村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力綜合評價方法

田佳奇 初建宇 馬丹祥

（河北聯(lián)合大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力是衡量地震來襲時居民能否安全疏散，避難生活能否得到有效保障的能力[1]。村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力評價是村鎮(zhèn)抗震防災(zāi)規(guī)劃的前提和依據(jù)，對科學(xué)規(guī)劃防災(zāi)資源，保護居民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。

1 建立評價指標(biāo)體系

建立村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力評價指標(biāo)體系，需要以承擔(dān)避難疏散和救災(zāi)功能的各種資源作為評價指標(biāo)，以保證這些防災(zāi)關(guān)鍵資源震后發(fā)揮救災(zāi)功能和支撐作用。評價指標(biāo)體系包括：組織管理能力，避難救助資源和應(yīng)急保障基礎(chǔ)設(shè)施3個一級指標(biāo)、10個二級指標(biāo)以及17個三級指標(biāo)，見表1。

表1 村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力評價指標(biāo)體系[2]

2 基于多層次灰色理論的評價方法

運用灰色系統(tǒng)理論[3-4]對村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力進行評價是非常適宜的。 設(shè)U代表一級評價指標(biāo)ui所組成的集合，記為U=｛u1, u2,…,ul｝，其中l(wèi)為一級評價指標(biāo)個數(shù)；ui代表二級評價指標(biāo)uij所組成的集合，記為 ui={ui1,ui2,…,uimi}，其中mi為第i個評價指標(biāo)含有的下一級評價指標(biāo)個數(shù)；uij代表三級評價指標(biāo)uijk所組成的集合，記為uij={uij1,uij2,…，uijnij}，其中nij為第ij個評價指標(biāo)含有的下一級評價指標(biāo)個數(shù)。多層灰色評價的具體步驟如下：

2.1 確定各層指標(biāo)的權(quán)重

采用90/9-98/9指數(shù)標(biāo)度構(gòu)造判斷矩陣，可通過計算機進行求解和一致性檢驗，有效地控制計算誤差[5]。

2.2 制定第三級指標(biāo)評分等級標(biāo)準(zhǔn)

評價指標(biāo)uijk是定性指標(biāo)，可以通過制定評價指標(biāo)評分等級標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)定性指標(biāo)的定量化。

2.3 評分并確定評價矩陣

設(shè)評價者序號為 h（h=1，2，…，p），組織 p個評價者對受評者按評價指標(biāo)uijk打分，得分為dijkh，求得評價樣本矩陣D。

2.4 確定評價灰類

設(shè)評價灰類序號為 e（e=1，2，…，g），即有 g 個評價灰類，可視具體情況選取一定的白化權(quán)函數(shù)來描述灰類[6]。

2.5 計算灰色評價系數(shù)

對評價指標(biāo)uijk，受評者屬于第e個評價灰類的灰色評價數(shù)，記為Xijke,則有:Xijke=（dijkh）；fe為評價灰類e的白化權(quán)函數(shù)。由此得到對評價指標(biāo)uijk，受評者屬于各評價灰類的總灰色評價系數(shù)Xijk，Xijk=Xijke。

2.6 計算灰色評價權(quán)向量及權(quán)矩陣

對于評價指標(biāo)uijk，所有評價者主張受評者屬第e個灰類的灰色評價權(quán)記為rijke，則有rijke。由于有g(shù)個灰類，因此，受評者評價指標(biāo) uijk的灰色評權(quán)向價量為 rijk，rijk=（rijk1，rijk2，…，rijkg）。 將受評者的所uij屬指標(biāo)uijk對于評價灰類的灰色評價權(quán)向量綜合后，得到uij所屬指標(biāo)uijk對于各評價灰類評價權(quán)矩Rij：

2.7 多層灰色綜合評價

（1）對uij綜合評價，其綜合評價結(jié)果可記為Bij，則有：

Bij=Aij·Rij=（bij1,bij2,…，bijg）

（2）對ui作綜合評價，由uij的綜合評價成果 Bij，得受評者ui所屬指標(biāo)uij對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣Ri：

于是，對受評者的ui作綜合評價，其評價結(jié)果為Bi，則有：

Bi=Ai·Ri=（bi1，bi2，…，big）

（3）對U作綜合評價，由ui的綜合評價結(jié)果Bi，得受評者的U所屬指標(biāo)ui對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R：

