模糊綜合評價法在艦船風(fēng)險(xiǎn)評價中的應(yīng)用*

劉海洋　單春暉　劉文超

(1.海軍航空工程學(xué)院研究生管理大隊(duì)　煙臺　264001)(2.71770部隊(duì)　泰安　271000)

?

模糊綜合評價法在艦船風(fēng)險(xiǎn)評價中的應(yīng)用*

劉海洋1單春暉2劉文超1

(1.海軍航空工程學(xué)院研究生管理大隊(duì)煙臺264001)(2.71770部隊(duì)泰安271000)

艦船系統(tǒng)復(fù)雜，內(nèi)外部環(huán)境多樣，影響其安全的因素很多，其安全性受到廣泛關(guān)注。論文根據(jù)系統(tǒng)工程的理論，從人員、設(shè)備、環(huán)境、管理四個方面構(gòu)建艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系，并細(xì)化為20個二級指標(biāo)。使用模糊綜合評價法對某型艦船進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價，確定艦船安全等級，查找導(dǎo)致艦船風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，以預(yù)防和減少艦船事故的發(fā)生。

艦船; 風(fēng)險(xiǎn)評價; 指標(biāo)體系; 模糊綜合評價

Class NumberTP391

1　引言

艦船具有系統(tǒng)復(fù)雜、裝備眾多、人員密集、危險(xiǎn)品集中、各項(xiàng)作業(yè)流程危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)，這就決定了影響艦船安全因素非常繁多，范圍非常廣。隨著人們對其重要性認(rèn)識的不斷深入，艦船安全受到廣泛關(guān)注。

2　艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系的建立

艦船風(fēng)險(xiǎn)評價是通過對可能引起艦船危險(xiǎn)的各個因素進(jìn)行系統(tǒng)分析、篩選，確定能夠反映風(fēng)險(xiǎn)水平的關(guān)鍵性因素，建立風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系，借助定性或定量的模型對各指標(biāo)進(jìn)行評判，獲得能夠反映艦船總體風(fēng)險(xiǎn)水平的風(fēng)險(xiǎn)值，并以此為艦船安全管理提供決策支持[1]。根據(jù)系統(tǒng)工程理論，艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系的建立一般從人員、設(shè)備、環(huán)境與管理四個要素來考慮。

2.1人員因素

在系統(tǒng)安全中涉及人的因素問題時，采用術(shù)語“人失誤”。人失誤是指人的行為的結(jié)果偏離了預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)。人失誤可能造成能量或危險(xiǎn)物質(zhì)的意外釋放，從而造成危險(xiǎn)[2]。人員因素主要包括艦員的敬業(yè)程度、健康狀況、業(yè)務(wù)水平、心理狀態(tài)、新艦員比例等，這些因素都可能給艦船安全帶來隱患。

2.2設(shè)備因素

物的因素問題可以概括為物的故障。故障是指由于性能低下不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的現(xiàn)象，物的不安全狀態(tài)也可以看作是一種故障狀態(tài)。物的故障可能直接使約束、限制能量或危險(xiǎn)物質(zhì)的措施失效而發(fā)生事故。艦船設(shè)備因素主要包括艦型、艦齡、艦體結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備、航行操縱設(shè)備、艦船液體與氣體管系、應(yīng)急與救生設(shè)備、火工品等[3]。

2.3環(huán)境因素

艦船是一個相對獨(dú)立的海上移動場所，影響其安全的環(huán)境因素比較復(fù)雜[4]。大量的海難事實(shí)表明，惡劣環(huán)境是造成艦船事故的重要因素。環(huán)境因素大體上可以分為艦船航行環(huán)境與自然環(huán)境。航行環(huán)境一般包括航行海區(qū)交通流、艦船密度、海上敵情等。自然環(huán)境主要包括狹水道、航道、氣象條件等，具體包括航道寬度、水深及風(fēng)、流、浪、能見度等[5]。

2.4管理因素

因管理主體不同而存在不同的管理因素，艦船的管理水平表現(xiàn)在很多方面，高效的管理有助于艦船安全的航行，艦船的管理因素主要包括組織機(jī)構(gòu)、管理制度、應(yīng)急預(yù)案等[6]。

風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系是決定評價效果的關(guān)鍵，根據(jù)上述分析，篩選出對艦船安全影響較大的20個因素，由此得到艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系如圖1。

圖1　艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系

3　基于模糊綜合評價的艦船風(fēng)險(xiǎn)評價

3.1建立評價指標(biāo)的因素集

綜合評價指標(biāo)因素集U是影響評價對象的各個因素所組成的集合，即U={U1，U2，U3，U4}={人員因素，設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素}，每個因素再向下劃分，最終細(xì)化為20個因素集。

3.2建立評價集并確定權(quán)重

評價集是由評價對象可能做出的評價結(jié)果組成的集合，可以表示為V={V1，V2，V3，V4，V5}，V1為安全，V2為較安全，V3為一般，V4為危險(xiǎn)，V5為很危險(xiǎn)[7]。

