李 焓， 姚 佳

(成都理工大學(xué) 教務(wù)處，四川 成都610059)

0 引 言

近年來，隨著我國高等教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高校實(shí)驗(yàn)室的種類和數(shù)量不斷增多，實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)、科研活動日趨頻繁，實(shí)驗(yàn)室的人員集中度和流動性也相應(yīng)增加，實(shí)驗(yàn)室安全事故時有發(fā)生［1］，因此，加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安管理，提高實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)管能力，是各高校全乃至整個社會值得深入研究和探討的重要研究課題［2］。實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理的一個重要內(nèi)容［3］。在對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行安全管理評價時，所涉及到的指標(biāo)項(xiàng)較多，并且其等級標(biāo)準(zhǔn)存在模糊性，不確定性，使得在數(shù)據(jù)處理時都存在一些不確定性問題［4］。

集對分析是趙克勤于1989 年首次提出的，是一種研究不確定性的數(shù)學(xué)方法，在分析處理多目標(biāo)不確定性問題時具有較強(qiáng)的適用性［5］?；陟貦?quán)的五元聯(lián)系數(shù)集對模型是在集對分析理論和熵權(quán)法的基礎(chǔ)上提出的一種綜合評價方法，它從多目標(biāo)之間的聯(lián)系度與轉(zhuǎn)化的同一度、差異度和對立度描述各個目標(biāo)之間的相關(guān)性，并通過信息熵確定指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)而進(jìn)行客觀評價［6］。本文試圖將基于熵權(quán)的五元聯(lián)系數(shù)集對模型引入到實(shí)驗(yàn)室安全管理展開綜合評價中，并通過運(yùn)用實(shí)例進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，該方法是一種有效的、可靠的評價方法。

1 五元聯(lián)系數(shù)評價模型

1.1 五元聯(lián)系數(shù)評價模型

在實(shí)驗(yàn)室安全管理評價時，把實(shí)際考評結(jié)果作為集合A，考評等級標(biāo)準(zhǔn)看作集合B，通過比較A 集合和B 集合，找出它們同、異、反的聯(lián)系度，就可以對各實(shí)驗(yàn)室安生管理進(jìn)行比較分析，從而判斷所屬等級。

根據(jù)上面的思想，現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室安全管理五元聯(lián)系數(shù)集對模型進(jìn)行構(gòu)建。

(1)構(gòu)建集對H(Al，Bk)。選擇具有代表的評價指標(biāo)，將樣本評價指標(biāo)的實(shí)測值xl(l =1，2，…，m，m為評價指標(biāo)數(shù))看成一個集合Al，將相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)計為另一集合Bk(k =1，2，…，n;n 為評價等級)，其集合Al，Bk構(gòu)成集對H(Al，Bk)。

(2)構(gòu)造五元聯(lián)系數(shù)。有五元聯(lián)系數(shù)μAl～Bk描述集對H(Al，Bk)的關(guān)系:

式中，al、bl，1、bl，2、bl，3、cl分別表示指標(biāo)xl與該指標(biāo)的Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系度。

(3)構(gòu)造聯(lián)系度表達(dá)式。在評價指標(biāo)體系中將其等級劃分為5 個等級時，將涉及到4 個等級邊界值，因?yàn)檫吔缰稻哂心：?，所以若單因子評價落入該級的范圍視為同一，落入相鄰的等級視為差異，落入相隔的等級范圍視為對立，即通過差異度分量解決等級邊界模糊性的問題［7］。由于在實(shí)驗(yàn)室安全管理中所涉及的指標(biāo)都是效益性的指標(biāo)(即越大越好型指標(biāo))，所以本文采用效益型的聯(lián)系度表達(dá)式［8］:

式中，s1、s2、s3、s4為評價指標(biāo)的門限值。

1.2 熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)法是一種在綜合考慮各因素所提供信息量的基礎(chǔ)上，計算一個綜合指標(biāo)的數(shù)學(xué)方法［9］，它主要是根據(jù)各指標(biāo)傳遞給決策者的信息量大小來確定其權(quán)數(shù)。因此可以用信息熵評價所獲系統(tǒng)信息的有序度及效用，即由評價指標(biāo)值構(gòu)成的判斷矩陣來確定指標(biāo)權(quán)重，其具體計算步驟如下:

(1)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣計算第i 項(xiàng)指標(biāo)的熵值ei:

式中，zij(i=1，2，…，n;j =1，2，…，m)為第j 個評價指標(biāo)的第j 個評價對象具體量值xij進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后的結(jié)果，k 的取值為:k=，且有0 ＜ei＜1。

