劉 偉，劉曰勝，胡瑞平

(1．鎮(zhèn)江船艇學(xué)院 船艇指揮系，江蘇 鎮(zhèn)江 212003； 2.鎮(zhèn)江船艇學(xué)院 訓(xùn)練管理系，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

?

● 裝備保障 Equipment Support

船艇訓(xùn)練安全定量評(píng)估

劉 偉1，劉曰勝2，胡瑞平2

(1．鎮(zhèn)江船艇學(xué)院 船艇指揮系，江蘇 鎮(zhèn)江 212003； 2.鎮(zhèn)江船艇學(xué)院 訓(xùn)練管理系，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

為消除船艇訓(xùn)練安全隱患、預(yù)防和減少事故、提高船艇訓(xùn)練安全水平，結(jié)合船艇部隊(duì)實(shí)船訓(xùn)練的實(shí)際，研究船艇訓(xùn)練安全評(píng)估方法。經(jīng)過(guò)比較，選擇模糊綜合評(píng)價(jià)法實(shí)現(xiàn)對(duì)船艇訓(xùn)練安全的定量評(píng)估。給出船艇訓(xùn)練安全評(píng)估的方法步驟，從人、船艇、環(huán)境、管理4個(gè)方面建立了船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系，構(gòu)建了船艇訓(xùn)練安全的模糊綜合評(píng)估模型，并通過(guò)算例驗(yàn)證了船艇訓(xùn)練安全評(píng)估理論方法的可行性。

船艇訓(xùn)練；安全評(píng)估；模糊綜合評(píng)價(jià)

近年來(lái)，陸空軍船艇部隊(duì)建設(shè)持續(xù)快速發(fā)展，訓(xùn)練課目的難度和強(qiáng)度不斷加大，但部隊(duì)高度重視的訓(xùn)練安全問(wèn)題卻困擾著實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練的開(kāi)展，制約著船艇部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的提升。一些船艇部隊(duì)因怕出安全問(wèn)題，而導(dǎo)致船艇訓(xùn)練不能經(jīng)?；⑷婊?，也直接導(dǎo)致船艇指揮員的素質(zhì)得不到明顯提高。解決這一問(wèn)題的有效途徑是實(shí)行船艇訓(xùn)練安全評(píng)估。

安全評(píng)價(jià)技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，是由于保險(xiǎn)業(yè)的需要發(fā)展起來(lái)的。隨著1969年美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)頒布的最具代表性的系統(tǒng)安全軍事標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-822B《系統(tǒng)安全大綱要點(diǎn)》的實(shí)施, 安全評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)世界安全和防火領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，迅速為日、英和歐洲其他國(guó)家引進(jìn)使用。此后，系統(tǒng)安全工程方法陸續(xù)推廣到航空、航天、核工業(yè)、石油、化工等領(lǐng)域，并不斷得以完善。20世紀(jì)80年代初，安全系統(tǒng)工程引入我國(guó)，受到許多大中型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位和行政管理部門(mén)的高度重視。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，特別是數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的安全評(píng)價(jià)方法得到了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)也開(kāi)始用于對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的安全評(píng)價(jià)。

對(duì)船艇訓(xùn)練進(jìn)行事前安全評(píng)估，可預(yù)先及早了解訓(xùn)練工作的安全狀況，特別是發(fā)現(xiàn)不足和風(fēng)險(xiǎn)，以便對(duì)存在問(wèn)題及時(shí)加以解決，從而消除船艇訓(xùn)練安全隱患，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)防和減少事故的目的。

1 船艇訓(xùn)練安全評(píng)估方法

1.1 常見(jiàn)安全評(píng)估方法的比較與選擇

對(duì)船艇訓(xùn)練安全進(jìn)行評(píng)估是通過(guò)安全評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)的。安全評(píng)價(jià)方法是對(duì)項(xiàng)目或系統(tǒng)的危險(xiǎn)、危害因素及其危害程度進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的方法，是進(jìn)行定性、定量安全評(píng)價(jià)的工具。目前國(guó)內(nèi)外已研究開(kāi)發(fā)出許多具有不同特點(diǎn)、適用不同對(duì)象和范圍、要求不同應(yīng)用條件的評(píng)價(jià)方法。常見(jiàn)的方法有概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法，3種方法的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)安全評(píng)估方法比較

在安全評(píng)價(jià)中，選擇合適的評(píng)價(jià)方法十分重要。選擇安全評(píng)價(jià)方法應(yīng)遵循充分性、適應(yīng)性、系統(tǒng)性、針對(duì)性和合理性的原則。船艇訓(xùn)練工作項(xiàng)目復(fù)雜，人員、船艇、環(huán)境等方面對(duì)整個(gè)訓(xùn)練都有較大的影響。

