基于WSR-區(qū)間猶豫模糊的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)

張 萌，李 柯，朱明波，高仁博

(1.武漢理工大學(xué) 安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué) 管理學(xué)院 湖北 武漢 430070；3.重慶大學(xué) 資源與安全學(xué)院，重慶 400000)

航空公司作為貫穿處理航空器突發(fā)事件和非航空器突發(fā)事件整個(gè)周期的主體，如果不能及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，將直接影響航空公司的正常運(yùn)營(yíng)和社會(huì)穩(wěn)定。自2005年《國(guó)內(nèi)投資民用航空業(yè)規(guī)定(施行)》頒布以來，一大批地方性和民營(yíng)性的中小型航空公司新興，截至2020年底，我國(guó)共有53家客運(yùn)航空公司，然而，航空公司數(shù)量激增的同時(shí)，其飛行安全狀況卻沒有得到改善。近年來，我國(guó)民航不安全事件時(shí)有發(fā)生，由于航空公司的原因?qū)е碌氖鹿收驾^大比例。究其原因，發(fā)現(xiàn)除了我國(guó)航空公司發(fā)展起步較晚以外，航空公司應(yīng)急能力水平不一也是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因，各航空公司在應(yīng)急管理體制、管理機(jī)制、管理手段等方面的水平參差不齊，而衡量各航空公司是否做好應(yīng)急管理工作成為亟需解決的問題。因此，有必要開展航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)工作。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)應(yīng)急能力評(píng)價(jià)的研究主要集中在煤礦[1-2]、化工[3-4]、電力系統(tǒng)[5-6]等行業(yè)，以航空公司為對(duì)象開展的應(yīng)急能力評(píng)價(jià)相對(duì)較少，主要集中在安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別[7]、飛行安全預(yù)測(cè)[8]等方面。此外，在研究方法的應(yīng)用方面，模糊綜合評(píng)價(jià)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和粗糙集等是各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的方法，但上述方法也存在局限性，如模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)專家的依賴性比較高，會(huì)造成一定的信息重復(fù)，粗糙集對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的要求較高，適用性較低，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的評(píng)價(jià)結(jié)果過于依賴指標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算過程比較繁瑣。

基于此，筆者基于WSR方法論，結(jié)合航空公司應(yīng)急管理的全過程，建立了航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在統(tǒng)籌考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性和評(píng)價(jià)過程中的模糊性的基礎(chǔ)上，將區(qū)間猶豫模糊理論和多準(zhǔn)則妥協(xié)優(yōu)化解(VIKOR)方法引入航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)問題中，豐富了航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)的研究成果，拓展了區(qū)間猶豫模糊理論的應(yīng)用范疇，為航空公司應(yīng)急能力建設(shè)提供理論支撐，促進(jìn)航空公司應(yīng)急能力的提升。

1 基于WSR的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

WSR方法論是“物理—事理—人理”方法論的簡(jiǎn)稱，是為了解決復(fù)雜問題而提出的一種將定性信息與定量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效結(jié)合的方法，既考慮了開展評(píng)價(jià)的過程中評(píng)價(jià)對(duì)象的客觀性質(zhì)(物理，W)，也考慮了評(píng)價(jià)過程中所涉及到的道理(事理，S)和人在其中發(fā)揮的作用(人理，R)，有機(jī)地將物理、事理、人理結(jié)合到一起。

航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是航空公司為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的預(yù)防和控制，針對(duì)應(yīng)急管理現(xiàn)狀，建立科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，開展綜合評(píng)價(jià)，明確應(yīng)急管理過程中薄弱之處。而WSR方法論在處理復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)有其特有的優(yōu)勢(shì)，它能夠?qū)⒀芯康膯栴}層次化，實(shí)現(xiàn)定性和定量的綜合分析。此外，對(duì)航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)的研究不僅要體現(xiàn)航空公司應(yīng)急能力在物理、事理和人理方面的特點(diǎn)，還要從多層次、多維度展現(xiàn)航空公司應(yīng)急能力的特點(diǎn)。考慮到航空公司應(yīng)急管理是一個(gè)包含“準(zhǔn)備-反應(yīng)-恢復(fù)-準(zhǔn)備”的循環(huán)過程，引入全過程管理理念，從時(shí)間維上將航空公司應(yīng)急能力分為應(yīng)急預(yù)警與準(zhǔn)備能力、應(yīng)急處置能力和善后恢復(fù)能力3個(gè)方面。由WSR方法論的特點(diǎn)可知，航空公司應(yīng)急能力的物理層、事理層和人理層這3個(gè)層面與應(yīng)急預(yù)警與準(zhǔn)備能力、應(yīng)急處置能力和善后恢復(fù)能力相對(duì)應(yīng)[9]，因此，筆者基于WSR方法論的思想，重點(diǎn)分析航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)各階段的能力，以期為航空公司應(yīng)急能力的提升提供思路。

