層次分析法在消防車購置中的應(yīng)用

馬 林，劉 洋,陳智慧

(1.新疆消防總隊，新疆 烏魯木齊 830000； 2.武警學(xué)院 a.研究生隊； b.消防指揮系，河北 廊坊 065000)

●消防安全評價

層次分析法在消防車購置中的應(yīng)用

馬 林1，劉 洋2a,陳智慧2b

(1.新疆消防總隊，新疆 烏魯木齊 830000； 2.武警學(xué)院 a.研究生隊； b.消防指揮系，河北 廊坊 065000)

針對目前基層消防部隊車輛裝備購置過程中存在的考慮因素多、選擇困難這一現(xiàn)實問題，基于層次分析方法，對消防車購置中的影響因素進(jìn)行了科學(xué)分析，建立了較為合理的評價體系和模型，以期做出更合理的購置方案。

消防車；車輛購置；層次分析法

消防車輛裝備是消防部隊?wèi)?zhàn)斗力的基礎(chǔ)所在，關(guān)系能否真正“能打仗、打勝仗”“打得贏”，關(guān)系部隊長遠(yuǎn)發(fā)展和全面建設(shè)。因此，發(fā)揮有限資金的最大效益，購置部隊最急需、最符合實戰(zhàn)需要、最符合地區(qū)災(zāi)情特點的車輛裝備，推動實現(xiàn)車輛裝備建設(shè)從數(shù)量規(guī)模型向質(zhì)量效能型的轉(zhuǎn)變，保障和促進(jìn)消防核心戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變，是基層消防部隊在車輛裝備購置中必須考慮的重要因素。本文擬利用層次分析法，科學(xué)界定車輛裝備購置中各因素的權(quán)重，為最終制定合理的車輛購置方案提供科學(xué)依據(jù)。

1 當(dāng)前部隊車輛裝備購置中存在的突出問題

1.1 主戰(zhàn)消防車性能不能滿足戰(zhàn)斗需求

目前公安消防部隊主戰(zhàn)消防車普遍存在比功率低、水泵流量小、器材配置不合理、持續(xù)作戰(zhàn)能力差、智能化水平低、乘員少等問題，嚴(yán)重制約了滅火救援第一出動力量，容易使小火釀成大災(zāi)。消防車底盤、發(fā)動機(jī)、消防泵、車載炮是實現(xiàn)上述主戰(zhàn)性能的關(guān)鍵總成和核心部件，其中底盤和發(fā)動機(jī)主要決定了車輛的行駛性能、持續(xù)作戰(zhàn)能力和操控的智能化水平，消防泵、炮和隨車裝備決定了消防車的戰(zhàn)術(shù)性能，當(dāng)然，二者之間也存在必然的聯(lián)系。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前配備的發(fā)動機(jī)功率不足132 kW的消防車占消防車總數(shù)的55.3 %。消防車發(fā)動機(jī)功率偏小，不但難以配備大功率水泵，也難以適應(yīng)高負(fù)荷、長時間的滅火救援戰(zhàn)斗需求。

1.2 駕乘舒適性和操控性能差

消防員在出警時身著戰(zhàn)斗服和消防手套，背載空氣呼吸器，并且要求快速登車，奔赴火場。由于有些消防車生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計人員缺乏實戰(zhàn)的駕乘經(jīng)歷，在操控面板、座椅和登車踏板、閥門位置設(shè)置、材質(zhì)型式等方面的設(shè)計沒有考慮消防員的實際需求，缺少舒適性、人性化設(shè)計，甚至影響了消防車的操控性能。

1.3 招標(biāo)片面考慮價格，造成先天不足

在車輛裝備集中招標(biāo)過程時，往往因多方面的原因，使裝備的性能、質(zhì)量與預(yù)期結(jié)果出入較大：一是受預(yù)算經(jīng)費或?qū)ｍ椊?jīng)費總額的限制；二是受地方政府部門審批的限制；三是部隊內(nèi)部對裝備發(fā)展更新研究不夠，缺乏采購經(jīng)驗和盲目追求數(shù)量。尤其在一些地方政府的招標(biāo)過程中，最低價中標(biāo)的惡性循環(huán)，往往使廠家惡意壓價，為追求利益的最大化，降低主要性能參數(shù)和隨車裝備的質(zhì)量，使消防車的質(zhì)量和使用性能達(dá)不到實戰(zhàn)和訓(xùn)練要求。

