基于區(qū)間直覺模糊和DEMATEL 的應(yīng)急管理中關(guān)鍵因素選取方法

劉同超

（許昌學(xué)院 商學(xué)院，河南 許昌 461000）

1 引言

近年來，全球范圍內(nèi)的突發(fā)事件頻發(fā)并具有較高的復(fù)雜度，存在著預(yù)測困難、應(yīng)急管理經(jīng)驗不足等問題[1]，應(yīng)急管理已成為目前國內(nèi)外研究的熱點問題。由于突發(fā)事件應(yīng)急管理涉及到的因素眾多，因此在眾多因素中識別出關(guān)鍵因素和重要因素對于突發(fā)事件應(yīng)急管理具有十分重要的意義。

決策實驗室分析法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL）能夠分析出系統(tǒng)內(nèi)部眾多要素的相互關(guān)系，并將眾因素形成因果結(jié)構(gòu)圖，對于識別系統(tǒng)中關(guān)鍵因素和重要因素十分有效[2]。DEMATEL目前應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，岳文玉[3]運用DEMATEL方法對學(xué)術(shù)信息資源云存儲安全影響因素進行分析，得出主要影響因素，有利于解決學(xué)術(shù)信息資源云存儲安全中的主要困難，對于信息存儲安全發(fā)展有著重要意義。Zhang等[4]運用DEMATEL方法解決證據(jù)推理過程中的沖突問題，對于各個證據(jù)進行加權(quán)處理，有效解決了證據(jù)推理中的沖突問題并提高了計算效率。

但是，由于DEMATEL方法具有很強的擴展性，所以DEMATEL經(jīng)常與各種方法結(jié)合使用。張涑賢[5]將DEMATEL與ISM兩種方法進行集成，對建筑供應(yīng)鏈低碳化的影響因素進行分析，得出建筑供應(yīng)鏈低碳化的主要阻礙因素，從而為加快建筑供應(yīng)鏈低碳化進程提供管理對策。Lin等[6]將模糊理論與DEMATEL方法相結(jié)合，對供應(yīng)鏈可持續(xù)發(fā)展中存在的復(fù)雜因素關(guān)系進行分析，提取關(guān)鍵影響因素，提高了供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量。丁瑩瑩等[7]運用Grey-DEMATEL對產(chǎn)業(yè)升級過程中所存在的問題進行分析，提取關(guān)鍵影響因素，分析了產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展中的制約因素，為產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展提供了管理對策。

由于DEMATEL方法的數(shù)據(jù)來源主要是專家經(jīng)驗，最初要求專家給出的數(shù)據(jù)都是一個精確數(shù)，并沒有充分考慮到專家給出精確數(shù)據(jù)的困難度，而且精確數(shù)并不能充分體現(xiàn)出專家的經(jīng)驗。雖然DEMATEL方法和其他方法的結(jié)合能夠在一定程度上彌補DEMATEL方法數(shù)據(jù)來源的缺陷，但并未考慮專家決策過程中的模糊和不確定心理。隨著決策方法的發(fā)展進步，區(qū)間直覺模糊理論能夠有效地體現(xiàn)出專家決策時的模糊性和不確定性。區(qū)間直覺模糊集的概念是由Atanassov等[8]提出來的。Atanassov[9]對區(qū)間直覺模糊集的基本運算法則進行了定義。XU等[10-13]引入了各種集成算子對區(qū)間直覺模糊數(shù)進行討論。徐澤水[14]則指出區(qū)間直覺模糊理論可以在管理決策中進行運用，并通過算例證明了該方法的有效性。

基于上述分析，本文為解決應(yīng)急管理中關(guān)鍵節(jié)點識別問題，提出將區(qū)間直覺模糊理論引入到DEMATEL方法中，有效彌補現(xiàn)存方法的不足，給出詳細計算步驟，最后通過實例驗證了所提方法的有效性和實用性。

2 預(yù)備知識

2.1 區(qū)間直覺模糊理論

定義1[8]假設(shè)X是非空集合，區(qū)間[0,1]上所有的閉子集的集合用來表示。集合X上所有的區(qū)間直覺模糊集用A表示。

2.2 DEMATEL方法

DEMATEL方法是在1972年由美國專家提出的用來解決復(fù)雜問題的一種方法，運用圖論和矩陣論兩種理論分析系統(tǒng)內(nèi)部各影響因素的相互關(guān)系。首先將系統(tǒng)內(nèi)的各種影響因素通過結(jié)構(gòu)圖來表示，其次將結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)化為直接影響矩陣，最后對直接影響矩陣進行計算得出各因素間的影響度和被影響度，從而得出各個影響因素的原因度和中心度[15]。依據(jù)各個影響因素的原因度和中心度，能夠選出系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素，進而可以對系統(tǒng)進行有效地調(diào)整和維護。DEMATEL方法的具體計算步驟如下：

步驟1 確定研究系統(tǒng)的所有影響因素，假設(shè)為f1,f2, ,fn;

步驟2 通過專家打分的方法對各個不同影響因素間的相互關(guān)系設(shè)定對應(yīng)的數(shù)值。相應(yīng)的直接影響矩陣可以表示為

當(dāng) i=j，時dij=0。

步驟3 對直接影響矩陣D進行規(guī)范化，進而得出規(guī)范化后的矩陣

其中矩陣I為單位矩陣。

步驟5 計算系統(tǒng)內(nèi)各個影響因素的影響程度和被影響程度。

對矩陣T的某一行相加是該行對應(yīng)影響因素的影響程度，對矩陣T的某一列相加是該列對應(yīng)影響因素的被影響程度。影響程度ki和被影響程度li的計算公式分別如下：

