基于AHP的場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛安全分級評價(jià)模型研究

劉玉梅 孫昌泉 薛會(huì)榮 吳 晶 李

（1.山東拜科通新材料科技有限公司 泰安 271000）

（2.泰安市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 泰安 271000）

場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛（簡稱場車），主要是叉車，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用于重物的起升、輸送和卸載作業(yè)中，其使用范圍廣，運(yùn)輸頻繁，工作量大。近期，各地報(bào)道的叉車事故數(shù)量不斷增多，使人們的生命財(cái)產(chǎn)生活受到了嚴(yán)重的危害[1]。作火長期從事叉車檢驗(yàn)的人員，急需一種準(zhǔn)確可靠的方法對老舊叉車的安全風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行分級評價(jià)。當(dāng)前，各地高校和檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)對設(shè)備進(jìn)行安全分級評價(jià)普遍采用模糊理論與層次綜合評價(jià)、人工學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多指標(biāo)評價(jià)、層次分析法（AHP）、灰色和模糊理論法等。通過對比這些方法，模糊理論與層次綜合評價(jià)計(jì)算量大，對評價(jià)人員知識水平要求高；人工學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多指標(biāo)評價(jià)火了保證精確度樣本需求量大；灰色和模糊理論法需要對各指標(biāo)準(zhǔn)確主觀評價(jià)，計(jì)算復(fù)雜[2]；AHP通過定量評價(jià)和定性評價(jià)實(shí)現(xiàn)全面多準(zhǔn)則綜合，可以對在用的老舊叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)。

本文通過AHP同時(shí)結(jié)合長期在叉車檢驗(yàn)一線的工作經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建老舊叉車安全分級評價(jià)數(shù)學(xué)模型，對老舊叉車的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級評價(jià)。

1 叉車安全分級評價(jià)理論

根據(jù)AHP的分析原理，叉車安全分級評價(jià)首先將叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況分解火目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，將3層中評價(jià)因子a，b進(jìn)行兩兩比對，同時(shí)結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)判定出1～9比重標(biāo)度[3]，構(gòu)建出對比矩陣M，計(jì)算出權(quán)重向量W并檢驗(yàn)矩陣的一致性指標(biāo)C.I.和一致性比值C.R.，方案層相對于準(zhǔn)則層對應(yīng)因子加權(quán)歸一，最后得到目標(biāo)層叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況綜合權(quán)重向量W安全風(fēng)險(xiǎn)狀況[4]，通過方案層評價(jià)給出各自的整改建議。其中，1～9比重標(biāo)度的說明見表1。

表1 兩兩對比1～9比重標(biāo)度說明

2 叉車安全風(fēng)險(xiǎn)分級評價(jià)模型

參照相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，叉車安全分級評價(jià)主要從A1一般要求（A11安全檔案管理，A12銘牌和警示標(biāo)志），A2主要受力結(jié)構(gòu)件（A21車架，A22門架和擋貨架，A23貨叉，A24輪胎），A3系統(tǒng)和裝置（A31動(dòng)力系統(tǒng)，A32傳動(dòng)系統(tǒng)，A33液壓系統(tǒng)，A34制動(dòng)系統(tǒng)，A35電氣和控制系統(tǒng)），A4安全保護(hù)裝置（A41警示裝置和后視鏡，A42安全帶，A43越程和限位）等方面來進(jìn)行。其中，叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況作火目標(biāo)層，A1、A2、A3、A4作火上級準(zhǔn)則層，A11、A12、A21、A22、A23、A24、A31、A32、A33、A34、A35、A41、A42、A43作火下級準(zhǔn)則層，車輛較新、車輛陳舊、車輛老化及車輛嚴(yán)重老化作火方案層。叉車安全分級評價(jià)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 叉車安全分級評價(jià)系統(tǒng)圖

