馮世豪，張立海，張百成

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系，江蘇徐州221000；2.空軍駐624廠軍事代表室，哈爾濱150030）

基于灰色模糊理論的軍械倉庫安全評估

馮世豪1，張立海2，張百成2

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系，江蘇徐州221000；2.空軍駐624廠軍事代表室，哈爾濱150030）

文章建立了一個較為完整的軍械倉庫安全評估指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法和專家經(jīng)驗(yàn)法等輔助方法確立體系中各指標(biāo)的權(quán)重，采用灰色模糊理論對該體系進(jìn)行客觀、科學(xué)的評估，并對某軍械倉庫進(jìn)行實(shí)例評估，得出了較為合理、符合實(shí)際的評估結(jié)果。

安全評估；灰色模糊理論；軍械倉庫

軍械倉庫主要用于存儲包括槍支、彈藥、火工品在內(nèi)的各種易燃、易爆軍械物資，其內(nèi)部儲存物件的特殊性決定了軍械倉庫是一種具有高危險性的地面設(shè)施。無論在戰(zhàn)時還是平時，保證軍械倉庫處于安全的狀態(tài)始終是倉庫管理[1]的首要任務(wù)，而在倉庫管理活動中存在的各類因素都制約著其安全性能的發(fā)展。因此，對軍械倉庫的安全性能進(jìn)行評估有助于部隊(duì)進(jìn)行更加合理的倉儲活動，查找倉庫安全漏洞，保證倉庫安全性能，為提高軍械物資儲存效益和預(yù)防事故提供準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。

近年來，國內(nèi)外對軍械倉庫安全評估已作了大量的研究工作，提出了多種安全評估方法，如故障類型和影響分析[2]、故障樹分析[3]、事件樹分析[4]等。以上方法對單因素評估有很好的效果，但從系統(tǒng)層面上對軍械倉庫進(jìn)行安全評估則顯得較為乏力。國內(nèi)已有學(xué)者提出了利用模糊綜合評估法對彈藥庫房進(jìn)行安全綜合評估，但該方法缺乏對環(huán)境變化的自學(xué)習(xí)能力，而且很難擺脫決策過程中的隨機(jī)性、參評人員主觀上的不確定性和認(rèn)識上的模糊性，操作難度較大[5]。運(yùn)用灰色模糊綜合評判的方法可以有效地對倉庫安全性能進(jìn)行合理、客觀的評估，較好地平衡人為因素的干擾，在確立多級評估指標(biāo)的前提下，可以有針對性對影響因素采取相應(yīng)的預(yù)防措施，達(dá)到評估倉庫安全性能的目的。

圖1 倉庫安全評估指標(biāo)體系Fig.1 Targetsystem of the safety assessmentof thewarehouse

1 軍械倉庫安全評估指標(biāo)體系

影響倉庫安全的評估指標(biāo)有很多，按照指標(biāo)體系構(gòu)建的合理性、科學(xué)性、實(shí)際性和準(zhǔn)確性的基本要求，結(jié)合相關(guān)專家的建議與倉庫倉儲實(shí)際建立了如圖1所示的4個一級指標(biāo)和15個二級指標(biāo)[6-7]。

在考慮人員因素時[8-9]，對安全教育、業(yè)務(wù)教育、管理模式等指標(biāo)的權(quán)重主要是依據(jù)業(yè)務(wù)單位對工作人員的安全、業(yè)務(wù)教育頻率和對管理者在實(shí)施業(yè)務(wù)計(jì)劃部署的合理、優(yōu)化程度確立的。人員的工作狀態(tài)和心理因素原本也應(yīng)考慮在系統(tǒng)中，但由于在灰度值確立時，對人員工作狀態(tài)的定量存在主觀因素大、灰度值跨度大的問題，因而在確立評估指標(biāo)體系時，未納入指標(biāo)體系之內(nèi)。

