組合權(quán)重法在機(jī)場空防安全評價(jià)中的應(yīng)用

李龍海，劉 凡

（中國民航大學(xué)機(jī)場學(xué)院，天津 300300）

民用航空運(yùn)輸是5種主要運(yùn)輸方式之一，航空運(yùn)輸為人財(cái)物的迅速流動創(chuàng)造了條件，推動了世界政治、經(jīng)濟(jì)、文化的交流。然而，由于航空運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，幾乎從其誕生開始，人們就開始關(guān)注民航的安全問題。空防安全與飛行安全是民航安全兩大組成部分，空防安全是指有效地預(yù)防和制止人為地非法干擾航空器的犯罪與行為，保證在使用中的航空器依照合法機(jī)長的正常意愿，在原定的時(shí)間和空間內(nèi)安全、正常運(yùn)行[1-3]。飛行安全是指航空器在運(yùn)行過程中，不出現(xiàn)由于運(yùn)行不當(dāng)或外部原因而造成的人員傷亡或航空器損壞的事件。兩者缺一不可，共同構(gòu)成民航安全工作的永恒主題[4]。

雖然民航客貨運(yùn)輸近10年來獲得了極大發(fā)展，但民航安防也同樣面臨著巨大的挑戰(zhàn)，確保民航旅客和貨物的安全已是民航安全的最重要任務(wù)。由于社會的多樣性和復(fù)雜性，不同的社會群體有著各自不同的訴求，敵對分子、恐怖分子及精神病患者等會給航空運(yùn)輸安全帶來巨大威脅。旅客與行李的安全檢查、貨物安全檢查、航空器監(jiān)護(hù)等環(huán)節(jié)都與機(jī)場的空防安全息息相關(guān)，只要任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致不安全事件的發(fā)生。作為民航系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，機(jī)場是飛行安全的地面保證和屏障，對空防安全起著十分重要的作用。

1 組合權(quán)重法在空防安全評價(jià)中的作用

評價(jià)機(jī)場的空防安全時(shí)，權(quán)重的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，由于每個(gè)評價(jià)指標(biāo)與同一類別中的其他指標(biāo)相比，其作用、地位和影響力不盡相同，必須根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的重要性程度賦予不同的權(quán)重，這對評價(jià)結(jié)果有著重要影響。目前空防安全評估的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法有層次分析法、模糊層次分析法、灰色分析法等。這些方法大都為主觀賦值法，計(jì)算權(quán)重的原始數(shù)據(jù)主要由評估者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷得出，因此對指標(biāo)的排序有很大的隨意性，雖然對結(jié)果有很強(qiáng)的解釋性，但客觀性較差；而客觀賦值法確定的權(quán)重在大多數(shù)情況下精度較高，卻可能與實(shí)際情況相悖，對所得到的結(jié)果難以給出合理的解釋；因此單純使用主觀賦權(quán)法或者客觀賦權(quán)法，結(jié)果都不盡人意[5-7]。

組合權(quán)重法結(jié)合屬于主觀賦值法的層次分析法和客觀賦值法的熵權(quán)法，對得到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過熵權(quán)法公式計(jì)算，與層次分析法所得權(quán)重值進(jìn)行乘法合成，通過組合2種方法的權(quán)重值，進(jìn)而得出各個(gè)指標(biāo)的加權(quán)，既能體現(xiàn)主觀賦權(quán)法中專家的主觀意向，又能表達(dá)出實(shí)際評價(jià)值中所反映的指標(biāo)客觀特性。

2 組合權(quán)重計(jì)算方法

熵（entropy）指的是體系的混亂程度，其在控制論、概率論、數(shù)論、天體物理、生命科學(xué)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，在不同的學(xué)科中也有引申出的更為具體的定義，是各領(lǐng)域十分重要的參量。申農(nóng)（C.E.Shannon）將這個(gè)概念引入到信息論中來，稱之為信息熵，現(xiàn)已在工程技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用[8]。

在評價(jià)體系中，若某個(gè)指標(biāo)的熵越小，就表明其指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在評價(jià)中所起的作用越大，則其權(quán)重也越大；反之，某個(gè)指標(biāo)的熵越大，就表明其指標(biāo)值的變異程度越小，提供的信息量越少，在評價(jià)中所起的作用越小，則其權(quán)重也越小。所以在具體分析過程中，可以根據(jù)各個(gè)指標(biāo)值的變異程度，利用熵來計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)權(quán)重，該方法被稱為熵權(quán)法[9-11]。

其中：wj為第j個(gè)指標(biāo)的組合權(quán)系數(shù)為第j個(gè)指標(biāo)的層次分析法權(quán)重系數(shù)為指標(biāo)j的熵權(quán)法權(quán)系數(shù)。

