論船舶滅火的非確定型決策問題研究

作者簡(jiǎn)介：

景華（1976- ），男，漢族，江蘇丹陽人，碩士研究生，講師，研究方向：航海技術(shù)。

摘要：

船舶火災(zāi)撲救中的決策問題是體現(xiàn)指揮者指揮能力的最核心要素?，F(xiàn)實(shí)中指揮者面臨的往往是最復(fù)雜最不利的決策局面，如火情不明、人員被困、火勢(shì)蔓延迅速、獲取火場(chǎng)信息有限等，且需要在極短時(shí)間內(nèi)作出決策，以確定行動(dòng)方案，迅速展開撲救。因此，掌握非確定型決策下的處理方法，為滅火決策提供數(shù)量化、最優(yōu)化的謀劃方案，才能避免決策的主觀性和隨意性，為滅火行動(dòng)提供比較準(zhǔn)確的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：船舶火災(zāi)；人為因素；非確定性決策；樂觀法；悲觀法；折中法

一、船舶火災(zāi)的特點(diǎn)

船舶火災(zāi)是對(duì)船舶安全造成嚴(yán)重威脅的海難事故之一。根據(jù)對(duì)海難事故的不完全統(tǒng)計(jì)，船舶火災(zāi)占海難事故總數(shù)的比例不是最高的，但造成的損失排在所有海難事故之首。由于船舶空間狹小，人員、設(shè)備、貨物集中，起火源較多且火勢(shì)蔓延快，人員疏散不方便，在海上很難得到外援，撲救難度很大。船舶設(shè)備、貨物價(jià)值高昂，一旦失火損失巨大。

二、船舶火災(zāi)和消防的人為因素

根據(jù)國際海事組織對(duì)船舶火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)，約有80%的火災(zāi)事故是由人為因素造成的。因此STCW公約馬尼拉修正案提出要提高船員的消防知識(shí)和消防技能。使船員從導(dǎo)致火災(zāi)的人為隱患轉(zhuǎn)變?yōu)橄赖挠猩α?。船舶消防注重“預(yù)防為主，防消結(jié)合”，因此事后的撲救也很重要。一旦失火，如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并盡早展開撲救，就可以最大限度減少火災(zāi)造成的損失。

三、船舶火災(zāi)撲救的指揮決策

船舶火災(zāi)撲救就是一場(chǎng)戰(zhàn)斗。打贏一場(chǎng)戰(zhàn)斗需要正確的指揮、良好的協(xié)同、充足的保障等。正確的指揮是決定滅火戰(zhàn)斗成敗的關(guān)鍵?？傊笓]船長(zhǎng)的指揮能力包括：謀劃能力、思考能力、決策能力、應(yīng)變能力、協(xié)調(diào)能力、管理能力等[1]。其中決策能力是指揮者在滅火戰(zhàn)斗中進(jìn)行滅火指揮的核心要素。因?yàn)闇缁饹Q策包含了對(duì)火場(chǎng)形勢(shì)的判斷和對(duì)滅火戰(zhàn)術(shù)的選擇。決策正確與否對(duì)滅火行動(dòng)的成敗起著決定性作用。只有采取最佳決策方案才能最大程度減少火災(zāi)損失。

四、船舶滅火中的決策概念

決策是人類活動(dòng)的日常組成部分之一，任何工作和生活都離不開決策。廣義地說，凡是根據(jù)預(yù)定目標(biāo)作出的任何決定，都可以稱之為決策。狹義地說，決策包含策略的選擇，即決定選擇何種最優(yōu)方案，船舶滅火中包含的決策概念有以下幾點(diǎn)。

（一）決策問題

在船舶滅火中，對(duì)于每一次具體的火災(zāi)，面臨著幾種不同的火災(zāi)場(chǎng)所：如機(jī)艙、貨艙、生活區(qū)等。面臨著幾種可供選擇的滅火方案：如邊救人邊救火；先救人后救火；先救火后救人等，這就構(gòu)成了一個(gè)決策問題。

（二）自然狀態(tài)

在船舶滅火中，指揮者面臨的每一種場(chǎng)所火災(zāi)稱之為一個(gè)自然狀態(tài)，或者簡(jiǎn)稱為狀態(tài)和條件。

（三）行動(dòng)方案

在決策問題中，那些可供選擇的滅火方案就稱之為行動(dòng)方案，或者簡(jiǎn)稱為方案和策略。

（四）狀態(tài)概率

指決策問題中每一種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率，即船舶機(jī)艙、貨艙、生活區(qū)等不同場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)的概率。