在考慮技術(shù)設(shè)備指標(biāo)時，本應(yīng)針對倉庫“十防”[10]設(shè)立10項(xiàng)指標(biāo)，但由于其他5項(xiàng)指標(biāo)對技術(shù)設(shè)備的要求程度不高，故只選取了特點(diǎn)較為突出的4項(xiàng)指標(biāo)，同時取庫房安全指標(biāo)中被稱為“第11防”靜電防護(hù)。其中防雷、防爆、防火、防靜電[11]等設(shè)備的指標(biāo)主要是通過倉庫現(xiàn)有的業(yè)務(wù)器械的使用效能來確定。而溫濕度控制設(shè)備指標(biāo)主要體現(xiàn)在設(shè)備的完好狀況和使庫房溫濕度保持在規(guī)定范圍之內(nèi)的能力，即溫濕度儀對溫濕度變化的敏感度、準(zhǔn)確度，空調(diào)、除濕機(jī)的工作能力等。

在考慮環(huán)境因素時，庫房布局指標(biāo)表示倉庫存儲彈藥的能力和堆碼跺的合理度來確立。自然環(huán)境則是綜合考慮倉庫周邊的地形和所處環(huán)境的優(yōu)劣等因素進(jìn)行評判的。最后的社會環(huán)境指標(biāo)則是由倉庫周邊的社會復(fù)雜情況來確定的。

在考慮火工品元件和報(bào)廢彈藥指標(biāo)時，將已報(bào)廢的火工品元件仍納入火工品元件指標(biāo)項(xiàng)，而報(bào)廢彈藥指標(biāo)項(xiàng)僅包含已報(bào)廢彈藥[12]、炮彈和其他彈種等。由于槍支也屬于軍械物資范圍，但其安全可靠性較高，不會發(fā)生危險，在此考慮的則是其可靠存儲的能力。最后一項(xiàng)，普通彈藥則是統(tǒng)指處于使用壽命范圍之內(nèi)的所有彈藥。

2 基于灰色模糊理論的軍械倉庫安全評估模型建立

2.1確定各指標(biāo)權(quán)重

在建立評估指標(biāo)的過程中通過二級指標(biāo)來進(jìn)行倉庫的安全性能評估，擬采用層次分析法（Analytic HierarchyProcess，AHP）[13-14]來對此層次結(jié)構(gòu)中各指標(biāo)權(quán)重確立。

利用專家經(jīng)驗(yàn)法，選取多名倉儲方面專業(yè)人員對兩級指標(biāo)因素的權(quán)重值進(jìn)行評定，同時，依據(jù)專業(yè)人員對指標(biāo)體系的掌握能力提出各個權(quán)重的相應(yīng)的灰度值[15]，通過該灰度值確定能夠有效的減少評定時產(chǎn)生的主觀偏差。依據(jù)信息的充分程度劃分出5個等級，分別對應(yīng)的灰度范圍為{0～0.2，0.2～0.4，0.4～0.6，0.6～0.8，0.8～1.0}[16-17]，信息充分度如表1所示。

表1 信息充分度表Tab.1Tableofadequateinformationdegree

表1中，灰度值越大表征信息充分度越低，反之則越充分，信息的客觀度越高。在灰度值表示中，選定某點(diǎn)的灰度值對應(yīng)到某一灰度范圍即為該信息的充分等級，如某權(quán)重的灰度值為0.3，則0.3落在0.2～0.4區(qū)間內(nèi)，信息等級為較充分；若在灰度邊界上，則采取等級向后推移選取，如某權(quán)重灰度值為0.4，則信息等級為一般。通過此種灰度值對權(quán)重的輔助表述，運(yùn)用灰色模糊評判集合的方法，可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況調(diào)整某項(xiàng)權(quán)重的灰度值，改變權(quán)重的可信度，將權(quán)重和可信度相結(jié)合，運(yùn)用定量的方法克服部分主觀的偏差。

