視都會使整個應(yīng)急系統(tǒng)受到影響，從而也對整個應(yīng)急系統(tǒng)帶來安全隱患。

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[6] 殷 濤．四川省道路運輸應(yīng)急管理體系構(gòu)建[M]．成都：電子科技大學出版社，2012．