評價因素的權(quán)重大小表明各因素在因素集合中的重要程度。權(quán)重的確定通常有三種方法，即德爾菲法、熵值法和層次分析法，這里采用層次分析法來獲取各指標(biāo)權(quán)重[8]。目標(biāo)層為第一層，即艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系。準(zhǔn)則層為第二層，即人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素和管理因素，指標(biāo)層為第三層，是評價系統(tǒng)安全的具體指標(biāo)或參量，是各個子系統(tǒng)的影響因素。準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重和指標(biāo)層指標(biāo)權(quán)重通過構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣來確定[9]，表1給出了準(zhǔn)則層兩個指標(biāo)比較標(biāo)度取值。

表1　準(zhǔn)則層兩個指標(biāo)比較標(biāo)度取值

由表1，可以得到判斷矩陣為

采用和積法計(jì)算權(quán)重向量，對A按列規(guī)范化得到下列矩陣。

按行相加求得和向量，再進(jìn)行歸一化處理得到準(zhǔn)則層各指標(biāo)的權(quán)重值。

從權(quán)重值可以看出，設(shè)備因素是影響艦船安全的主要因素，在艦船安全管理中必須加以重視。

同理，求出各指標(biāo)層的比較矩陣和權(quán)重分配集合Ai。

采用和積法，計(jì)算指標(biāo)層的各權(quán)重分配集合為

A2={0.1320.0580.0280.2960.058

0.2960.132}

3.3建立評價矩陣

以某型艦船為例，請專家對各子因素狀況進(jìn)行投票，建立各子因素的評分等級，表2～表5分別給出了各因素的評價表。

表2　人員因素評價表

表3　設(shè)備因素評價表

表4　環(huán)境因素評價表

表5　管理因素評價表

由表2～表5，可以得到指標(biāo)層各因素的評價矩陣Ri。

3.4得出各因素評價結(jié)果

得到指標(biāo)層各因素評價矩陣后，根據(jù)Bi=Ai°Ri，通過歸一化處理后，可以得到各因素綜合評價結(jié)果[10]。

從指標(biāo)層各因素的評價結(jié)果可知，根據(jù)最大隸屬度原則：人員因素最終評價結(jié)果為

安全狀態(tài)等級為安全；設(shè)備因素最終評價結(jié)果為

安全狀態(tài)等級為較安全；環(huán)境因素最終評價結(jié)果為

安全狀態(tài)等級為較安全；管理因素最終評價結(jié)果為

安全狀態(tài)等級為較安全。

3.5綜合評價

4　結(jié)語

本文分析了影響艦船風(fēng)險(xiǎn)的因素，構(gòu)建了艦船風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系，并運(yùn)用了模糊綜合評價法進(jìn)行艦船風(fēng)險(xiǎn)評價，其計(jì)算過程簡單，并且對多因素、多層次的復(fù)雜問題具有良好的評價效果，但其在隸屬度和權(quán)重的確定過程中有較大的主觀性，而且不能解決評價因素間的相關(guān)性所造成的評價信息重復(fù)的問題。

[1] 鮑君忠,劉正江,黃通涵.船舶風(fēng)險(xiǎn)評價模型[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào),2010,(36)11:11-13.

[2] 劉鐵民,張興凱,劉功智.安全評價方法應(yīng)用指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005：85-96.

[3] 李祥茂,唐文勇,張圣帥.基于風(fēng)險(xiǎn)的艦船火災(zāi)爆炸評估方法研究[J].艦船科學(xué)技術(shù),2008,6(30):101-106.

[4] 賈佳.艦船火災(zāi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].船舶,2009,10:1-4.

[5] 張光輝,浦金云,周瑞.艦艇艙室火災(zāi)危險(xiǎn)源的分析和辨識[J].海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào),2014,4(26):104-107.

[6] 劉正江.船舶安全管理[M].大連:大連海事大學(xué)出版社,2011：151-164.

[7] 俎秀花,孟常勝,王濤.模糊綜合評價法在船舶機(jī)艙綜合評價中的應(yīng)用[J].南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,(8)12:49-52.

[8] 鄧瓊.安全系統(tǒng)工程[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2009：125-133.

[9] 楊綸標(biāo),高英儀,凌衛(wèi)新.模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2011：16-30.

[10] 杜棟，龐慶華，吳炎.現(xiàn)代綜合評價方法與案例精選(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008：34-40.

Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation in Warship Risk Evaluation

LIU Haiyang1SHAN Chunhui2LIU Wenchao1

(1.Graduate Students’ Brigade, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai264001)(2.No.71770 Troops of PLA, Taian271000)

There are lots of factors affecting the safety of warship because of complex system and internal and external environment of warship. The safety of the warship attracts wide attention. Based on theory of systems engineering, this paper sets up assessment index system of the warship from personnel, equipment, environment and management, and divides into 20 secondary factors. This paper researches risk evaluation of a type warship by using fuzzy comprehensive evaluation, determines security levels of the warship, finds out the key point of the warship safety, prevents the warship accidents.

warship, risk evaluation, target system, fuzzy comprehensive evaluation

2016年4月10日,

2016年5月13日

劉海洋，男，碩士研究生，研究方向：裝備安全管理。單春暉，男，碩士，研究方向：裝備綜合保障。劉文超，男，碩士研究生，研究方向：裝備安全管理。

TP391

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.10.029