簡(jiǎn)單判斷船艇訓(xùn)練工作安不安全并不困難，但結(jié)論的可靠度難以保證。只有將船艇訓(xùn)練工作中的每一個(gè)因素、每一個(gè)變量、每一個(gè)層次都納入系統(tǒng)，將評(píng)估指標(biāo)量化，最終得到的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果才能真正反映船艇訓(xùn)練工作的安全狀況。船艇訓(xùn)練工作中各種情況復(fù)雜多變，并且伴隨的突發(fā)因素較多，很難給出導(dǎo)致事故發(fā)生因素的概率，所以對(duì)于概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法來(lái)說(shuō)并不好實(shí)現(xiàn)，如果使用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法來(lái)對(duì)船艇訓(xùn)練工作進(jìn)行安全評(píng)估，很有可能導(dǎo)致最后的結(jié)果失真；使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)船艇訓(xùn)練工作進(jìn)行評(píng)估得出的結(jié)果會(huì)很準(zhǔn)確，但其過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，計(jì)算量巨大，不符合船艇訓(xùn)練安全評(píng)估要求的適用性；而模糊綜合評(píng)價(jià)法數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單，在專(zhuān)家給出評(píng)定分值數(shù)據(jù)的條件下，既具有權(quán)威性又同時(shí)能將整個(gè)船艇訓(xùn)練工作的安全狀況分出危險(xiǎn)等級(jí)，使評(píng)價(jià)結(jié)果能夠準(zhǔn)確、清晰地反映出船艇訓(xùn)練的具體安全狀況。因此，針對(duì)船艇訓(xùn)練工作的特點(diǎn)，基于對(duì)近年來(lái)船艇訓(xùn)練中出現(xiàn)的一些事故和問(wèn)題的分析，切合船艇部隊(duì)的實(shí)際需求，選擇模糊綜合評(píng)價(jià)法作為船艇訓(xùn)練安全評(píng)估方法。

1.2 船艇訓(xùn)練安全模糊綜合評(píng)價(jià)法

依據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法，給出船艇訓(xùn)練安全模糊綜合評(píng)價(jià)法的步驟：首先建立船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系，接著對(duì)最低層指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，再對(duì)中間層指標(biāo)進(jìn)行綜合模糊評(píng)價(jià)，最后對(duì)最高層指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)加權(quán)平均得到最終定量評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.2.1 船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系

首先利用對(duì)以往船艇訓(xùn)練中出現(xiàn)問(wèn)題、事故的情況分析，結(jié)合船艇指揮專(zhuān)業(yè)知識(shí)，歸納出影響船艇訓(xùn)練安全的主要因素。同時(shí)，通過(guò)征求專(zhuān)家和船艇部隊(duì)船艇長(zhǎng)的意見(jiàn)，找出影響船艇訓(xùn)練安全的潛在因素。

從船艇指揮員、船艇、環(huán)境和管理4個(gè)方面建立船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系A(chǔ)(見(jiàn)表2)。其中一級(jí)指標(biāo)記為B，包括船艇指揮員B1、船艇B2、環(huán)境B3、管理B4；二級(jí)指標(biāo)記為C(C1,C2,…,C17)，共17個(gè)；三級(jí)指標(biāo)記為C11，C12，…，C173，共43個(gè)。

1.2.2 船艇訓(xùn)練安全模糊綜合評(píng)估數(shù)學(xué)模型

(1)建立評(píng)估指標(biāo)因素集。依托安全評(píng)估指標(biāo)體系建立綜合評(píng)估指標(biāo)因素集C，即C=(C1,C2,…,C17) 。根據(jù)指標(biāo)體系的層次，可知子指標(biāo)因素集，即Cim=( C11，C12，…，C173)(i=1,2,…,17；對(duì)應(yīng)不同的i，m分別從1到4取值)。

(2)建立評(píng)估集。根據(jù)船艇訓(xùn)練的特點(diǎn)，并咨詢(xún)相關(guān)專(zhuān)家意見(jiàn)，將評(píng)估集分為5個(gè)等級(jí)(記為“V”)：很好、好、中等、較差、差。最終評(píng)估結(jié)果也相應(yīng)地分為這5個(gè)等級(jí)。按百分制對(duì)5個(gè)安全級(jí)別賦分，5個(gè)安全級(jí)別對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間見(jiàn)表3。

