人工影響天氣作業(yè)站安全分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究

羅俊頡，賀文彬，劉映寧，趙志強(qiáng)，張小培

(1.陜西省人工影響天氣辦公室，西安 710014;2.陜西省氣象局，西安 710014; 3.中國(guó)氣象局應(yīng)急減災(zāi)與公共服務(wù)司，北京 100081)

近年來(lái)，人工影響天氣(以下簡(jiǎn)稱人影)工作已經(jīng)成為防災(zāi)減災(zāi)和保障糧食、生態(tài)、水資源安全的重要手段，也為保障重大活動(dòng)順利開(kāi)展做出積極貢獻(xiàn)。隨著人影事業(yè)的快速發(fā)展及其帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不斷顯現(xiàn)，人影活動(dòng)從應(yīng)急保障任務(wù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)化服務(wù)。人影工作外場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，人員和裝備流動(dòng)性大，安全生產(chǎn)是影響人影事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)充分結(jié)合人影工作實(shí)際，系統(tǒng)、全面開(kāi)展人影安全管理研究。中國(guó)氣象局《人工影響天氣安全管理行動(dòng)計(jì)劃(2016—2017年)》中，明確提出要提升作業(yè)科學(xué)水平和安全水平，對(duì)全部固定和流動(dòng)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行安全等級(jí)評(píng)定，推動(dòng)建立綜合安全監(jiān)管機(jī)制。國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家在政府應(yīng)急能力評(píng)價(jià)方法方面做了很多探索和研究，韓傳峰等[1]對(duì)政府突發(fā)事件應(yīng)急能力進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)用了層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方法。氣象領(lǐng)域相關(guān)評(píng)價(jià)研究中，郭潔等[2]從理論、技術(shù)和方法應(yīng)用的角度介紹了敏感性行業(yè)氣象服務(wù)效益評(píng)估研究與業(yè)務(wù)進(jìn)展，閆敏慧等[3]在氣象服務(wù)評(píng)價(jià)體系中用層次分析法確定氣象服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，陳家金等[4]用AHP方法構(gòu)建了影響福建農(nóng)業(yè)的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，羅慧等[5]應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)和擬合方法定量分析公眾對(duì)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注程度，羅慧等[6]應(yīng)用AHP/BCG組合分析方法評(píng)估2008年北京奧運(yùn)氣象服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，曾金全等[7]利用綜合評(píng)價(jià)算法建立了雷電災(zāi)害易損度區(qū)劃，馬清云等[8]采用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估登陸臺(tái)風(fēng)災(zāi)害影響。但是，目前在日常人影作業(yè)站點(diǎn)管理中還沒(méi)有較完善安全生產(chǎn)能力量化評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，本文從以上問(wèn)題和困難出發(fā)，探索適合人影作業(yè)站安全生產(chǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和方法，并在實(shí)踐中予以驗(yàn)證。

1 人影作業(yè)站安全管理特點(diǎn)和AHP-FCE法簡(jiǎn)介

1.1 人影作業(yè)站安全管理特點(diǎn)

一是涉及環(huán)節(jié)多樣。人影作業(yè)安全包括環(huán)境、裝備、彈藥、人員、管理等多個(gè)環(huán)節(jié)，隨著地方需求不同，各地對(duì)各環(huán)節(jié)側(cè)重和投入重點(diǎn)存在差異。二是多個(gè)指標(biāo)相互影響。諸如：完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工作環(huán)境是保障人影作業(yè)安全的重要基礎(chǔ)，性能穩(wěn)定的作業(yè)裝備和質(zhì)量可靠的彈藥是基本條件，過(guò)硬的業(yè)務(wù)素質(zhì)和穩(wěn)定的作業(yè)隊(duì)伍是基本保障，完善的流程和嚴(yán)格的監(jiān)管是堅(jiān)強(qiáng)后盾。三是指標(biāo)量化相對(duì)模糊。多個(gè)指標(biāo)就其關(guān)系隨著環(huán)境和時(shí)間變化而變化，先前制定的站點(diǎn)考核標(biāo)準(zhǔn)隨著社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)條件改善，容易產(chǎn)生建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)滯后或指標(biāo)落后情況。因此，人影作業(yè)安全管理指標(biāo)眾多且它們之間存在層次性，必須進(jìn)行多指標(biāo)的分級(jí)，建立指標(biāo)分級(jí)體系，以確保評(píng)價(jià)模型的科學(xué)性和可行性。