(1)物理-應(yīng)急預(yù)警與準(zhǔn)備能力

在應(yīng)急預(yù)警與準(zhǔn)備階段，航空公司突發(fā)事件主要有以下特點(diǎn)：①復(fù)雜性，造成航空公司突發(fā)事件的因素眾多，飛行過程中突遇極端天氣、機(jī)組人員人為差錯(cuò)、航空器故障等都會(huì)引起航空公司突發(fā)事件；②破壞性，航空公司的服務(wù)對(duì)象是公眾，一旦發(fā)生突發(fā)事件，如果不能及時(shí)采取有效的措施，不僅會(huì)造成人員傷亡，還會(huì)產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響[10]。航空公司作為飛機(jī)的直接運(yùn)營(yíng)方，其需要在該階段構(gòu)建覆蓋全面的應(yīng)急反應(yīng)體系，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，能夠從專業(yè)角度給空中機(jī)組提供支持，防止事故的發(fā)生。

WSR方法論中的物理層是研究事物的客觀性質(zhì)，在航空公司突發(fā)事件應(yīng)急能力評(píng)價(jià)中，物理層分析主要體現(xiàn)在航空公司能夠在早期認(rèn)識(shí)突發(fā)事件的特點(diǎn)和本質(zhì)，即在應(yīng)急預(yù)警與準(zhǔn)備階段，航空公司能夠制定相關(guān)的法律法規(guī)，明確安全隱患，確保監(jiān)測(cè)設(shè)備的靈敏性。

(2)事理-應(yīng)急處置能力

在應(yīng)急處置階段，航空公司突發(fā)事件的處理過程涉及到政府、民航局、機(jī)場(chǎng)、空管局、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、消防、網(wǎng)絡(luò)媒體、公眾等多個(gè)主體。作為承運(yùn)人，航空公司需要盡快成立應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，及時(shí)將機(jī)上旅客座位情況、機(jī)組人員狀況、飛機(jī)型號(hào)、機(jī)上貨物現(xiàn)狀、預(yù)計(jì)飛行計(jì)劃等通報(bào)給有關(guān)部門，以確保機(jī)場(chǎng)、民航局等能夠制定針對(duì)性的應(yīng)急救援措施。此外，航空公司還需要建立完善的媒體公關(guān)程序，統(tǒng)一信息發(fā)布渠道，維護(hù)好與公眾的關(guān)系。

WSR方法論中的事理層是利用事物的方法、道理去認(rèn)識(shí)事物，合理地安排各參與主體[11]。在航空公司突發(fā)事件應(yīng)急管理評(píng)價(jià)中，事理層主要體現(xiàn)在航空公司在事件發(fā)生時(shí)，航空公司輔助機(jī)場(chǎng)、當(dāng)?shù)卣乳_展救援活動(dòng)，及時(shí)發(fā)布新聞，即在應(yīng)急處置階段，航空公司按照“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、綜合協(xié)調(diào)、分類管理、分級(jí)負(fù)責(zé)、屬地管理”的原則，協(xié)調(diào)好公司內(nèi)外部的應(yīng)急處置工作。

(3)人理-善后恢復(fù)能力

在善后恢復(fù)階段，由于航空公司突發(fā)事件種類眾多，既包含自然災(zāi)害、旅客突發(fā)疾病等常見突發(fā)事件，還包含旅客群體性事件、航空器失去聯(lián)系、海外撤僑等航空公司特有的突發(fā)事件，無論發(fā)生上述哪一類事件都會(huì)波及眾多人員，因此航空公司需要做好遇難乘客、家屬和機(jī)組人員的保障工作。此外，為避免發(fā)生同類事故，航空公司需要配合民航局開展相關(guān)調(diào)查，找出事故發(fā)生的根本原因。

