基于模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)急演練效果評估方法研究

閆 博，覃 勇，李國和，劉 璐

(1.中石化管道儲運(yùn)有限公司，江蘇 徐州 221008;2.中國石油大學(xué)(北京)油氣數(shù)據(jù)挖掘北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249;3.石大兆信數(shù)字身份管理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究院，北京 102229)

0 引言

目前，油庫應(yīng)急演練形式大于內(nèi)容，而應(yīng)急演練對油庫突發(fā)事件的有效處理對減少人民生命財(cái)產(chǎn)的損失具有重要的意義。通常，油庫采用職工滿意度調(diào)查問卷的形式來評估應(yīng)急演練效果和實(shí)施情況。但是，職工滿意度調(diào)查問卷往往存在職工沒有認(rèn)真填寫調(diào)查問卷、職工對填寫調(diào)查問卷有顧慮、調(diào)查問卷回收質(zhì)量低等問題?；谀：龜?shù)學(xué)的評估方法是目前比較流行的一種評估方法［1］，還有故障樹［2］、層次分析法［3］、DEA 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法［4］、多準(zhǔn)則妥協(xié)排序法［5］和熵權(quán)法［6］等多種評估方法。為了提高油庫應(yīng)急演練的針對性和實(shí)用性，使應(yīng)急演練能夠與本單位生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，改善應(yīng)急演練的實(shí)際效果，本文采用二級模糊綜合評估模型［1，7］對油庫應(yīng)急演練進(jìn)行評估。

1 模糊綜合評估模型原理

模糊數(shù)學(xué)是用數(shù)學(xué)方法研究與處理模糊現(xiàn)象的數(shù)學(xué)。模糊綜合評估模型是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評估方法，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度原理把定性問題轉(zhuǎn)化為定量［8］問題，著眼于所有相關(guān)指標(biāo)，對某一對象進(jìn)行全面評價(jià)，從而得出系統(tǒng)性和綜合性的評價(jià)結(jié)果。此綜合評估模型具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)［9］的特點(diǎn)。評價(jià)指標(biāo)中的定性指標(biāo)由于其非確定性質(zhì)，受限于良好的模型應(yīng)用，模糊綜合評估模型很好地解決了定性指標(biāo)難以量化的問題，所以適合于各種非確定性問題的解決［10-18］。

2 模糊綜合評估模型的構(gòu)建

模糊綜合評估模型流程圖［19-20］如圖1 所示。

圖1 模糊綜合評估模型流程圖

具體實(shí)施步驟為:

1)確定因素集。

2)確定評語等級及賦值。

3)確定維度權(quán)重向量和指標(biāo)權(quán)重向量，如圖2 所示。

圖2 權(quán)重向量的確定流程圖

4)確定指標(biāo)隸屬度向量，如圖3 所示。

圖3 隸屬度向量的確定流程圖

5)維度模糊評價(jià)，如圖4 所示。

圖4 維度模糊評價(jià)流程圖

6)項(xiàng)目綜合評價(jià)。

3 模糊綜合評估模型在油庫應(yīng)急演練效果評估

3.1 油庫應(yīng)急演練評估因素集

油庫應(yīng)急演練體系可劃分為3 個(gè)維度:應(yīng)急演練結(jié)構(gòu)及編寫、應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果以及應(yīng)急演練講評及反饋。每個(gè)維度可以用相應(yīng)的指標(biāo)來刻畫，而每個(gè)指標(biāo)又可以用相應(yīng)的度量項(xiàng)來度量。油庫應(yīng)急演練體系劃分后的結(jié)果如表1 所示。

表1 油庫應(yīng)急演練體系劃分表

3.2 評語等級映射

評估油庫應(yīng)急演練每個(gè)指標(biāo)所對應(yīng)的度量項(xiàng)，先要由油庫應(yīng)急演練方面的專家對油庫應(yīng)急演練體系中所有度量項(xiàng)進(jìn)行百分制打分，然后根據(jù)度量項(xiàng)得分與評語等級之間的映射關(guān)系進(jìn)行等級映射。度量項(xiàng)得分與評語等級的映射關(guān)系［21］如表2 所示。

表2 度量項(xiàng)得分與評語等級映射關(guān)系表

3.3 等級賦值

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，本次油庫應(yīng)急演練效果評估采用5 級評語等級賦值［21］，如表3 所示。

表3 5 級評語賦值表

3.4 確定權(quán)重向量

根據(jù)11 位油庫應(yīng)急演練專家的權(quán)重劃分結(jié)果，取均值可知油庫應(yīng)急演練體系的維度權(quán)重向量為:A=(0.35 0.35 0.30)。同理，也可以求得各維度下相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量為:A1=(0.50 0.50)，A2=(0.20 0.27 0.33 0.30)，A3=(0.40 0.15 0.45)。

3.5 確定指標(biāo)隸屬度向量

以維度二——應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果所對應(yīng)的第一個(gè)指標(biāo)，即安排清晰、合理、易懂為例來說明指標(biāo)隸屬度向量是如何確定的。指標(biāo)安排清晰、合理、易懂包括清晰度、合理度和簡單易懂性這3 個(gè)度量項(xiàng)。每一個(gè)度量項(xiàng)都由11 位油庫應(yīng)急演練專家進(jìn)行百分制評分，并將該度量項(xiàng)的得分與評語等級映射表進(jìn)行映射，如表4 所示。根據(jù)映射結(jié)果計(jì)算每一個(gè)度量項(xiàng)在各個(gè)評語等級下的隸屬度的平均值，所得結(jié)果是指標(biāo)安排清晰、合理、易懂的隸屬度向量，如表5 所示。