在獲得權(quán)系數(shù)后，將各權(quán)重計(jì)算方法所得權(quán)重轉(zhuǎn)化成排序值，計(jì)算不同方法之間的spearman等級系數(shù)ρik，其反映了方法i和方法k在賦權(quán)時(shí)的一致性程度，ρik越大表示2種方法所持標(biāo)準(zhǔn)的一致性程度越高。其計(jì)算公式為

為了利用spearman等級系數(shù)對比不同方法間的優(yōu)劣性，特引入兼容度的概念，它表示了某種方法與其余方法的spearman等級系數(shù)的算術(shù)平均值，即

可見，若某種方法的兼容度越大，則該種方法的代表性越強(qiáng)，與數(shù)據(jù)的吻合性越高，可靠性就高。

3 組合權(quán)重法空防安全評價(jià)應(yīng)用實(shí)例

使用組合權(quán)重方法對上海某機(jī)場的空防安全進(jìn)行評估，已建立評估體系，如圖1所示，對應(yīng)的細(xì)化表格如表1所示。

圖1 民用機(jī)場空防安全評價(jià)體系Fig.1 Airport aviation security evaluation system

表1 民用機(jī)場空防安全指標(biāo)體系Tab.1 Airport aviation security evaluation system

各層判斷矩陣如下圖所示[4]

將決策矩陣換算成各指標(biāo)的比值，再根據(jù)熵權(quán)法計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的熵和熵權(quán)值，使用yaahp軟件獲得層次分析法的權(quán)重值，通過乘法歸一化公式將兩者組合，使用excel計(jì)算，得到組合權(quán)重值wj，結(jié)果如表2所示。

表2 機(jī)場空防安全評價(jià)指標(biāo)權(quán)重值Tab.2 Evaluation index weights of airport aviation security

將所得權(quán)重轉(zhuǎn)化成數(shù)值大小的排序值，如表3所示，其中方法1為層次分析法，方法2為熵權(quán)法，方法3為組合權(quán)重法。計(jì)算各自的spearman等級系數(shù)有：ρ12=0.436 8；ρ13=0.926 3；ρ23=0.631 6。3 種方法的兼容度分別為：y1=0.681 6；y2=0.534 2；y3=0.778 9?？梢娊M合權(quán)重法相對層次分析法和熵權(quán)法的兼容度最高，能夠較好的融合2種賦權(quán)方法的權(quán)重信息。

表3 權(quán)重排序值Tab.3 Rank value of evaluation index

分析圖2數(shù)據(jù)后，得出以下結(jié)論：

1）按照各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重大小，將指標(biāo)分成3類，第 1 類在區(qū)間[0，0.05]上，主要包括 B14、B21、B23、B24、B25、B26、B31、B32、B34等 9 個(gè)指標(biāo)；第 2 類在區(qū)間[0.05，0.1]上，主要包括 B12、B22、B42等 3個(gè)指標(biāo)；第 3類在[0.1，0.25]上，包括 B11、B13、B43、B45等 4 個(gè)指標(biāo)。

2）在4個(gè)2級指標(biāo)中，管理和人員占權(quán)重的80%，是需重點(diǎn)注意的地方；其中對機(jī)場空防安全影響最大的指標(biāo)為管理人員、規(guī)章制度、人員資格與培訓(xùn)。

3）組合權(quán)重法雖然擴(kuò)大了人員在二級指標(biāo)中的權(quán)重，但管理仍是機(jī)場空防安全系統(tǒng)中最重要的一環(huán)，機(jī)場空防安全管理者在空防安全中有著舉足輕重的作用，只有好的管理者，機(jī)場空防安全才能得到較高保障。

4）在重視機(jī)場空防安全管理的同時(shí)，必須加強(qiáng)人員資格與培訓(xùn)工作，空防安全工作最終的落實(shí)者還是機(jī)場一線人員，只有對員工進(jìn)行空防安全培訓(xùn)，提高機(jī)場員工的空防安全意識，才能確保機(jī)場的空防安全。

圖2 3種方法下空防安全評價(jià)指標(biāo)權(quán)重值的對比Fig.2 Comparison of index weight under three methods

5 結(jié)語

空防安全作為民航安全的重要組成部分，是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。機(jī)場的空防安全工作是包含人、機(jī)、環(huán)、管4個(gè)方面的復(fù)雜系統(tǒng)。在確定機(jī)場空防安全指標(biāo)權(quán)重時(shí)，通過對層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算結(jié)果的乘法歸一化處理，既能表達(dá)評價(jià)的客觀性，又具有較好的解釋性，確保了結(jié)果的精度和與實(shí)際情況的契合，對機(jī)場空防安全評價(jià)開辟了一條新的思路，具有一定的借鑒意義和實(shí)用價(jià)值。

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