最后，選取權(quán)重系數(shù)和灰度值組合形成二級評估體系的各指標(biāo)權(quán)重對應(yīng)的灰色模糊評估一階矩陣。一級指標(biāo)灰色模糊綜合評判集合為：

式（1）中：M表示一級權(quán)重因子；H表示一級信息灰度因子；h1、h2、h3、h4分別表示評估指標(biāo)U1、U2、U3、U4的灰度值。

二級指標(biāo)灰色模糊綜合評判集合為：

式（2）中：i∈{1,2,3,4}；ki∈{1,2,3,4,5}；j≤ki；Mi表示二級權(quán)重因子；Hi表示二級信息灰度因子；hij表示評估指標(biāo)Uij的灰度值。

2.2確定評定等級

為了反映軍械倉庫安全性能，同時考慮到實(shí)際情況，對各因素進(jìn)行分級評定，劃分為5個安全等級，即形成評定標(biāo)準(zhǔn)集P={p1,p2,p3,p4,p5}，其中：p1、p2、p3、p4、p5分別表示非常安全、較安全、基本安全、低安全和不安全。

2.3建立評估矩陣

評估矩陣主要是用于對該系統(tǒng)進(jìn)行灰色分析，體現(xiàn)了評估標(biāo)準(zhǔn)集合與專業(yè)人員評語集之間存在的灰色模糊關(guān)系，運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)法給出各個評估指標(biāo)的評估標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果集lij，該集合表示隸屬于各個等級的隸屬度。同時，依據(jù)權(quán)重系數(shù)與灰度值組合中的信息程度劃分，在此也對各隸屬度的信息充分程度給出對應(yīng)的灰度值集cij，用以減少人為誤差。其上標(biāo)1、2、3、4、5分別表示分屬5個安全等級。得出第i個一級指標(biāo)評估矩陣Bi為：

2.4灰色模糊綜合評判

在此進(jìn)行的灰色模糊綜合評判主要是依據(jù)已經(jīng)建立的評估指標(biāo)體系構(gòu)建的，由于評估指標(biāo)的兩級特性，因而采用合成運(yùn)算的方法。將各一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)的模糊綜合評判結(jié)果向上合成后，形成一級指標(biāo)的灰色評判矩陣，再對所得出的一級指標(biāo)評判矩陣進(jìn)行算法處理，形成最終的倉庫安全評估結(jié)論。為了盡可能多的保留評估信息，以使評估結(jié)果最貼近實(shí)際，合成運(yùn)算在隸屬度運(yùn)算中采用F(∧?,??)算子，在灰度值運(yùn)算中采用F(∧?,?⊕)算子。由此，得到第n個等級灰色模糊綜合評估結(jié)果：

式（4）中：“°”表示模糊合成算子，進(jìn)行模糊變換時要選者適宜的模糊合成算子；“⊕”是有界和運(yùn)算，即在有界限制下的普通加法運(yùn)算；“?”為有界積運(yùn)算，即在有界限制下的普通乘法運(yùn)算；“∧”表示符號兩邊取小；i∈{1,2,3,4}；ki∈{1,2,3,4,5}；j≤ki；n∈{1,2,3,4,5}

由式（4）在i取得1、2、3、4的情況下，可以得出各個一級指標(biāo)的灰色模糊綜合評判結(jié)果矩陣，最后通過合成得到一級評估矩陣：

之后，再對一級指標(biāo)的灰色模糊集合進(jìn)行評判，得出最終評估矩陣：

式（5）中：i∈{1,2,3,4}；n∈{1,2,3,4,5}；xi、yi表示Z中各等級的結(jié)果矩陣中的值。

得到評估矩陣后，由于其對軍械倉庫安全評估不具有直觀性，所以將評估矩陣進(jìn)行結(jié)果集處理，按照最大隸屬度原則[18]和信息灰度值最小原則，得出：

最后，采用安全等級一階矩陣S=[5,4,3,2,1]進(jìn)行評估[19]，評估的度量值為：

3 實(shí)例評估

采用基于灰色模糊理論的軍械倉庫安全評估方法對某軍械倉庫的安全性能進(jìn)行評估，建立圖1中的評估指標(biāo)體系。

3.1灰色模糊評判權(quán)重矩陣的建立

在評估指標(biāo)的權(quán)重集設(shè)定時，運(yùn)用AHP方法和專家經(jīng)驗(yàn)法相結(jié)合，綜合考慮多方面因素，建立權(quán)重分配表，見表2。信息充分度的灰度值見表3。