1.4 后期維護(hù)保養(yǎng)缺失，使用壽命縮短

一些代理廠商，根本不具備維護(hù)保養(yǎng)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)的能力，信譽(yù)度低，為中標(biāo)，往往過度承諾或許下承諾陷阱。進(jìn)口底盤、進(jìn)口車輛的技術(shù)服務(wù)在這方面的問題尤為突出，售后維護(hù)保養(yǎng)出現(xiàn)斷檔，造成訓(xùn)練、使用、維護(hù)困難，使得消防車使用壽命大大縮短。

2 消防車購置影響因素

2.1 關(guān)鍵核心部件和總成的性能

筆者結(jié)合多年消防車購置招標(biāo)工作實踐，總結(jié)認(rèn)為，影響消防車購置的因素可以概括為六個方面：一是底盤、發(fā)動機(jī)；二是消防泵、車載炮；三是價格；四是隨車裝備；五是操控性能；六是服務(wù)保障。其中底盤、發(fā)動機(jī)是核心部件，可定義為最重要的因素；消防泵、車載炮是體現(xiàn)滅火救援效能的最重要裝備，可定義為核心部件的延伸。消防部隊擔(dān)負(fù)滅火與應(yīng)急救援任務(wù)，講求第一出動力量的準(zhǔn)確、迅速，因此車輛發(fā)動機(jī)往往在沒有預(yù)熱的情況下就緊急發(fā)動、加速行駛，再加上車輛長時間滿負(fù)荷行駛底盤磨損嚴(yán)重，這就要求車輛的底盤、發(fā)動機(jī)和消防泵在性能和質(zhì)量上必須過硬，只有這樣，才能保證消防救援人員的安全和戰(zhàn)斗力，提高救援的效率[1]。

2.2 價格因素

價格因素是制約購置車輛裝備的重要方面，經(jīng)費的多少直接關(guān)系到裝備的購置數(shù)量和質(zhì)量。由于不同總隊財政狀況不同，對于車輛裝備購置給予的財政支持不同；政府消防隊、企業(yè)專職消防隊等又由于體制的不同在裝備經(jīng)費保障實力上也各不一樣。因此，本文結(jié)合國內(nèi)購置招標(biāo)實際情況，從經(jīng)費充足和經(jīng)費不足兩種情況分別對方案層選擇進(jìn)行評分、排序，對比選出最佳方案，供同行參考借鑒。

2.3 人性化設(shè)計和操控性能

國產(chǎn)消防車與進(jìn)口消防車在便捷性、舒適性和駕駛操控性等方面都各有不足和優(yōu)勢。本文在優(yōu)選方案評估時主要考慮了隨車裝備和操控性能兩個關(guān)鍵要素。隨車裝備的全與否、先進(jìn)和實用，可定義為體現(xiàn)滅火救援效能的次要因素；操控性能主要表現(xiàn)在實際駕駛操控感受，各類開關(guān)是否設(shè)置合理、操作方便，可定義為實戰(zhàn)效能的實戰(zhàn)體現(xiàn)。

2.4 服務(wù)保障

服務(wù)保障是看購置合同中是否約定24小時維修保障，并根據(jù)購置方的要求適當(dāng)增減或者改裝相關(guān)設(shè)備。隨著技術(shù)的統(tǒng)型發(fā)展，車輛裝備的競爭越來越體現(xiàn)在服務(wù)保障方面的競爭，誰的服務(wù)保障到位，誰的產(chǎn)品就越有市場，越具有競爭力。服務(wù)保障同樣是消防車購置時必須考慮的重要因素之一[2]。

3 層次分析法

影響消防車購置的因素是多種多樣的，因此在購置過程中就具有復(fù)雜性、層次性和綜合性等特點，這就要求平衡這些因素并根據(jù)消防部隊實際情況建立指標(biāo)體系。

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

美國運籌學(xué)家托馬斯·塞蒂(T.L.Saaty)提出的層次分析法，是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法，特別是將經(jīng)驗判斷給予量化，在目標(biāo)(因素)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要的數(shù)據(jù)情況下更為實用。該方法將方案問題中的影響因素分為最高層、中間層和最底層，即分為目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B和方案層C。

圖1 層次結(jié)構(gòu)模型

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣表示相對上一層某一因素時，本層次各因素之間的兩兩相對重要性程度。設(shè)A層因素與下一層B中的因素B1,B2,B3，…，Bn有聯(lián)系，則可以構(gòu)成判斷矩陣

其中，aij>0；aij=1/aji(i≠j)。其值可以用數(shù)字1～9及其倒數(shù)表示，這些數(shù)字稱為判斷矩陣標(biāo)度，標(biāo)度方法如表1所示[3]。