WSR方法論中的人理層是在以人為本的原則上，考慮人與組織、人與社會(huì)等關(guān)系，減少事故損失，實(shí)現(xiàn)效益最大化。在航空公司突發(fā)事件應(yīng)急管理評(píng)價(jià)中，人理層主要體現(xiàn)在航空公司在事件發(fā)生后，分析事故原因，降低同類事故發(fā)生概率，即在善后恢復(fù)階段，協(xié)助民航局做好事故調(diào)查工作，并做好緊急事件后的旅客安置工作。綜上所述，航空公司應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 航空公司應(yīng)急能力的WSR模型

2 基于區(qū)間猶豫模糊VIKOR法的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)模型

航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于構(gòu)建的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中涉及的指標(biāo)較多，且各指標(biāo)間無法進(jìn)行絕對(duì)的量化，不能用精確的數(shù)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此選用區(qū)間猶豫數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。其次，考慮到航空公司突發(fā)事件的復(fù)雜性和決策者的不確定性，例如在評(píng)價(jià)過程中，不同的航空公司面臨突發(fā)事件的類型和嚴(yán)重程度會(huì)不同，因而評(píng)價(jià)過程充滿猶豫性和模糊性，為解決這一問題，將區(qū)間猶豫模糊理論引入到航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)問題中，區(qū)間猶豫模糊理論能夠較好地解決評(píng)價(jià)指標(biāo)的不確定性問題，避免決策信息的丟失，呈現(xiàn)出更加客觀真實(shí)的評(píng)價(jià)結(jié)果。此外，考慮到航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)屬于多屬性決策問題，評(píng)價(jià)專家由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和事物認(rèn)知上的差異，對(duì)各航空公司的應(yīng)急管理能力存在參照依賴和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的現(xiàn)象，因而筆者引入VIKOR方法研究航空公司應(yīng)急管理能力問題，此外，由于VIKOR方法只能處理屬性值為精確數(shù)的問題，筆者將經(jīng)典VIKOR方法拓展為基于區(qū)間猶豫模糊的多屬性決策方法，具體的計(jì)算過程如下所示。

(1)構(gòu)造區(qū)間猶豫模糊矩陣。航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)是一個(gè)多屬性決策問題，選取航空公司X={X1,X2,…,Xm}構(gòu)成的集合作為方案集，評(píng)價(jià)指標(biāo)C={C1,C2,…,Cn}構(gòu)成的集合作為屬性集，則該問題共包括m個(gè)方案和n個(gè)屬性[12]。邀請(qǐng)民航領(lǐng)域的專家對(duì)航空公司Xi所滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)Cj的程度進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分結(jié)果構(gòu)成的區(qū)間猶豫模糊決策矩陣如式(1)所示。

(1)

(2)最大偏差法確定權(quán)重。航空公司突發(fā)事件涉及到政府、民航局、空管局、機(jī)場(chǎng)、公眾等多個(gè)主體。此類包含多個(gè)主體的評(píng)價(jià)，決策者站在不同的角度，會(huì)得到截然不同的結(jié)果。既為了體現(xiàn)決策過程的客觀性，又能夠反映決策專家之間的觀念沖突，筆者運(yùn)用最大偏差法求解各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，最大偏差法的思想為：當(dāng)各決策專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的偏差越大，評(píng)價(jià)指標(biāo)所占權(quán)重越大，反之，評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果偏差越小，則占有越小的權(quán)重[13]。在區(qū)間猶豫模糊環(huán)境下，由于各指標(biāo)的權(quán)重是完全未知的，權(quán)重確定過程可歸結(jié)為一個(gè)優(yōu)化問題。

區(qū)間猶豫模糊環(huán)境下的最大偏差法求解權(quán)重是利用區(qū)間猶豫模糊距離測(cè)度來衡量備選方案Xi在屬性Cj下和其他備選方案的偏差值，如式(2)所示。

