丁 旻，朱曦嶸，陳 宇

(1.貴州省貴陽市防雷減災(zāi)中心，貴州 貴陽 550002;2.貴州省赤水市氣象局，貴州 赤水 564700;3.貴州省冊亨縣氣象局，貴州 冊亨 552200)

1 引言

準確、定量化地評價雷電災(zāi)害造成的綜合損失是一個十分復(fù)雜的問題，國內(nèi)尚未有較成熟的利用雷電災(zāi)害災(zāi)度對雷電災(zāi)害程度進行綜合評價的方法。目前，貴州省雷電災(zāi)害災(zāi)情評價也僅處于簡單統(tǒng)計實物經(jīng)濟損失和人員傷亡的統(tǒng)計報告初級階段。因此，建立一套科學(xué)的雷電災(zāi)害災(zāi)度評價方法，有利于實現(xiàn)防雷減災(zāi)和救災(zāi)決策科學(xué)化。

層次分析法(Analytic Hierarchy Process簡稱AHP)是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法［1］，基本流程圖見圖1。該方法是美國運籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀70年代初，在為美國國防部研究“根據(jù)各個工業(yè)部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標綜合評價方法，提出的一種層次權(quán)重決策分析方法［2］?！盀?zāi)度”表示自然災(zāi)害損失大?。?］，“雷災(zāi)災(zāi)度”即雷電災(zāi)害造成損失大小的量化。

本文將AHP法引入對貴州省雷災(zāi)災(zāi)度分析中，應(yīng)用yaahp軟件，建立貴州省雷災(zāi)災(zāi)度層次模型和災(zāi)度方程。

2 雷災(zāi)災(zāi)情評價指標權(quán)重

依據(jù)貴州省的具體情況，結(jié)合2000—2011年雷電災(zāi)害資料［4］，建立貴州省雷災(zāi)災(zāi)情層次模型(圖2)。

圖1 層次分析法流程圖

圖2 貴州省雷災(zāi)災(zāi)情層次模型

由貴州省雷災(zāi)災(zāi)情層次模型(圖2)，構(gòu)建4個判斷矩陣(見表1～表4)［5］。采用1-9標度法，根據(jù)A、B、C層中各指標的相對重要性，然后用數(shù)值表示，建立貴州省雷災(zāi)災(zāi)情影響因子的判定矩陣;并利用方根法計算各因素的權(quán)重，用Wi表示;判斷矩陣的最大特征值，用λmax表示;并對判斷矩陣進行一致性檢驗，CR為一致性比值，當(dāng)CR=CI/RI＜0.1時，確認判斷矩陣一致性成立。隨機一致性指標RI的取值見表5。表1～表4中的CR值均＜0.1，說明建立的4個判斷矩陣有較好的一致性［6］。

表1 貴州省雷災(zāi)災(zāi)情評價(A)矩陣特征及一致性檢驗結(jié)果

表2 人員傷亡(B1)矩陣特征及一致性檢驗結(jié)果

表3 經(jīng)濟損失(B2)矩陣特征及一致性檢驗結(jié)果

表4 損失類型(B3)矩陣特征及一致性檢驗結(jié)果

表5 隨機一致性指標RI

表6 各指標在總評價中的權(quán)重

計算出各層次判斷矩陣中的中間層和最底層排序后，需要對各指標相對于總指標的權(quán)重進行排序，即計算最低層所有指標對于最高層的相對重要性。計算所得權(quán)重表示各指標在貴州省雷災(zāi)災(zāi)情評價過程中的相對重要性(表6)。

3 雷災(zāi)災(zāi)度公式

通過貴州省雷災(zāi)災(zāi)度的層次分析，得出了各評價指標的權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重值建立雷災(zāi)災(zāi)度公式如下:

式(1)中G1為人員傷亡災(zāi)度，H亡為死亡人數(shù)，H重為重傷人數(shù)，H輕為輕傷人數(shù)。

式(2)中G2為經(jīng)濟損失災(zāi)度，E直為直接經(jīng)濟損失，E間為間接經(jīng)濟損失，E無為無明顯經(jīng)濟損失。

式(3)中G3為損失類型災(zāi)度，D火為火災(zāi)或爆炸，D建為建構(gòu)筑物受損，D電為供電設(shè)備故障，D化為石化行業(yè)受損，D辦為辦公設(shè)備受損，D家為家用電器受損，D其它為其它。