（五）益損值

每一種滅火方案在各種自然狀態(tài)（不同場(chǎng)所）下獲得的收益或需要付出的損失代價(jià)，船舶滅火主要考慮的是如何減少損失。

（六）最佳決策方案

按照某種決策準(zhǔn)則，使決策目標(biāo)取最優(yōu)值（受益最大或損失最?。┑哪切┬袆?dòng)方案。如從救火優(yōu)先的準(zhǔn)則，應(yīng)選擇先救火后救人的行動(dòng)方案，如從救人優(yōu)先的準(zhǔn)則，應(yīng)選擇先救人后救火的行動(dòng)方案，如從兩者兼顧的準(zhǔn)則，應(yīng)選擇邊救人邊救火的行動(dòng)方案。

五、非確定型決策的內(nèi)涵

非確定型決策是指不僅每一種自然狀態(tài)的發(fā)生是隨機(jī)的，而且每一種自然狀態(tài)的概率也是未知的或者無法預(yù)估的。此時(shí)指揮者面臨的決策問題是：既不知道火災(zāi)發(fā)生在船上哪個(gè)場(chǎng)所，又不確定在不同場(chǎng)所發(fā)生的概率。在所有的滅火決策中，最困難、最冒險(xiǎn)的是非確定型決策。此時(shí)不但火災(zāi)發(fā)生的場(chǎng)所是隨機(jī)的，火災(zāi)發(fā)生的概率也是隨機(jī)的?，F(xiàn)實(shí)中，船舶滅火的指揮者經(jīng)常面臨的決策問題就是非確定型決策。此時(shí)指揮者獲得的火場(chǎng)信息最少，很容易造成對(duì)火場(chǎng)形勢(shì)的誤判，并作出錯(cuò)誤的滅火戰(zhàn)術(shù)選擇，從而導(dǎo)致整個(gè)滅火行動(dòng)的失敗。

六、非確定型決策的常用方法

（一）樂觀法[2]

樂觀法又叫最大準(zhǔn)則法，決策原則是“大中取大”。采取這種決策方法時(shí)，決策者持最樂觀的態(tài)度，決策時(shí)不放棄任何一個(gè)獲得最好結(jié)果的機(jī)會(huì)，愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)去獲得最大的利益或付出最小的損失。決策時(shí)首先選擇各方案在不同自然狀態(tài)下的益損值，并找出各方案在最好自然狀態(tài)下的益損值，然后進(jìn)行比較，選擇在最好自然狀態(tài)下收益最大或損失最小的方案作為最終方案。

假設(shè)船舶火災(zāi)發(fā)生的場(chǎng)所是隨機(jī)的，各場(chǎng)所火災(zāi)發(fā)生的概率也是未知的，則該問題就構(gòu)成了船舶滅火中的非確定型決策問題。有m個(gè)行動(dòng)方案B1，B2，…，Bm；有n個(gè)自然狀態(tài)1，2，…，n。方案Bi（i=1，2，…，m）在狀態(tài)j（j=1，2，…，n）下的益損值為V（Bi，j），該非確定型決策問題列表如下：

樂觀法決策的步驟如下：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值minj{V（Bi，j）}；

②計(jì)算各方案在各場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值的最小值mini minj{V（Bi，j）}；

③選擇最佳決策方案。如果V（Bi*，j*）=mini minj{V（Bi，j）}；

則Bi*為最佳決策方案。

用樂觀法對(duì)表1的非確定性問題求解：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值minj{V（Bi，j）}；

minj{V（B1，j）}=min{-100，-80，-60，-40，-20}=-20

minj{V（B2，j）}=min{-120，-100，-80，-60，-40}=-40

minj{V（B3，j）}=min{-140，-120，-100，-80，-60}=-60

②計(jì)算各方案在各場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值的最小值mini minj{V（Bi，j）}；

mini minj{V（Bi，j）}=min{-20，-40，-60}=-20=V（B1，5）

③選擇最佳決策方案。因?yàn)閙ini minj{V（Bi，j）}=V（B1，5），所以方案B1邊救人邊救火為最佳決策方案。

（二）悲觀法

悲觀法又叫最大最小準(zhǔn)則法，決策原則是“小中取大”。采取這種決策方法時(shí)，決策者持最悲觀的態(tài)度，他總是把事情估計(jì)得很不利。決策時(shí)首先選擇各方案在不同自然狀態(tài)下的益損值，并找出各方案在最差自然狀態(tài)下的益損值，然后進(jìn)行比較，選擇在最差自然狀態(tài)下收益最大或損失最小的方案作為最終方案。悲觀法決策的步驟如下：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值maxj{V（Bi，j）}；