(2)

(3)

式中：Dj(ω)為所有備選方案在屬性Cj下和其他方案的總偏差。

為了使所有備選方案與其他備選方案之間的總偏差最大，構(gòu)造下列函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

(4)

對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化的具體計(jì)算步驟如下所示。

①構(gòu)造優(yōu)化模型。

(5)

②構(gòu)造拉格朗日函數(shù)，求解非線性模型。

(6)

③對(duì)拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)。

(7)

④求解得權(quán)重。

(8)

(3)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的理想解

(9)

(10)

(4)計(jì)算Si、Ri和Qi。

(11)

(12)

(13)

②計(jì)算各航空公司的群體效益值Si、個(gè)別遺憾值Ri和利益比率Qi。

(14)

(15)

(16)

式中：S*=minSi；S-=maxSi；R*=minRi；R-=maxRi；υ∈[0,1]為決策機(jī)制系數(shù)，當(dāng)υ=0.5時(shí)，表示決策者不存在明顯的偏好，因此取υ=0.5。

(5)確定各方案排序。

對(duì)各航空公司進(jìn)行排序，并確定應(yīng)急能力最佳的航空公司。Si越小，相應(yīng)的群體效益越大，Ri越小，個(gè)別遺憾越小。在滿足基本條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)Qi進(jìn)行排序，Qi越小，則航空公司應(yīng)急能力越好[15]。

(6)敏感性分析。

計(jì)算υ取不同的值時(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果有無變化。

3 實(shí)例分析

航空公司要提高應(yīng)急管理水平，就要做到事前有準(zhǔn)備、事中及時(shí)響應(yīng)、事后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。為衡量國(guó)內(nèi)航空公司應(yīng)急能力，選取X1、X2、X3、X4共4家航空公司作為方案集，應(yīng)急預(yù)案體系(C1)、應(yīng)急知識(shí)培訓(xùn)(C2)等13個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為屬性集，選取來自航空公司、政府、機(jī)場(chǎng)、空管局等單位的5位評(píng)審專家，其中2位專家來自航空公司的應(yīng)急管理人員，另外3位分別來自民航局的應(yīng)急管理人員、機(jī)場(chǎng)的應(yīng)急管理人員、空管局的應(yīng)急管理人員，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重完全未知。

(1)構(gòu)建區(qū)間猶豫模糊決策矩陣。邀請(qǐng)各評(píng)價(jià)專家結(jié)合各航空公司實(shí)際情況對(duì)13個(gè)指標(biāo)給出評(píng)價(jià)信息，得到區(qū)間猶豫決策矩陣。各評(píng)價(jià)專家的評(píng)價(jià)信息如表1所示。

由于表1中的區(qū)間猶豫模糊數(shù)的元素個(gè)數(shù)不同，為了方便運(yùn)算，按照上文的拓展原則將每個(gè)區(qū)間猶豫模糊數(shù)的元素個(gè)數(shù)統(tǒng)一擴(kuò)展為3，擴(kuò)充得到的區(qū)間猶豫模糊標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣如表2所示。

表1 區(qū)間猶豫模糊決策矩陣

表2 區(qū)間猶豫模糊標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

(2)計(jì)算屬性權(quán)重。根據(jù)上述區(qū)間猶豫模糊標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣，運(yùn)用式(8)計(jì)算屬性權(quán)重得：

ω=(0.063,0.065,0.068,0.067,0.070,0.085,

0.092,0.087,0.084,0.100,0.079,0.066,0.074)。

(3)確定理想解。

運(yùn)用式(9)和式(10)確定區(qū)間猶豫模糊的正理想解和負(fù)理想解分別為：

(4)計(jì)算Si、Ri和Qi。根據(jù)式(11)～式(16)計(jì)算各航空公司的群體效益值Si、個(gè)體遺憾值Ri和利益比率Qi，當(dāng)υ=0.5時(shí)的計(jì)算結(jié)果如表3所示。

(5)確定各方案的排序。根據(jù)表3的結(jié)果，按照Qi值對(duì)4個(gè)航空公司的應(yīng)急能力進(jìn)行排序的結(jié)果為：X4>X3>X1>X2。因此，應(yīng)急能力最佳的為X4航空公司。

