唐衛(wèi)貞 涂浩

摘 要：在多因素中確定各因素的重要性排序，是涉及多因素問(wèn)題研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？展懿话踩录陌l(fā)生是由多方面因素造成的，本文以空管不安全事件誘發(fā)因素中的環(huán)境因素為例，構(gòu)建了空管不安全事件環(huán)境多因素指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊聚類方法和粗糙集理論中的重要性原理提出一個(gè)確定多因素排序的客觀方法，并以管制工作一線調(diào)研方式得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：空管交通管理；環(huán)境因素；模糊聚類方法；重要性排序

1 引言

空管不安全事件的發(fā)生是由多種因素造成的，其中環(huán)境因素扮演著很重要的角色，而環(huán)境因素中也包含多個(gè)方面，例如：空域的復(fù)雜程度、管制室環(huán)境、航班號(hào)相似度、空軍活動(dòng)限制、機(jī)場(chǎng)所在地形復(fù)雜程度、航班進(jìn)離場(chǎng)程序、管制室室內(nèi)布局、飛行流量大、航班流量狀況等。確定各因素對(duì)空管不安全事件的誘發(fā)作用，是加強(qiáng)空管安全管理、改善運(yùn)行安全水平的重要措施。由于環(huán)境因素中各個(gè)影響方面之間也存在著非獨(dú)立屬性，有相互關(guān)聯(lián)和約束的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上要評(píng)價(jià)各個(gè)影響方面的重要性顯得非常困難，加上在評(píng)價(jià)過(guò)程中經(jīng)常包含許多不可靠性，致使最終的評(píng)價(jià)結(jié)果失去了意義。

在對(duì)空管不安全事件的環(huán)境因素的研究分析中，往往首先要通過(guò)調(diào)研確定一個(gè)包含多因素的指標(biāo)體系，之后對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行排序，也就是權(quán)重分配。由于在現(xiàn)有階段的大部分研究中都是在多指標(biāo)的權(quán)重分配問(wèn)題上采用專家評(píng)定的方法來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，或者是通過(guò)專家對(duì)該指標(biāo)體系中的諸多因素進(jìn)行兩兩對(duì)比分析來(lái)確定權(quán)重。但不同專家對(duì)同一問(wèn)題的觀點(diǎn)具有不同性，所以很難去確定各指標(biāo)的權(quán)重。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文將利用綜合模糊聚類和粗糙集理論進(jìn)行分析，著重探討多因素指標(biāo)體系中各因素重要性排序的客觀性方法。

2 多因素評(píng)估指標(biāo)體系

在前期的調(diào)研基礎(chǔ)上，對(duì)某空管分局共計(jì)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷100份，將評(píng)價(jià)等級(jí)分為五級(jí)：

通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷細(xì)致地回收與檢查，整理出有效問(wèn)卷80份，并統(tǒng)計(jì)出指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)各元素對(duì)應(yīng)的選擇人數(shù)，如表 1所示。

3 基于多因素重要性客觀排序評(píng)估

由于粗糙集理論的研究基礎(chǔ)是針對(duì)某一事例而言的，并不需要除了事例以外的其他信息；而模糊聚類的方法具有對(duì)指標(biāo)信息處理的能力，但缺陷是不能對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。所以，結(jié)合這兩種理論來(lái)確定多因素指標(biāo)的重要性排序有著重大的意義?；谀：垲惡痛植诩碚摰亩嘁蛩刂笜?biāo)的重要性排序的具體步驟如下。

第一步：確定需要處理的樣本對(duì)象，并對(duì)需要處理的樣本進(jìn)行聚類?？捎镁仃嚤硎?。各行向量進(jìn)行歸一化處理，每一行之和為1，可得到環(huán)境多因素指標(biāo)集對(duì)所對(duì)應(yīng)的模糊評(píng)價(jià)矩陣R。

第二步：建立模糊相似矩陣。在建立模糊相似矩陣的過(guò)程中，用多元分析法確定經(jīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的對(duì)象間的相似程度，采用最大最小法建立模糊相似矩陣。即：

第三步：對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分類。用平方自合成法求得 的傳遞閉包。利用模糊等價(jià)閉包法求出模糊等價(jià)矩陣。即：

然后根據(jù)模糊等價(jià)矩陣，確定合適的閥值范圍進(jìn)行分類，采用不同的閥值范圍時(shí)各類所包含的指標(biāo)的名稱和個(gè)數(shù)，并依據(jù)粗糙集理論中對(duì)指標(biāo)重要性的定義，從全部指標(biāo)中依次刪除各個(gè)指標(biāo)再進(jìn)行之前的第二步和第三步，即刪除各指標(biāo)后整個(gè)集合仍然按相應(yīng)的閥值范圍分類，最后記錄。考察各屬性對(duì)分類的影響。分類結(jié)果為：