3.3 計算特征值、特征向量，做一致性檢驗

對判斷矩陣B來說，首先要計算滿足PW=λW的特征根與特征向量，式中λmax為B的最大特征根，

表1 層次分析法標(biāo)度方法

W為對應(yīng)于λmax的單位特征向量，W的分向量就是被比較元素對于該因素的相對權(quán)重。然后將W正規(guī)化，可以得出同一層次各因素對于上一層某個因素相對重要性的權(quán)值排序，這個過程就是層次單排序。由于實際情況復(fù)雜多變，人們對事物的認(rèn)識往往具有單一性，要達(dá)到完全一致是幾乎不可能的。因此在對一個判斷矩陣進(jìn)行單層排序后需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗[4]。

3.4 計算各指標(biāo)的權(quán)向量

3.5 確定層次總排序，做出決策

以上所做的工作只是第二、三層對上一層因素的權(quán)值排序，而我們需要最底層各方案對最高層目標(biāo)層的權(quán)值排序，這就需要自下而上將權(quán)重進(jìn)行合并，最后將層次單排序轉(zhuǎn)換成層次總排序，從而做出決策。

4 層次分析法在消防車購置問題中的應(yīng)用

4.1 建立層次模型

第一層與第二層之間的矩陣為C-F判斷矩陣、第二層與第三層的矩陣為F1-P，F(xiàn)2-P,…,F6-P六個矩陣。本例中，根據(jù)消防車購置實際情況，從兩個方面分別運用層次分析法進(jìn)行對比分析，一種情況是經(jīng)費充足，即價格作為不重要因素分析；第二種情況是考慮性價比，即價格作為與車輛性能同等重要因素分析。招標(biāo)方案有三個廠家，其中A廠家為業(yè)界一流的、掌握國際頂尖技術(shù)的大型汽車生產(chǎn)廠商，底盤和發(fā)動機(jī)采用國際先進(jìn)技術(shù)，車輛穩(wěn)定性較好；B廠家為主要依靠國內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)，自主研發(fā)的汽車生產(chǎn)商；C廠家為國內(nèi)相對比較低端，生產(chǎn)車輛的質(zhì)量和總體性能相對還處于中下層次的廠商。在消防車購置問題中，層次結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

圖2 消防車購置層次結(jié)構(gòu)模型

4.2 討論

4.2.1 經(jīng)費充足情況

在價格為最不重要因素條件下，C-F判斷矩陣和F-P判斷矩陣如表2～8所示。

表2 C-F判斷矩陣

表3 F1-P判斷矩陣

表4 F2-P判斷矩陣

表5 F3-P判斷矩陣

表6 F4-P判斷矩陣

表7 F5-P判斷矩陣

表8 F6-P判斷矩陣

表9 判斷矩陣一致性檢驗

使用判斷矩陣去推算層次各因素的重要次序，對權(quán)重指標(biāo)歸一化處理。使用方根法算出各判斷矩陣中各因素的權(quán)值。F層相對于C層，各因素權(quán)值為w0=(0.280 974，0.077 619, 0.046 23, 0.029 562, 0.177 003，0.388 612)。

P層相對于F1層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w1=(0.704 936，0.210 92，0.084 144)T；

P層相對于F2層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w2=(0.742 867，0.193 882，0.063 252)T；

P層相對于F3層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w3=(0.088 077,0.194 688,0.717 235)T；

P層相對于F4層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w4=(0.770 312,0.161 755,0.067 933)T；

P層相對于F5層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w5=(0.088 983, 0.323 386,0.587 631)T；

P層相對于F6層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w6=(0.733 384,0.199 071,0.067 545)T。

在層次單排序的基礎(chǔ)上，進(jìn)行層次總排序，得出三種方案的優(yōu)劣程度：

因此，在經(jīng)費充足條件下，即價格作為最不重要因素時，三種方案的總權(quán)重為A=0.583 325，B=0.222 696，C=0.193 979，優(yōu)劣排序為A>B>C。

4.2.2 經(jīng)費不足情況

同理，在經(jīng)費不足情況下價格作為一項主要因素進(jìn)行考慮，C-F判斷矩陣如表10所示。

表10 C-F判斷矩陣

再次使用判斷矩陣去推算層次各因素的重要次序，對權(quán)重指標(biāo)歸一化處理。使用方根法算出各判斷矩陣中各因素的權(quán)值。F層相對于C層，各因素權(quán)值為w0=(0.159 606,0.046 257,0.030 14,0.433 814,0.098 591,0.231 592)。