1.2 AHP-FCE法簡(jiǎn)介

1.2.1 AHP-FCE特點(diǎn) 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法(簡(jiǎn)稱AHP-FCE法)是層次分析法(analytic hierarchy process，簡(jiǎn)稱AHP法)與模糊綜合評(píng)價(jià)法(fuzzy comprehensive evaluation，簡(jiǎn)稱FCE)的組合[9]。FCE法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)的方法，能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題, 適合解決各種非確定性問(wèn)題。FCE計(jì)算的前提條件之一是確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，一般情況下由決策者直接指定，但對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題直接給出各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重比較困難, 而這個(gè)問(wèn)題正是AHP所擅長(zhǎng)的。利用該法開(kāi)展人影作業(yè)安全分級(jí)評(píng)價(jià)分析研究，首先分析歸類人影安全生產(chǎn)中相互聯(lián)系的有序?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，利用數(shù)學(xué)方法反映同一層次因素相對(duì)重要性次序權(quán)重，根據(jù)人影工作實(shí)際把專家意見(jiàn)和分析者的客觀判斷有效銜接，最后得出總的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.2.2 AHP-FCE綜合評(píng)價(jià)流程 AHP-FCE綜合評(píng)價(jià)流程分為7步：

①確定評(píng)價(jià)目標(biāo)；②對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行分解, 形成準(zhǔn)則及評(píng)價(jià)指標(biāo)，并最終構(gòu)造層次模型；③使用這個(gè)層次模型生成AHP調(diào)查問(wèn)卷, 邀請(qǐng)專家參與調(diào)查；④收集專家AHP調(diào)查問(wèn)卷, 得到各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的排序權(quán)重；⑤以層次模型的評(píng)價(jià)要素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，生成FCE問(wèn)卷；⑥根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象，尋找專家/評(píng)測(cè)人填寫(xiě)FCE問(wèn)卷；⑦收集FCE問(wèn)卷，根據(jù)專家數(shù)據(jù)及AHP獲得的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)排序權(quán)重(作為FCE的權(quán)向量)，計(jì)算得到評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

其中第1～4步為AHP過(guò)程,第5～7步是FCE 過(guò)程。

1.2.3 權(quán)重計(jì)算及檢驗(yàn)方法

(1)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

利用矩陣法[11]，對(duì)每一層次中各因素的重要性做兩兩比較，由此形成判斷矩陣：

A=(aij)n×naij>0；

(1)

因?yàn)閍ji=1/aij(i,j=1,2, …,n)，所以A是n階正互反矩陣。

計(jì)算權(quán)重系數(shù)的方法有和積法、方根法[11]等。其中，和積法計(jì)算步驟如下：將判斷矩陣的每一列元素做歸一化處理：

(2)

將歸一化的判斷矩陣按行相加，

(3)

(4)

所得的w=(w1，w2，…，wn)T即為所求得特征向量，亦即判斷矩陣權(quán)重系數(shù)。

(2)一致性檢驗(yàn)

定義層次單排序一致性指標(biāo)IC=(λmax-n)/(n-1)，其中，λmax為最大特征值。

(5)

引入一致性比率指標(biāo)[12]：RC=IC/IR，IR為層次單排序隨機(jī)一致性指標(biāo)。

設(shè)B層B1,B2，…，Bn對(duì)上層(A層)中因素Aj(j=1,2，…，m)的層次單排序一致性指標(biāo)為ICj，隨機(jī)一致性指標(biāo)為IRj，則層次總排序的一致性比率為：

RC=(a1IC1+a2IC2+…+amICm)/
(a1IR1+a2IR2+…+amIRm)。

(6)

當(dāng)RC<0.1 時(shí)，認(rèn)為層次總排序通過(guò)一致性檢驗(yàn)。層次總排序具有滿意的一致性，否則需要重新調(diào)整那些一致性比率高的判斷矩陣的元素取值。

2 人影作業(yè)站安全分級(jí)管理實(shí)例分析

結(jié)合以上方法和人影作業(yè)站安全評(píng)價(jià)需求，以陜西省某縣人影作業(yè)站為例，應(yīng)用AHP-FCE法對(duì)其安全等級(jí)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