式(4)中，G為雷災(zāi)災(zāi)度。由于一次雷災(zāi)事故中的人員傷亡數(shù)量、損失類型與經(jīng)濟損失數(shù)量通常會相差很大，為使各個指標對災(zāi)度值的貢獻保持在同一級別，對式(4)中的人員傷亡量、損失類型值擴大5倍、10倍。

4 雷災(zāi)損失等級劃分

雷災(zāi)災(zāi)度G能夠定量的確定每次雷電災(zāi)害的相對損失程度，存在同類可比性的優(yōu)點。以貴州省1 542次雷災(zāi)資料作為樣本，觀察和分析每次雷災(zāi)記錄后，計算每一次雷災(zāi)的G值;然后采用等差分級法，確定各雷災(zāi)損失等級的取值范圍(表7)。劃分時還需遵循以下原則:要認清雷電災(zāi)害的自身特點，結(jié)合實際情況，使各級劃分基本能符合自然事物的一般分布規(guī)律。

表7 雷災(zāi)損失等級劃分

5 應(yīng)用實例

①2011年7月7日0時40分，貴州某電化有限公司遭雷擊，燒毀1臺3.5萬伏直流變壓器、1臺冷卻器、4組短網(wǎng)、1個380V配電柜，直接經(jīng)濟損失共計100萬元。

本例有經(jīng)濟損失指標和供電設(shè)備故障損失類型，代入式(4)，得 G=5.28，屬于特重雷災(zāi)。

②2011年6月9日晚，獨山縣上司鎮(zhèn)上司村堯眉組楊某、袁某夫婦2人及10只羊在羊棚內(nèi)遭雷擊死亡。

本例有人員傷亡指標和其它損失類型，代入式(4)，得 G=6.57，屬于特重雷災(zāi)。

③2009年6月21日，貴陽市碧?；▓@“松景閣”小區(qū)居民家遭雷擊，損壞電腦5臺、彩電1臺、電視機頂盒1個、太陽能熱水器1臺、門面房的電子卷簾門3間和單元電子門電腦板3個。

本例只有經(jīng)濟損失、辦公和家用電器損失類型，代入式(4)，得 G=1.99，屬于一般雷災(zāi)。

④2008年8月25日晚，武警一支隊加油站遭受雷擊，造成該加油站辦公樓局部墻體受損，電話線斷開，液壓儀損壞，共計3臺加油機主板及顯示屏損壞，直接經(jīng)濟損失約6.5萬元。

本例只有經(jīng)濟損失、石化行業(yè)受損損失類型，代入式(4)，得 G=2.45，屬于較重雷災(zāi)。

從以上案例所示，評價結(jié)果是合理的，符合雷電災(zāi)害的不同損失程度的判定。對不完整的雷災(zāi)記錄進行雷災(zāi)災(zāi)度評價時，其評價結(jié)果不可避免的與實際情況存在一定的差異，但其結(jié)果還是比人為雷災(zāi)記錄的統(tǒng)計更真實、可靠。

6 結(jié)束語

本文對雷災(zāi)這種非定量事件做出定量分析，應(yīng)用層次分析法構(gòu)建貴州省雷災(zāi)災(zāi)情層次模型，確定各層次中的各指標權(quán)重系數(shù)，并綜合考慮各種因素并結(jié)合雷災(zāi)自身的特點，最終得到了一個簡單實用的用于衡量雷災(zāi)損失程度的公式:G=7.504 G1+0.078 2 G 2+1.713 G 3。該公式是在全面分析貴州省雷電災(zāi)害資料、考慮本省現(xiàn)有的經(jīng)濟發(fā)展狀況的基礎(chǔ)上得到的，基本能夠適用于貴州省的雷電災(zāi)害分析和度量。

［1］董文永.最優(yōu)化技術(shù)與數(shù)學(xué)建模［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2010.

［2］黃民生，黃呈橙.洪災(zāi)風(fēng)險評價等級模型探討［J］.災(zāi)害學(xué)，2007，22(1):1-5.

［3］馬宗晉，高慶華，張業(yè)成，等.地質(zhì)災(zāi)害對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展影響指標體系與評價方法的初步探索［J］.自然災(zāi)害學(xué)報，1999，8(2):8-12.

［4］中國氣象局雷電防護管理辦公室.全國雷電災(zāi)害典型實例匯編年［G］.北京:中國氣象局，2000-2011.

［5］殷嫻，尹麗云，許迎杰，等.云南省雷災(zāi)特征分析及災(zāi)情評價［J］.氣象科技，2013，41(1):184-190.

［6］鐵永波，唐川，周春花.基于信息熵理論的泥石流溝谷危險度評價［J］.災(zāi)害學(xué)，2005，20(4):43-46.