表3 基于VIKOR的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)結(jié)果

(6)敏感性分析。VIKOR方法是一種帶有參數(shù)的決策方法，為更好地衡量在相同的權(quán)重系數(shù)和評(píng)價(jià)信息下，不同的決策機(jī)制系數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，筆者在υ∈[0,1]中每間隔0.1取值，對(duì)參數(shù)決策機(jī)制系數(shù)進(jìn)行敏感性分析，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

由表4可知，決策機(jī)制系數(shù)υ的變化會(huì)引起排序結(jié)果的改變。當(dāng)0<υ≤0.2時(shí)，排序結(jié)果為X4>X3>X1>X2，最佳妥協(xié)解為X4，X4航空公司應(yīng)急能力最佳；當(dāng)0.2<υ≤0.6時(shí)，排序結(jié)果為X4>X3>X1>X2，最佳妥協(xié)解為X4，X4航空公司應(yīng)急能力最佳；當(dāng)0.6<υ≤1時(shí)，排序結(jié)果為X1>X3>X4>X2，最佳妥協(xié)解為X1，X1航空公司應(yīng)急能力最佳。排序結(jié)果隨折衷系數(shù)的不同而發(fā)生變化，說明評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)υ的取值較敏感。

表4 不同折衷系數(shù)下航空公司應(yīng)急能力綜合評(píng)價(jià)值

表5 基于TOPSIS航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)CIi值的大小可得到，選取的航空公司應(yīng)急能力的排序結(jié)果為X1>X3>X4>X2，X1航空公司應(yīng)急能力最優(yōu)，與VIKOR方法在折衷系數(shù)取υ=0.5時(shí)所得到的應(yīng)急能力最優(yōu)的航空公司不同。主要原因?yàn)閷＜以诖蚍诌^程中對(duì)地面技術(shù)支持(C10)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)能力(C7)、應(yīng)急通信保障(C8)、航班監(jiān)控能力(C6)等權(quán)重占比較大的指標(biāo)的偏好較大，TOPSIS法由于自身的局限性，無法較好地考慮專家的偏好度問題。由此可見，VIKOR方法采用的群體效益值和個(gè)體遺憾值綜合來表征各航空公司應(yīng)急能力的優(yōu)劣更加符合實(shí)際情況。

通過上述的評(píng)價(jià)分析，提出對(duì)策建議：①完善運(yùn)行管理系統(tǒng)，保障安全飛行。從物理層的分析來看，對(duì)航空器進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是必不可少的，尤其對(duì)于應(yīng)急能力不強(qiáng)的航空公司，應(yīng)該不斷完善運(yùn)行管理系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)運(yùn)行控制中心的軟硬件設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。②完善應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，提升航空公司組織協(xié)調(diào)能力。從事理層的分析來看，對(duì)于協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)能力相對(duì)一般的航空公司，航空公司在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，迅速成立突發(fā)事件應(yīng)對(duì)小組，第一時(shí)間向社會(huì)公眾通報(bào)事件相關(guān)情況，避免網(wǎng)絡(luò)謠言傳播造成不良影響。③完善援助制度，保障旅客權(quán)益。從人理層的分析來看，對(duì)于家庭援助能力與其他航空公司有所差距的航空公司而言，要重視家屬援助工作，及時(shí)安撫家屬情緒，事先制定好家屬援助相關(guān)制度，對(duì)遇難旅客進(jìn)行賠償。

4 結(jié)論

筆者基于區(qū)間猶豫模糊理論和VIKOR方法構(gòu)建了航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)模型，在綜合考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)不確定性和專家偏好的基礎(chǔ)上，利用最大偏差法和區(qū)間猶豫模糊理論解決了評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算問題，運(yùn)用VIKOR方法確定了各航空公司應(yīng)急能力最終排序結(jié)果。通過方法對(duì)比表明，基于區(qū)間猶豫模糊理論和VIKOR方法的航空公司應(yīng)急能力評(píng)價(jià)模型具有較好的實(shí)用性，評(píng)價(jià)結(jié)果可為各航空公司提升應(yīng)急管理水平提供理論參考。