2.1 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

根據(jù)人影作業(yè)站安全管理要求，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、專家咨詢等形式，確定以人影作業(yè)站安全管理能力為評(píng)價(jià)目標(biāo)，將人影作業(yè)站點(diǎn)管理環(huán)節(jié)中站場(chǎng)環(huán)境、裝備性能、彈藥儲(chǔ)運(yùn)、人員和信息等5個(gè)要素作為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，共提出32個(gè)相對(duì)獨(dú)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)(見(jiàn)圖1)。

圖1 人影作業(yè)安全管理指標(biāo)體系層次圖

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

利用1.2.2方法和1.2.3計(jì)算步驟，以環(huán)境安全管理B1為例：

準(zhǔn)則層環(huán)境安全管理B1對(duì)應(yīng)選擇指標(biāo)有供電B11、土建設(shè)施B12、交通設(shè)施B13、射擊平臺(tái)B14、防雷工程B15、通信設(shè)施B16、選址條件B17等7個(gè)指標(biāo)，根據(jù)各因素的重要性做兩兩比較建立判斷矩陣，判斷矩陣A的元素aij用santy[10]的1～9標(biāo)度方法給出，并作列向量歸一化處理：

將歸一化的判斷矩陣按行相加，得到特征向量：

進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，根據(jù)式(5)求最大特征根λmax=7.05，然后計(jì)算一致性指標(biāo)IC=0.0009；因n=7，查表1得出隨機(jī)一致性指標(biāo)IR=1.32。

表1 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)[11]

RC=0.009/1.32=0.006<0.01，可以接受一致性和權(quán)重的合理性。

利用以上步驟，得出表2中指標(biāo)層WB2、WB3、WB4和WB5二級(jí)權(quán)重，通過(guò)一致性檢驗(yàn)，結(jié)果可接受；再利用類似步驟，得出準(zhǔn)則層一級(jí)指標(biāo)權(quán)重，經(jīng)檢驗(yàn)結(jié)果均可接受。

根據(jù)準(zhǔn)則層和指標(biāo)層權(quán)重乘積，計(jì)算各指標(biāo)層總權(quán)重(見(jiàn)表2)。

2.3 建立評(píng)價(jià)集和模糊隸屬度矩陣

將人影作業(yè)站安全管理能力評(píng)價(jià)集分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和無(wú)級(jí)別四個(gè)等級(jí)。組織屬地政府辦公、公安、法治、人武和各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)，以及人影作業(yè)安全檢查組等10人成立專家組，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，受訪人依據(jù)評(píng)價(jià)集對(duì)32個(gè)指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)，根據(jù)其頻率統(tǒng)計(jì)得出隸屬估計(jì)值，建立模糊隸屬度矩陣Ri=(rikj)n×m(見(jiàn)表2)。

2.4 綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)前面對(duì)各層指標(biāo)評(píng)價(jià)得到的模糊關(guān)系評(píng)價(jià)矩陣，可以得到其模糊評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型。其中：一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)為

同理得出Y2，Y3，Y4，形成模糊判斷矩陣R。

二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)為

2.5 人影作業(yè)站安全等級(jí)分析

利用最大隸屬原則，選取最大值0.333 3作為評(píng)價(jià)結(jié)果，可以認(rèn)為該人影作業(yè)站安全等級(jí)為“Ⅱ”級(jí)。從結(jié)果來(lái)看，對(duì)人影作業(yè)站安全管理能力影響最大的指標(biāo)是作業(yè)環(huán)境安全管理，其次是作業(yè)人員安全管理、作業(yè)裝備和作業(yè)彈藥安全管理，該作業(yè)站在以上指標(biāo)評(píng)價(jià)中作業(yè)裝備和作業(yè)人員管理“Ⅱ”級(jí)得分大于其它等級(jí)的得分，結(jié)果反映了該指標(biāo)所表征的該作業(yè)站人影安全管理能力處于良好水平。

進(jìn)一步分析顯示，該作業(yè)站環(huán)境安全和信息安全管理對(duì)應(yīng)等級(jí)是“Ⅰ”級(jí)，說(shuō)明該作業(yè)站在站場(chǎng)環(huán)境選擇及硬件設(shè)施建設(shè)條件還是不錯(cuò)的，制度建設(shè)、安全檢查、空域制度執(zhí)行和科學(xué)指揮等信息安全管理的主要方面工作到位，符合標(biāo)準(zhǔn)。但是，該站彈藥安全管理能力對(duì)應(yīng)等級(jí)是“Ⅲ”級(jí)。其中，作業(yè)彈藥存儲(chǔ)條件、日常管理和監(jiān)控手段二級(jí)指標(biāo)相對(duì)薄弱，提升空間較大，人影安全生產(chǎn)可優(yōu)先提高這3項(xiàng)能力。