對受評者U的作綜合評價，其綜合評價結(jié)果記為B，則有：

B=A·R=（b1，b2，…，bg）

2.8 計算綜合評價值

受評者綜合評價結(jié)果B是一個向量，表示受評者綜合狀況分類程度的描述，對B應(yīng)進一步處理使其單值化，即計算出受評者的綜合評價值W。設(shè)將各灰類等級按“灰類水平”賦值，即第一類取d1，第二類取d2，…，第g類取dg，可以得到各評價灰類等級值化向量C=（d1,d2,…，dg）。于是，就可求得受評者的綜合評價W：W=B·CT。求出W值后，就可根據(jù)其大小判斷防災(zāi)避難能力的強弱，值越大說明評價越好，防災(zāi)避難能力越強。

3 應(yīng)用實例

利用本文建立的評價指標(biāo)體系與評價方法對某縣城鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力進行評價。原始數(shù)據(jù)見文獻[7]。

（1）確定各層指標(biāo)權(quán)重。這里只給出一級指標(biāo)判斷矩陣C如下：

（2）制定如表2所示的第三級評價指標(biāo)uijk的評分等級標(biāo)準(zhǔn)。

表2 村鎮(zhèn)防災(zāi)避震能力評價指標(biāo)評分等級標(biāo)準(zhǔn)

（3）確定評價矩陣。邀請5位專家按評分等級標(biāo)準(zhǔn)進行打分，得到評價樣本矩陣D。

（4）確定評價灰類。 第一灰類“優(yōu)”，其白化權(quán)函數(shù)為 f1（x）；第二灰類“良”，其白化權(quán)函數(shù)為 f2（x）；第三灰類“中”，其白化權(quán)函數(shù)為 f3（x）；第四灰類“低”，其白化權(quán)函數(shù)為 f4（x）；第五灰類“差”，其白化權(quán)函數(shù)為 f5（x）。

（5）計算灰色評價系數(shù)。對于評價指標(biāo)u111，受評者屬于第一灰類的灰色評價系數(shù)為：u1111=f1（0）+f1（0）+f1（0）+f1（2）=0/9+0/9+0/9+0/9+2/9=0.2222，其它略。

（6）計算灰色評價權(quán)向量及權(quán)矩陣。所有評價者就評價指標(biāo)u111，主張受評者屬各灰類的灰色評價權(quán)向量為：r111=（0.0399,0.0513,0.0718,0.1196,0.7175），其它略。

得到u11所屬指標(biāo)對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R11（同理可得到 R12～R34）：

R11=[0.0399,0.0513,0.0718,0.1196,0.7175]

（7）多層灰色綜合評價。對受評者的u11作綜合評價，其評價結(jié)果可記為B11：

B11=A11·R11=(0.0399,0.0513,0.0718,0.1199,0.7175)

B1=A1·R1=（0.1158，0.1489，0.2018，0.2420，0.2914）

對U作綜合評價，由ui的綜合評價結(jié)果Bi，得受評者的U所屬指標(biāo)ui對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R，U綜合評價結(jié)果記為B,則有：

B=A·R=（0.3693,0.3349,0.2014,0.5693,0.0374）

（8）計算綜合評價值。按前述方法，得各種評價灰類等級值化向量C=[10864 2]，于是可以得到該縣城鎮(zhèn)防災(zāi)避難能力的綜合評價值：

W=B·CT=7.8841

該縣城鎮(zhèn)防災(zāi)避難能力屬于“良”灰類，對其評價結(jié)果專家較贊同。

［1］初建宇,劉嘉娜,王麗蕓,等.圖說村鎮(zhèn)災(zāi)害與防災(zāi)避難[M].北京:知識產(chǎn)權(quán)出版社,2014.

［2］蘇幼坡,王興國.城鎮(zhèn)防災(zāi)避難場所規(guī)劃設(shè)計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

［3］劉思峰,楊英杰,吳利豐,等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].7 版.北京:科學(xué)出版社,2014.

［4］胡笙煌.主觀指標(biāo)評價的多層次灰色評價法[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,1996(1):12-20.

［5］駱正清,楊善林.層次分析法中幾種標(biāo)度的比較[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2004(9):51-60.