張濤濤,鄭全成,杜友杰
(1.蘭州交通大學 交通運輸學院,甘肅 蘭州730070;2.蘭州交通大學 電子與信息工程學院,甘肅 蘭州730070)
風險評價方法眾多,主要有定性、定量、半定量的分析方法。綜合考慮評價結(jié)果的嚴謹性和評價方法的實用性,半定量方法被公認為一種較好的評價方法。鐵路危險貨物罐式集裝箱運輸安全的影響因素眾多,既有定量因素又有定性因素,很多影響因素具有模糊不確定性。因此,在選用層次分析法(AHP)確定各影響因素對評價結(jié)果影響重要度的基礎(chǔ)上,綜合運用模糊評價方法對鐵路危險貨物罐式集裝箱專運線運輸風險性的等級進行評價。
圖1中,影響鐵路危險貨物集裝罐運輸風險性的因素分為3層:目標層,準則層,指標層。記U為影響危險貨物罐式集裝箱運輸安全性的目標層因素,準則層各因素又包含相關(guān)因素,構(gòu)成指標層,具體包括:
目標層:U={U1,U2,U3,U4}={管理條件,人員素質(zhì),設(shè)備設(shè)施,其他因素};
準則層:U1={u1,u2,u3,u4}={運輸資質(zhì),應(yīng)急預(yù)案,人員管理,管理制度};
U2={u5,u6}={業(yè)務(wù)技能,文化水平};
U3={u7,u8}={儲罐和作業(yè)線設(shè)施,應(yīng)急救援設(shè)備};
U4={u9,u10}={自然環(huán)境,貨物品類};
其中ui(i取1~10)為指標層因素。
2.2.1 多級模糊綜合評判方法
多級模糊綜合評判多用于復(fù)雜情況,一般將因素集分為幾類,然后對每一類進行評判,即初級模糊綜合評判后,再做類間的綜合評判。
圖1 鐵路危險貨物罐式集裝箱(專用線)風險評價指標體系
初級模糊綜合評判,是通過對一個因素進行分析,得出其對評價對象風險性的貢獻程度。評判矩陣R表示評判因素集與決策評語集之間的模糊隸屬關(guān)系,其元素記為rij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)。
準則層Ui中的每個因素,設(shè)因素Ui中各指標的權(quán)重系數(shù)為Wi,總的評判矩陣為Ri,則Ui的單因素評判矩陣Bi由如下計算得到
對目標層U中的各因素,記權(quán)重系數(shù)集為W,且W={W1,W2,…,WN}(N為準則層因素個數(shù)),則二級模糊綜合評判集C為
對二級評判結(jié)果進行最大隸屬度處理,得到最終評判時的依據(jù)。
2.2.2 利用層次分析法求指標權(quán)重
指標的權(quán)重是指該指標在整體評價中的相對重要程度,利用層次因素的對比矩陣,通過計算對比矩陣的特征向量得到各因素的權(quán)重系數(shù)。如記目標層各因素權(quán)重為W={W1,W2,…,WN},其中WN(N=1~4)表示準則層各因素在目標層因素U的總體評判中所起的作用大小,滿足歸一化條件時∑wj=1,對比矩陣的確定采用1~9的尺度,記為
其中aij=1/aji,求解得到對比矩陣特征向量,并利用一致性指標C.I.進行一致性檢驗
式中:λ為對比矩陣的最大特征值,n為對比矩陣階數(shù)。
C.I.越接近0,則構(gòu)造的對比矩陣一致性越強。一般在C.I.≤0.05時,對比矩陣較為合理。2.2.3 備擇集和模糊矩陣的確定
備擇集是在對評價對象做評判時,可能做出的所有評價結(jié)果的集合,一般以決策評語或者評定的量值作為備擇集的元素。本文中的備擇集由5個模糊語言組成,記為D={D1,D2,D3,D4,D5}={安全,較安全,一般,較危險,危險}。
為了確定模糊矩陣將決策評語集量化為D={1,0.75,0.5,0.25,0},設(shè)[xi]為指標的定量值,[xi]max為[xi]取值的最大值,記為
若fi屬于D區(qū)段中的第j個[Dj,Dj+1],則指標Ui對第j個評語的隸屬度為Ui對第j+1個評語的隸屬度為
其余3個評語等級取rik=0(k≠j,j+1)。
以阿拉山口地平線石油天然氣股份有限公司為例(具體實例情況見文獻[1]),參照上述的危險貨物運輸罐裝集裝箱運輸風險性評價指標模型,運用AHP-模糊綜合評判方法,判定其風險等級。
3.1.1 確定評判權(quán)重系數(shù)
參考集裝罐運輸風險評價指標體系,針對阿拉山口地平線石油天然氣股份有限公司集裝罐運輸實例,構(gòu)建各層次因素的對比矩陣A和Ai(i=1~4),并對其進行求解。其中
求解A和Ai的特征向量,分別歸一化后作為準則層和指標層的權(quán)重系數(shù),并進行一致性檢驗,λ為最大特征值。結(jié)果為
分析計算結(jié)果可知,一致性指標均未超出指定的合理范圍0.05,則認為以上對比矩陣滿足一致性要求。
3.1.2 確定模糊矩陣
針對阿拉山口地平線石油天然氣股份有限公司集裝罐運輸具體情況,邀請專家對評判體系中指標層的各因素進行打分,同時依據(jù)隸屬度確定方法,得到評價體系中準則層各因素Ui(i=1,2,3,4)對應(yīng)的模糊矩陣為
初級評判矩陣Bi(i=1~4)計算如下
同理得到
二級模糊綜合評判矩陣
由結(jié)果Cmax=0.56可知,評判結(jié)果最大隸屬于第二等級,則阿拉山口地平線有限公司罐式集裝箱專用線的安全評價結(jié)果為較安全。
在對鐵路危險貨物集裝罐運輸安全進行分析,并建立風險性評價體系的基礎(chǔ)上,運用AHP-模糊綜合評判方法,對阿拉山口地平線石油天然氣股份有限公司的罐式集裝箱運輸專用線風險性進行評價,得出的結(jié)果與文獻[1]中的同類研究結(jié)果基本一致,證明文中所采用的評價方法的合理性。分析結(jié)果認為在該專用線上應(yīng)建立有效的機制克服由自然環(huán)境帶來的安全運輸隱患。其次,在現(xiàn)代化技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,應(yīng)注重網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè),人員知識素質(zhì)提升。最后,建議加強作業(yè)線的安全管理,確保各種規(guī)章制度得到很好的落實。
我國危險貨物罐式集裝箱運輸發(fā)展空間較大,
但同時又是一個新興事物。本文通過建立專用線風險性評價體系,提出運用AHP-模糊綜合評價方法實現(xiàn)危險貨物集裝罐專運線的風險性評價,并用實例證明其合理性,可為鐵路危險貨物集裝罐運輸?shù)娘L險性評價提供參考。
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