總之，該站在人影安全管理能力建設(shè)中，還應(yīng)進(jìn)一步提高人影安全管理水平，特別要加強(qiáng)作業(yè)彈藥存儲(chǔ)、監(jiān)控等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)彈藥供應(yīng)能力，重視彈藥出入庫(kù)記錄完整等細(xì)節(jié)。另外，還要在作業(yè)裝備日常管理和定期維護(hù)方面進(jìn)一步努力，在作業(yè)安全公告、事后評(píng)估等信息安全方面還有提升空間。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)運(yùn)用AHP-FCE方法開(kāi)展人影作業(yè)站安全等級(jí)評(píng)價(jià)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)內(nèi)人影作業(yè)執(zhí)行單位安全生產(chǎn)能力的分級(jí)管理，進(jìn)而找出在人影安全生產(chǎn)工作中的薄弱環(huán)節(jié)，為提高人影安全管理水平提供依據(jù)。

(2)所建立的人影作業(yè)站安全生產(chǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)較全面的包含了人影安全生產(chǎn)主要內(nèi)容，能夠辨識(shí)其中存在的安全隱患，有利于決策部門(mén)全面掌握轄區(qū)內(nèi)人影作業(yè)站安全管理水平，有利于防止人影安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

(3)該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)于人影作業(yè)站安全生產(chǎn)分級(jí)管理評(píng)價(jià)問(wèn)題，具有科學(xué)、簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

表2陜西省某人影作業(yè)站安全管理能力分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層一級(jí)指標(biāo)Bi一級(jí)權(quán)重二級(jí)指標(biāo)Bik二級(jí)權(quán)重總權(quán)重評(píng)價(jià)值rikjⅠⅡⅢ無(wú)人 影 作 業(yè) 站 安 全 管 理 能 力環(huán)境安全管理B10.25裝備安全管理B20.18彈藥安全管理B30.18人員安全管理B40.23信息安全管理B50.16供電條件B110.050.012 50.20.30.30.2土建設(shè)施B120.160.040 00.10.50.30.1交通設(shè)施B130.050.012 50.00.30.60.1射擊平臺(tái)B140.210.052 50.40.40.20.0防雷工程B150.090.022 50.20.40.40.0通信設(shè)施B160.090.022 50.10.60.30.0選址條件B170.360.090 00.80.20.00.0基本情況B210.120.021 60.20.30.20.3日常保養(yǎng)B220.200.036 00.20.20.40.2定期維護(hù)B230.140.025 20.20.30.40.1性能指標(biāo)B240.200.036 00.10.40.20.3儲(chǔ)存條件B250.140.025 20.20.30.30.2監(jiān)控手段B260.200.036 00.10.40.30.2硬件設(shè)施B310.200.036 00.20.30.30.2存儲(chǔ)條件B320.200.036 00.20.30.40.1日常管理B330.140.025 20.20.30.40.1監(jiān)控手段B340.200.036 00.20.30.40.1運(yùn)輸條件B350.120.021 60.20.40.30.1彈藥供應(yīng)B360.140.025 20.10.30.40.2基本條件B410.100.023 00.20.40.30.1職責(zé)分工B420.140.032 20.30.50.20.0應(yīng)急處置B430.180.041 40.30.40.20.1勞動(dòng)保障B440.100.023 00.50.30.20.0崗位培訓(xùn)B450.180.041 40.30.40.20.1技能考核B460.180.041 40.30.40.30.0考 勤B470.120.027 60.30.50.20.0制度建設(shè)B510.140.022 40.50.30.20.0安全檢查B520.180.028 80.60.30.10.0空域執(zhí)行B530.180.028 80.50.30.20.0信息收集B540.120.019 20.30.40.30.0科學(xué)指揮B550.180.028 80.40.40.20.0事后評(píng)估B560.100.016 00.40.50.10.0安全公告B570.100.016 00.20.30.30.2