(2)計算第i 個指標(biāo)的差異性系數(shù)gi

(3)對差異性系數(shù)進(jìn)行歸一化處理

得到熵權(quán)權(quán)重向量ω=(ω1，ω2，…，ωn)。

1.3 綜合關(guān)聯(lián)度及評價等級

(1)通過聯(lián)系度表達(dá)式計算出各指標(biāo)的聯(lián)系度μAl～Bk，再結(jié)合各評價指標(biāo)的權(quán)重，計算出綜合聯(lián)系度。

式中:ωl為第l 個指標(biāo)的權(quán)重。

(2)等級判定。采用置信度準(zhǔn)則來確定其評價等級。

式中:f1，f2，…，fK，為聯(lián)系度分量，其參數(shù)的意義理解為f1為隸屬于1 級標(biāo)準(zhǔn)的可能程度;f2為隸屬于2 級標(biāo)準(zhǔn)的可能程度;fK為隸屬于K 級標(biāo)準(zhǔn)的可能程度［10］;λ 為置信度，范圍為［0.5，0.7］，對于給定的λ，當(dāng)hK＞λ 且hK－1≤λ 時，則評價結(jié)果屬于級。

2 實(shí)例分析

為了驗(yàn)證該模型在實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價中的有效性，筆者在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室管理評價體系的研究基礎(chǔ)上［11-16］，依據(jù)科學(xué)性、針對性和可操作性的原則，設(shè)計出本次實(shí)驗(yàn)室安全管理的評價體系，該指標(biāo)體系包含21 個指標(biāo)項(xiàng)，各指標(biāo)具體內(nèi)容見表1。

表1 2013 學(xué)年某高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合指標(biāo)

利用該指標(biāo)體系，分別選取“物理實(shí)驗(yàn)室”、“電工實(shí)驗(yàn)室”、“化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”、“機(jī)械實(shí)驗(yàn)室”作為評價對象，且各指標(biāo)項(xiàng)的實(shí)測值詳見表1?，F(xiàn)利用所建模型進(jìn)行具體分析如下:

(1)評價等級劃分。在評價之前，首先將實(shí)驗(yàn)室安全管理評價等級劃分為Ⅰ～Ⅴ級五個評價等級，五個等級的單因素評價標(biāo)準(zhǔn)臨界值s1，s2，s3，s4，構(gòu)成5個區(qū)間(∞，8］，(8，6］，(6，4］，(4，2］，(2，－∞)，每個區(qū)間分別對應(yīng)“高”(Ⅰ級)、“較高”(Ⅱ級)、“中等”(Ⅲ級)、“較低”(Ⅳ級)、“低”(Ⅴ級)5 個等級。

(2)計算聯(lián)系度。依據(jù)聯(lián)系度表達(dá)式，根據(jù)各指標(biāo)的實(shí)測值計算各指標(biāo)對應(yīng)各等級的聯(lián)系度分量(詳細(xì)計算結(jié)果省略)。

(3)指標(biāo)權(quán)重確定。將表2 中各實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)指標(biāo)實(shí)測量值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，利用熵權(quán)法確定其指標(biāo)權(quán)重ω=(ω1，ω2，…，ω21)，得各指標(biāo)權(quán)重值，結(jié)果見表1 中的權(quán)重列。

(4)計算綜合聯(lián)系度。利用式(5)綜合聯(lián)系度計算公式μA～B，計算出各實(shí)驗(yàn)室的綜合關(guān)聯(lián)度量，結(jié)果見表2。

(5)結(jié)果分析。依據(jù)表2 中各實(shí)驗(yàn)室的綜合聯(lián)系度μA～B計算結(jié)果，根據(jù)置信度原則，取λ=0.5，則h1=f1=0.552;h2=f1=0.563，h3=f1+f2=0.516，h4=f1=0.686，得各實(shí)驗(yàn)室評價所屬等級分別為:Ⅰ(高)，Ⅰ(高)，Ⅱ(較高)，Ⅰ(高)。再根據(jù)同一等級的不同聯(lián)系度值的大小，進(jìn)一步對其4 個實(shí)驗(yàn)室的安全管理狀況進(jìn)行綜合排序，結(jié)果為:h4＞h2＞h1＞h3。

表2 綜合關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果及所屬等級

將該評價結(jié)果與模糊綜合評價法的評價結(jié)果進(jìn)行對比(見表3)，兩種評價分析方法所得的結(jié)果相吻合。進(jìn)一步證明了該模型在實(shí)驗(yàn)室安全管理評價的可行性、可靠性。

3 結(jié) 語

基于集對理論，建立起高校實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價的五元聯(lián)系數(shù)集對模型，從而為高校實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價找到一種定量分析的新方法。同時將信息論中的熵權(quán)理論運(yùn)用到指標(biāo)權(quán)重計算，有效地減少評價過程中的主觀性，提高了實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價的客觀性。最后通過實(shí)例進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步證明了利用該模型在實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價的適用性和可行性，為實(shí)驗(yàn)室安全管理綜合評價提供了新的參考方法。

表3 評價結(jié)果比較

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