（1）當(dāng)0.65<α≤0.70時(shí)，全部樣本可分為1類：{1，2，3，4，5，6，7，8}

（2）當(dāng)0.70<α≤0.75時(shí)，全部樣本可分為2類：{1，2，3，4，7，8}，{5，6}

（3）當(dāng)0.75<α≤0.80時(shí)，全部樣本可分為5類：{1，3，4}，{2}，{5}，{6}，{7，8}

（4）當(dāng)0.80<α≤0.85時(shí)，全部樣本可分為7類： {1，4}，{2}，{3}，{5}，{6}，{7}，{8}

（5）當(dāng)0.85<α≤1.00時(shí)，全部樣本可分為8類：{1}，{2}，{3}，{4}，{5}，{6}，{7}，{8}

同樣的，依次求出刪除某一指標(biāo)后的分類。

第四步：利用粗糙集的相關(guān)原理，確定各因素的信息量。首先確定該多因素指標(biāo)體系的總信息量，根據(jù)定義，在刪除某一指標(biāo)后，若能從初始的分類中獲取較多的信息量，則說(shuō)明被刪除的指標(biāo)對(duì)分類來(lái)說(shuō)所含的信息量較少；反之，則說(shuō)明被刪除的指標(biāo)對(duì)分類來(lái)說(shuō)所含的信息量較多。故指標(biāo)所含信息量相對(duì)大小可用刪除某一指標(biāo)后的分類與初始分類的互信息量的倒數(shù)表示，即：

第五步：根據(jù)各指標(biāo)所含的信息量確定其相應(yīng)的權(quán)重。

4 結(jié)果分析

權(quán)重越高，代表該指標(biāo)所產(chǎn)生的作用越大。具體環(huán)境因素重要行排序見(jiàn)表2，得出以下三點(diǎn)結(jié)論。

（1）目前影響我國(guó)民航空管運(yùn)行安全的主要因素為空域的復(fù)雜程度和空軍的活動(dòng)限制，這也與我國(guó)目前的空管體制相吻合，我國(guó)絕大部分空域歸空軍所有，民航只有對(duì)主干航線和航路擁有使用權(quán)，在一個(gè)空域中有多家管制單位進(jìn)行管制指揮，這個(gè)管制指揮工作帶來(lái)了巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

（2）近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，民航航班量也在與日俱增，空中飛機(jī)的航班號(hào)相近度也在不斷增加，這兩大因素也是造成空管不安全事件的兩大重要因素。

（3）管制室的環(huán)境，包括燈光、布局、人機(jī)界面的合理性等等因素，是造成管制員疲勞的重要因素，因此也直接影響著空管系統(tǒng)運(yùn)行的整體安全性。

從表中可以得出，空軍活動(dòng)限制程度和空域環(huán)境復(fù)雜程度在誘發(fā)空管不安全事件方面占有的比重相對(duì)來(lái)說(shuō)是最大的，其次還有飛行流量、管制室布局的合理性，也都對(duì)誘發(fā)不安全事件起到很大作用。因此在安全管理方面，對(duì)于加強(qiáng)軍民航的管制協(xié)調(diào)，改善空域環(huán)境，加強(qiáng)管制室的布局合理性，有著重大的意義。

5 結(jié)束語(yǔ)

空管不安全事件多因素指標(biāo)的重要性排序是對(duì)各個(gè)對(duì)象綜合評(píng)價(jià)的前提。文章通過(guò)對(duì)存在空管不安全事件的環(huán)境因素分析，結(jié)合空管工作的實(shí)際情況，提出了利用模糊聚類和粗糙集理論的綜合評(píng)估方法對(duì)空管不安全事件的環(huán)境引發(fā)的多因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。該方法能在不丟失原始數(shù)據(jù)的情況下根據(jù)各指標(biāo)所含的信息量的大小確定其權(quán)重，保證了分類的合理性，避免了主觀因素對(duì)重要性排序的影響，從而更有效的表述了各指標(biāo)之間的相互關(guān)系。對(duì)有效的改善空管安全系統(tǒng)，提高安全水平有著重要的意義。

【基金項(xiàng)目：中國(guó)民航飛行學(xué)院科研基金項(xiàng)目J2013-58；中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)生科技活動(dòng)基金項(xiàng)目X2015-32】