步驟6 計算系統(tǒng)內(nèi)各個影響因素的中心度和原因度。

系統(tǒng)內(nèi)各個因素的中心度是由其影響程度加上其被影響程度所得，系統(tǒng)內(nèi)各個因素的原因度是由其影響程度減去其被影響程度所得。中心度mi和原因度ni的計算公式分別如下：

步驟7 對系統(tǒng)內(nèi)影響因素的中心度和原因度進行分析，選擇出關(guān)鍵影響因素，進而對系統(tǒng)進行管理和維護。

3 基于區(qū)間直覺模糊集和DEMATEL的關(guān)鍵因素選擇方法

3.1 方法思路

針對應(yīng)急管理中關(guān)鍵因素選擇問題，利用區(qū)間直覺模糊集和DEMATEL提出一種新的方法，主要思路如下：

首先，運用DEMATEL方法確定系統(tǒng)內(nèi)的各種影響因素 f1,f2,...,fn，然后運用區(qū)間直覺模糊理論的知識對系統(tǒng)內(nèi)的各種影響因素之間的關(guān)系進行賦值，構(gòu)建區(qū)間直覺模糊矩陣

其中：

再次，對矩陣P進行規(guī)范化，規(guī)范化的矩陣為

其中：

然后，將直接矩陣P轉(zhuǎn)化為綜合矩陣計算方法如下：

其中矩陣I為單位矩陣。

然后，計算系統(tǒng)內(nèi)各個影響因素的中心度mi和原因度ni。計算公式分別如下：

其中：

最后，根據(jù)中心度mi和原因度ni的大小，繪制DEMATEL坐標(biāo)圖，根據(jù)實際情況選擇系統(tǒng)關(guān)鍵因素。

3.2 方法步驟

綜上，針對應(yīng)急管理中關(guān)鍵因素選擇問題，基于區(qū)間直覺模糊理論和DEMATEL分析方法的計算步驟如下：

步驟5 依據(jù)式（19）、（20）計算中心度mi和原因度ni；

步驟6 依據(jù)DEMATEL坐標(biāo)圖，根據(jù)實際情況選擇系統(tǒng)關(guān)鍵因素。

4 算例計算與分析

根據(jù)現(xiàn)有文獻綜述[16-19]，本文選取應(yīng)急管理中的10個影響因素，具體見表1。依據(jù)基于區(qū)間直覺模糊理論和DEMATEL的關(guān)鍵因素選擇方法，考慮專家意見構(gòu)建初始區(qū)間直覺模糊矩陣具體見表2；依據(jù)式（16）構(gòu)建初始標(biāo)準(zhǔn)矩陣，具體見表3；依據(jù)式（17）構(gòu)建規(guī)范化的矩陣，具體見表4；依據(jù)式（18）構(gòu)建綜合矩陣，具體見表5；依據(jù)式（19）、（20）計算中心度和原因度，具體見表6；根據(jù)中心度和原因度建立DEMATEL圖，具體如圖1所示。

表1 應(yīng)急管理中的影響因素

根據(jù)中心度從表6和圖1不難發(fā)現(xiàn)，應(yīng)急管理10個指標(biāo)中，對應(yīng)急管理水平影響最大的是受災(zāi)人員的轉(zhuǎn)移和救治，其次是有效的信息傳遞，其他指標(biāo)相對影響較小。這說明提高應(yīng)急管理水平的主導(dǎo)因素是受災(zāi)人員的轉(zhuǎn)移和救治與有效的信息傳遞。

由表6和圖1可知，應(yīng)急管理中10個指標(biāo)有5個指標(biāo)是原因性指標(biāo)，分別是合理的組織結(jié)構(gòu)和清晰的責(zé)任認(rèn)定、定期組織模擬災(zāi)難演習(xí)、政府的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)、有效的信息傳遞、現(xiàn)代物流技術(shù)的運用，其余5個指標(biāo)為結(jié)果型影響因素。這說明提高應(yīng)急管理，要從合理的組織結(jié)構(gòu)和清晰的責(zé)任認(rèn)定、定期組織模擬災(zāi)難演習(xí)、政府的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)、有效的信息傳遞、現(xiàn)代物流技術(shù)的運用這5個原因性指標(biāo)入手。

表2 初始區(qū)間直覺模糊矩陣

表3 初始標(biāo)準(zhǔn)矩陣

表4 規(guī)范化矩陣

表5 綜合矩陣

5 結(jié)論

本文對現(xiàn)有的對應(yīng)急管理中關(guān)鍵節(jié)點選擇問題進行研究，針對現(xiàn)有研究方法的不足，提出一種基于區(qū)間直覺模糊決策與DEMATEL相結(jié)合的方法。此方法思路明了，且實用性和操作性較強，可以有效地解決應(yīng)急管理中關(guān)鍵節(jié)點選擇問題，實際的應(yīng)用范圍較為廣泛。與其他方法相比，增加了專家決策時的模糊性和不確定性，更加符合決策者的決策心理和經(jīng)驗，更加符合實際情況。

表6 中心度和原因度

圖1 因果關(guān)系圖