②計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值的最小值mini maxj{V（Bi，j）}；

③選擇最佳決策方案。如果V（Bi*，j*）=mini maxj{V（Bi，j）}；

則Bi*為最佳決策方案。

用悲觀法對(duì)表1的非確定性問題求解：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值maxj{V（Bi，j）}；

maxj{V（B1，j）}=max{-100，-80，-60，-40，-20}=-100

maxj{V（B2，j）}=max{-120，-100，-80，-60，-40}=-120

maxj{V（B3，j）}=max{-140，-120，-100，-80，-60}=-140

②計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值的最小值mini maxj{V（Bi，j）}；

mini maxj{V（Bi，j）}=max{-100，-120，-140}=-100=V（B1，1）

③選擇最佳決策方案。因?yàn)閙ini maxj{V（Bi，j）}=V（B1，1），所以方案B1邊救人邊救火為最佳決策方案。

（三）折中法

折中法既不樂觀也不悲觀，而是在兩種決策方案之間進(jìn)行平衡，以希望決策更符合實(shí)際。折中法考慮的信息較多，可以一定程度上避免決策的片面性。它是通過一個(gè)系數(shù)a（0≤a≤1）表示決策者對(duì)客觀形勢(shì)估計(jì)的樂觀程度，折中法決策的步驟如下：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值maxj{V（Bi，j）}；

②計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值minj{V（Bi，j）}；

③計(jì)算每一種滅火方案的折中損失值Vi=a maxj{V（Bi，j）}+（1-a）minj{V（Bi，j）}

④計(jì)算各方案的折中損失值的最小值mini{Vi}；

⑤選擇最佳決策方案。如果Vi*=mini{Vi}，則Bi*為最佳決策方案。

用折中法對(duì)表1的非確定性問題求解：

①計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最大損失值maxj{V（Bi，j）}；

maxj{V（B1，j）}=max{-100，-80，-60，-40，-20}=-100

maxj{V（B2，j）}=max{-120，-100，-80，-60，-40}=-120

maxj{V（B3，j）}=max{-140，-120，-100，-80，-60}=-140

②計(jì)算每一種滅火方案在不同場(chǎng)所使用時(shí)的最小損失值minj{V（Bi，j）}；

minj{V（B1，j）}=min{-100，-80，-60，-40，-20}=-20

minj{V（B2，j）}=min{-120，-100，-80，-60，-40}=-40

minj{V（B3，j）}=min{-140，-120，-100，-80，-60}=-60

③計(jì)算每一種滅火方案的折中損失值（如取a=0.5）：

V1=0.5×（-100）+（1-0.5）×（-20）=-60

V2=0.5×（-120）+（1-0.5）×（-40）=-80

V3=0.5×（-140）+（1-0.5）×（-60）=-100

④計(jì)算各方案的折中損失值的最小值mini{Vi}；

mini{Vi}=min{-60，-80，-100}=-60=V1

⑤選擇最佳決策方案，由于mini{Vi}=V1，所以方案B1邊救人邊救火為最佳決策方案。

結(jié)語

船舶滅火中的非確定型決策問題是由于船上不同場(chǎng)所火災(zāi)的發(fā)生是隨機(jī)的，且發(fā)生的概率也是隨機(jī)的，因而是指揮者面臨的最困難、最復(fù)雜的決策。這種決策主要取決于指揮者的素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)和決策風(fēng)格等，不同的指揮者面對(duì)同一個(gè)決策問題，可能會(huì)采取不同的處理方法。但由于獲得的信息較少，決策面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)性，不宜做主觀估計(jì)。利用非確定型的決策方法，可以制定出定量化的決策方案，為指揮者提供比較客觀的決策依據(jù)，減少?zèng)Q策的主觀性和片面性。

參考文獻(xiàn)

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單浩明，杜林海，陳永盛.淺談船舶消防指揮[C].船舶碰撞與應(yīng)急處置，2007：5.

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