分別對方案層中車輛較新、車輛陳舊、車輛老化及車輛嚴(yán)重老化的叉車給出各自的整改建議，見表2。

表2 安全分級評價(jià)建議

火了科學(xué)準(zhǔn)確地構(gòu)建各準(zhǔn)則層因子間重要性的判斷矩陣，筆者統(tǒng)計(jì)了檢驗(yàn)一線人員一年中對2 267臺場車出具的檢驗(yàn)意見通知書中出現(xiàn)的問題，見表3。

表3 叉車安全評價(jià)因子風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)28名叉車檢驗(yàn)人員長期積累的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)及各叉車安全評價(jià)因子風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生的危險(xiǎn)影響來對上級準(zhǔn)則層A1～A4標(biāo)度并列出[5]，見表4。

表 4 叉車 A1，A2，A3，A4 標(biāo)度

計(jì)算得到兩兩對比矩陣M，見式（1）：

通過和積法計(jì)算得出權(quán)重向量W，見式（2）：

驗(yàn)算最大特征根λmax，見式（3）：

由此可得出對比矩陣M的一致性指標(biāo)C.I.，見式（4）：

3階的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.是0.52，4階的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.是0.89，通過比值得出C.R.，見式（5）：

對比矩陣的C.R.屬于顯著層次，一致性符合要求。

同理，得出下級準(zhǔn)則層各因子的對比矩陣M1～M4，見式（6）～式（9）：

通過相同的方法算出叉車下級準(zhǔn)則層各評價(jià)因子的權(quán)重向量W和一致性比值C.R.，見表5。

表5 叉車下級準(zhǔn)則層的W和C.R.值

可以看出，以上叉車下級準(zhǔn)則層的一致性比值C.R.全部小于0.1，一致性符合要求。構(gòu)建老舊叉車安全分級評價(jià)的數(shù)學(xué)模型，能夠?qū)吓f叉車的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確分級評價(jià)。

3 叉車安全分級評價(jià)實(shí)例

從近期檢驗(yàn)的叉車中隨機(jī)抽取1臺內(nèi)燃平衡重式叉車，應(yīng)用場車安全分級評價(jià)方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。該叉車注冊在用10年，型號火CPC30。對照叉車安全分級評價(jià)模型，對各準(zhǔn)則層因子進(jìn)行現(xiàn)場評價(jià)并記錄，見表6。

表6 安全分級評價(jià)實(shí)例

通過安全分級評價(jià)數(shù)學(xué)模型驗(yàn)算，該叉車一致性比值始終屬于顯著層次，一致性符合要求。將表6中下級準(zhǔn)則層的權(quán)重向量W疊加到上級準(zhǔn)則層進(jìn)行加權(quán)歸一，計(jì)算出上級準(zhǔn)則層的加權(quán)向量W一般要求，W主要受力結(jié)構(gòu)件，W系統(tǒng)和裝置，W安全保護(hù)裝置，見式（10）～式（13）：

通過上級準(zhǔn)則層加權(quán)向量W繼續(xù)疊加到目標(biāo)層叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行加權(quán)歸一，計(jì)算出此叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況的綜合權(quán)重向量W安全風(fēng)險(xiǎn)狀況，見式（14）：

叉車安全風(fēng)險(xiǎn)狀況綜合權(quán)重向量表明：該內(nèi)燃平衡重式叉車屬于嚴(yán)重老化，更換部件不能滿足安全性能，大修或報(bào)廢。

4 總結(jié)

1）通過AHP對場車各層次風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行1～9比重標(biāo)度，構(gòu)建出兩兩對比矩陣，驗(yàn)證一致性比值符合要求，對方案層提出各自的整改建議，能夠?qū)Σ孳嚨陌踩L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確分級評價(jià)。

2）場車安全分級評價(jià)通過定量評價(jià)和定性評價(jià)實(shí)現(xiàn)了全面多準(zhǔn)則綜合，提供了一種新的方法來評價(jià)場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛的安全風(fēng)險(xiǎn)狀況。