表4 維度二第一個(gè)指標(biāo)對應(yīng)度量項(xiàng)評語等級結(jié)果

表5 維度二第一個(gè)指標(biāo)隸屬度向量

同理，可得3 個(gè)維度所對應(yīng)的所有指標(biāo)的指標(biāo)隸屬度向量。

表6 所有維度所對應(yīng)的指標(biāo)隸屬度向量

3.6 維度模糊評估

以維度二——應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果為例來說明是如何進(jìn)行維度模糊評價(jià)的。應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果該維度包括4 個(gè)指標(biāo)，分別是:①安排清晰、合理、易懂;②重點(diǎn)突出、切合實(shí)際;③新穎度、吸引力;④參與人員所獲、安全意識。根據(jù)3.5 節(jié)可以確定每個(gè)指標(biāo)的隸屬度向量，進(jìn)而可以得到該維度的二級模糊關(guān)系矩陣:

根據(jù)3.4 節(jié)可以知道該維度相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量為:

則該維度應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果的評估向量為:

經(jīng)歸一化計(jì)算后可得:

則應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果該維度的維度模糊評估得分為:

其中，b2i表示維度評估向量B2的元素;ωi表示本次油庫應(yīng)急演練效果評估所采用的5 級評語等級賦值。

從而得到應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果該維度的評估得分為70.1 分，評估結(jié)果所對應(yīng)的評語等級為“一般”。

通過評估向量B2認(rèn)為:對于應(yīng)急演練實(shí)施和參與效果評估的結(jié)果為“很好”占21%，評估結(jié)果為“好”占21%，評估結(jié)果分別為“一般”、“差”和“很差”分別占26%、23%和9%。其它各維度的評估方法相同，最終，各維度綜合評分和評估結(jié)果如表7 所示。

表7 各維度綜合評分和評估結(jié)果

3.7 業(yè)務(wù)綜合評估

由3.6 節(jié)可以分別計(jì)算出油庫應(yīng)急演練三大維度的評估向量，由此可以構(gòu)成一級模糊關(guān)系矩陣:

根據(jù)3.4 節(jié)可以知道維度權(quán)重向量為:

則油庫應(yīng)急演練綜合評估向量為:

經(jīng)歸一化計(jì)算后可得:

則油庫應(yīng)急演練綜合得分為:

其中，bi表示維度評估向量B 的元素;ωi表示本次油庫應(yīng)急演練效果評估所采用的5 級評語等級賦值。

從而得到油庫應(yīng)急演練最終評估得分為72.5分，評估結(jié)果所對應(yīng)的評語等級為“一般”。

通過評估向量B 認(rèn)為:對于油庫應(yīng)急演練評估的結(jié)果為“很好”占17%，評估結(jié)果為“好”占31%，評估結(jié)果分別為“一般”、“差”和“很差”分別占23%、22%和7%。

4 實(shí)驗(yàn)對比

為了驗(yàn)證分級模糊綜合評估模型的有效性和可行性，使用用戶調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行對比試驗(yàn)。

首先，設(shè)計(jì)了某油庫應(yīng)急演練效果統(tǒng)計(jì)調(diào)查表，統(tǒng)計(jì)了某油庫30 名員工對油庫應(yīng)急演練效果的反饋評分。

對應(yīng)每一個(gè)度量項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)得分，計(jì)算均值，并將該維度下的所有度量項(xiàng)的均值進(jìn)行求和計(jì)算后，再計(jì)算均值，即為該維度的評估得分。分別計(jì)算出3 個(gè)維度的評估得分后，通過加權(quán)平均法，計(jì)算出油庫應(yīng)急演練效果的評估結(jié)果，如表8 所示。

表8 各維度綜合評分和評估結(jié)果

5 結(jié)果分析

對比模糊綜合評價(jià)方法和調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法所得評估結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)2 種方法的最終評估結(jié)果相差很大。

對比實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果并分析原因，在使用調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評估時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下問題:

1)員工填寫調(diào)查表有顧慮，害怕影響個(gè)人發(fā)展。

2)員工填寫調(diào)查表不認(rèn)真，部分問卷所有選項(xiàng)都一樣。

3)調(diào)查表回收率低，發(fā)出去30 份，回收22 份。

4)調(diào)查表統(tǒng)計(jì)結(jié)果在小樣本下可靠性和可信度不高。

模糊綜合評價(jià)方法克服了調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法存在的這些問題，并能夠準(zhǔn)確地得到各個(gè)評語等級所獲得的百分比，提高了油庫應(yīng)急演練效果評估的可靠性和可信度。

本文主要創(chuàng)新點(diǎn)包括:

1)根據(jù)某油庫特點(diǎn)對油庫應(yīng)急演練體系進(jìn)行劃分;

2)將模糊數(shù)學(xué)綜合評估模型應(yīng)用于實(shí)際油庫應(yīng)急演練效果評估中。

6 結(jié)束語

對應(yīng)急演練效果評估是一個(gè)從定性到定量的過程。采用職工調(diào)查問卷進(jìn)行評估存在各種各樣的問題，影響效果評估的準(zhǔn)確性。本文建立了一個(gè)基于模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)急演練評估模型，采用分級模糊綜合評估模型進(jìn)行評估，實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)急演練編寫、實(shí)施和演練效果的評估。通過實(shí)例具體說明了所提出方法的操作過程和方法的可行性，能夠?yàn)槠髽I(yè)應(yīng)急演練的預(yù)案編寫和實(shí)施提供有力的參考依據(jù)。

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