表2 權(quán)重分配表Tab.2 Weight allocation table

表3 灰度值表Tab.3Grayvaluetable

由表2、3構(gòu)成二級灰色模糊評估一階矩陣：

3.2灰色模糊評估矩陣建立

通過25名專業(yè)工作者、倉儲專家對某軍械倉庫的二級指標(biāo)進(jìn)行評估構(gòu)成式（3）的評估矩陣Bi。專家對該倉庫的安全教育指標(biāo)評估為：4人認(rèn)為非常安全，10人認(rèn)為較安全，6人認(rèn)為基本安全，4人認(rèn)為基本安全，1人認(rèn)為不安全。同時，綜合25人的灰度值構(gòu)成U11對應(yīng)的模糊評估一階矩陣為：（[0.16，0.2），（0.4，0.2），（0.24，0.3），（0.16，0.2），（0.04，0.5）]。同理，得出4個一級灰色模糊評估矩陣：

3.3綜合評判

由式（9）～（17），運(yùn)用所建立的模型，將數(shù)值帶入式（4）、（5）后得出一級灰色模糊評估矩陣J。之后，運(yùn)用式（6）得出最后評判結(jié)果矩陣：

最后，再運(yùn)用式（7）將式（18）化成結(jié)果矩陣：

T=[0.1737,0.4952,0.2098,0.1021,0.0192]。

根據(jù)最大隸屬度原則，由結(jié)果矩陣T可以看出此時軍械倉庫安全性能處于p2等級，即較安全狀態(tài)，運(yùn)用式（8）得出安全度E=3.7021。

4 結(jié)束語

軍械倉庫保持在一個良好的狀態(tài)對部隊(duì)裝備保障工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文充分利用現(xiàn)有的信息，結(jié)合專業(yè)人員的分析，形成一個合理的評估指標(biāo)體系，基于灰色模糊理論建立了一個科學(xué)的評估模型，它相對于AHP最大的優(yōu)勢在于灰度值的引入，針對主觀性較強(qiáng)的方法，通過灰度值的可信調(diào)整，可以平衡部分專家打分、評定帶來的主觀誤差。同時，運(yùn)用底層合成、多級評估的方法，進(jìn)一步減小了評定因素過多所帶來的系統(tǒng)誤差。最后，通過實(shí)例定量分析最終得出較為客觀的評估結(jié)論。

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Ordnance Depotof Safety Evaluation Based on Grey Fuzzy Theory

FENGShihao1,ZHANG Lihai2,ZHANGBaicheng2

（1.DepartmentofAircraftAmmunition,Air Force Logistics College,Xuzhou Jiangsu 221000,China; 2.Military RepresentativesOfficeof Air Force in 624thFactory,Haerbin 150030,China）

In this paper,a comparatively complete targetsystem of index in the safety ofordnance depotwasbuilt.The aux?iliarymethods like AHPand expert-experiencemethod wasused to establish the indexweight in each.Moreover the grey fuzzy theorywasused to assess this index system in an impersonality and scienceway.Finally thismodelwas takeninto re?ality example,and then a reasonable and truthfulness resultwasgotten.

safety evaluation;grey fuzzy theory;ordnance depot

E23

A

1673-1522（2016）02-0185-06

10.7682/j.issn.1673-1522.2016.02.017

2015-10-25；

2016-01-17

馮世豪（1992-），男，碩士生。