在層次單排序的基礎(chǔ)上，進(jìn)行層次總排序，得出三種方案的優(yōu)劣程度：

因此，在經(jīng)費不充足即價格作為重要因素時，三種方案的總權(quán)重為A=0.662 7,B=0.195 2,C=0.142 1,優(yōu)劣排序為A>B>C。

4.3 評估結(jié)果

4.3.1 結(jié)合消防實際情況建立層次模型，進(jìn)行建模分析得出結(jié)論：在經(jīng)費充足或不充足兩種情況下，購置消防車時都應(yīng)該考慮選擇A方案，即優(yōu)先考慮底盤、發(fā)動機(jī)性能突出且泵流量滿足實戰(zhàn)需求的消防車。以水罐消防車為例，其主要參數(shù)應(yīng)滿足發(fā)動機(jī)功率≥180kW、比功率≥10kW·t-1、消防泵額定流量≥40L·s-1的要求；主戰(zhàn)消防車比功率應(yīng)≥12kW·t-1，消防泵額定流量≥60L·s-1，乘員≥6人。同時要進(jìn)一步提升消防車底盤專用化水平，推廣應(yīng)用消防車專用底盤。

4.3.2 要樹立全壽命費用和全壽命管理的理念。當(dāng)前消防車的性能越來越受到部隊關(guān)注，把好入口關(guān)，是確保其性能的重要一環(huán)，而其中，樹立全壽命的費用和管理理念至關(guān)重要。在車輛裝備購置時，不僅要考慮購置價格，還要綜合考慮其維護(hù)保養(yǎng)成本和價格，易于維護(hù)維修、周期短、服務(wù)到位的裝備應(yīng)重點考慮。

4.3.3 推行裝備招標(biāo)綜合評分制度。筆者建議，可結(jié)合上文中提到的兩種情況，即價格是否作為決定因素的情況，建立依此為權(quán)重的車輛招標(biāo)評分體系，分別如表11和表12所示。

表11 經(jīng)費充足情況下消防車招標(biāo)評分體系

表12 經(jīng)費不足情況下消防車招標(biāo)評分體系

5 結(jié)論與建議

5.1 層次分析法邏輯嚴(yán)密，可以很好地克服在決策過程中主觀因素的影響，應(yīng)用層次分析法，可以計算各個因素對決策結(jié)果的權(quán)重，反映各個因素的重要程度，優(yōu)化方案的選擇。分析方法自下到上逐步分析，從單排序到總權(quán)重，是具有較高精度的判斷方法。但是層次分析法只能是在已有的方案中擇優(yōu)選擇，不能提出新的策略，這是在消防車購置問題應(yīng)用中的局限性。

5.2 在消防車采購工作中，根據(jù)采購經(jīng)費情況可分別以表11、表12的權(quán)重和評分系統(tǒng)，建立考評方案。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在三個方面：一是有效降低最低價中標(biāo)的惡性競爭；二是督促廠家將主要精力放在提升消防車的底盤、發(fā)動機(jī)、泵等核心部件的質(zhì)量上；三是雖最終未必是最高分者中標(biāo)，但其綜合的評分系統(tǒng)，可在車輛裝備購置中起到輔助決策作用。

[1] 吳體令.淺談消防車底盤選型和改裝部件的布置[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2014,(5).

[2] 李晶，張連民.淺析國產(chǎn)消防車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2006,(3).

[3] 錢頌迪.運籌學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4] 陳欣.模糊層次分析法在方案優(yōu)選方面的應(yīng)用[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2004,(10).

[5] 楊政，范曄，金義重.對我國消防部隊裝備管理及建設(shè)的思考[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2009,28(12).

(責(zé)任編輯 李 蕾)

A Research on Fire Engines Purchase Based on the Analytic Hierarchy Process

MA Lin1, LIU Yang2a, CHEN Zhihui2b

(1.FireCropsofXinjiangAutonomousRegion,Urumqi830063,China；2.a.TeamofGraduateStudent;b.DepartmentofFireCommanding,TheArmedPoliceAcademy,Langfang，HebeiProvince065000,China)

The main current problems with the fire engines purchase were summarized in the paper. Based on the Analytic Hierarchy Process(AHP) , the affecting factors of fire engines purchase were analyzed and the hierarchical model was established, in order to formulate a reasonable fire engines purchasing plan.

firefighting; fire engines; fire engines purchase; AHP

2015-04-29

馬林(1977— )，男(回族)，新疆和碩人，高級工程師； 劉洋(1992— )，男，新疆巴州人，安全工程專業(yè)在讀碩士研究生； 陳智慧(1971— )，女，河北廊坊人，教授。

TU998.13

A

1008-2077(2015)06-0069-05