(3)確定指標(biāo)體系權(quán)重。針對(duì)船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系，采用層次分析法來(lái)獲取各指標(biāo)的權(quán)重。首先由專(zhuān)家根據(jù)1～9標(biāo)度方法，針對(duì)上一層指標(biāo)，本層次指標(biāo)與其有關(guān)指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣。由于每個(gè)專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)相對(duì)重要性的比較可能不一致，那么得到的判斷矩陣也就不一致，對(duì)于這一問(wèn)題采用德?tīng)柗品ń鉀Q，即專(zhuān)家之間不得相互討論，不發(fā)生橫向聯(lián)系，只能與調(diào)查人員有聯(lián)系。采取匿名的方式發(fā)表意見(jiàn)，發(fā)調(diào)查問(wèn)卷到專(zhuān)家手中，由專(zhuān)家獨(dú)立打分，通過(guò)多輪次調(diào)查專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)相對(duì)重要性的比較、歸納、修改，最后匯總成一致的指標(biāo)相對(duì)重要性的判斷矩陣。

表2 船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系A(chǔ)

表3 評(píng)估等級(jí)及相應(yīng)分值

采用方根法計(jì)算出判斷矩陣的最大特征值λmax和特征向量W(wi)，得到評(píng)估指標(biāo)重要性排序，并利用最大特征值λmax進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

(4)建立評(píng)估矩陣。根據(jù)船艇訓(xùn)練安全評(píng)估的實(shí)際，采用專(zhuān)家評(píng)估法建立評(píng)估矩陣R(rij)。由專(zhuān)家綜合判斷各指標(biāo)所屬安全等級(jí)或者給各指標(biāo)具體打分，再按照評(píng)估集分值區(qū)間判斷各指標(biāo)所屬安全等級(jí)。根據(jù)專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)的評(píng)估結(jié)果計(jì)算出各指標(biāo)在各個(gè)評(píng)估等級(jí)所占比重，從而得到該指標(biāo)在評(píng)估集中的隸屬度。由同屬一個(gè)上層指標(biāo)的所有下層指標(biāo)所在評(píng)估集的隸屬度組成評(píng)估矩陣R。

(5)模糊綜合評(píng)估。采用綜合評(píng)價(jià)模型M(·,+)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估。M(·,+)的具體算法可表示為

(1)

式中：pj為綜合評(píng)價(jià)向量因子；wi為權(quán)重向量因子；rij為評(píng)估矩陣因子。

根據(jù)指標(biāo)權(quán)重矩陣W和評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行綜合評(píng)估，得到綜合評(píng)估向量P(pj)，即

P=W·R

(2)

式中：P為綜合評(píng)價(jià)向量；W為權(quán)重向量；R為評(píng)估矩陣。

根據(jù)加權(quán)平均原則和等級(jí)得分，對(duì)綜合評(píng)估向量P的分量進(jìn)行處理，得出指標(biāo)的定量值，即可判斷最終評(píng)估結(jié)果所屬安全等級(jí)。此外，在綜合評(píng)估中，除最低層指標(biāo)的評(píng)估矩陣由專(zhuān)家打分獲得外，每一上層指標(biāo)的評(píng)估矩陣由其下層指標(biāo)的綜合評(píng)估向量組成。

(6)評(píng)估向量的處理。為使最終的評(píng)估結(jié)果(最終評(píng)估向量)P=(p1,p2，p3，p4,p5)(pj為向量P中的第j個(gè)值)數(shù)字化，分別對(duì)5個(gè)向量等級(jí)賦以最能代表其特性的分?jǐn)?shù)值95、80、60、50和35，由具體公式

P=95p1+80p2+60p3+50p4+35p5

(3)

計(jì)算得出最終評(píng)估結(jié)果。

2 船艇訓(xùn)練安全評(píng)估示例

以對(duì)某船艇大隊(duì)的某271型登陸艇的一次保障物資輸送訓(xùn)練進(jìn)行安全評(píng)估為例，說(shuō)明船艇訓(xùn)練安全評(píng)估方法的使用。

2.1 數(shù)據(jù)

依據(jù)構(gòu)建的船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系，由專(zhuān)家組根據(jù)1～9標(biāo)度法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行相對(duì)重要性比較，從而構(gòu)造出判斷矩陣。同樣由專(zhuān)家針對(duì)此次訓(xùn)練，對(duì)指標(biāo)體系的最低層指標(biāo)打分。

2.2 權(quán)重系數(shù)矩陣

根據(jù)專(zhuān)家對(duì)各層指標(biāo)的相對(duì)重要性比較結(jié)果構(gòu)造的判斷矩陣，以方根法求取評(píng)估指標(biāo)權(quán)重向量的近似值W，其中：

式中:wi為權(quán)重向量因子；aij為判斷矩陣中第i行第j列元素。

對(duì)于指標(biāo)A，有

W=(w1,w2，w3，w4)= (1.565 1，1.565 1，0.485 5，0.840 9)

歸一化處理得到評(píng)估指標(biāo)權(quán)重向量

WA=(0.350 9,0.350 9,0.109 1,0.198 1)

計(jì)算指標(biāo)A的判斷矩陣最大特征值λmax，得λmax=4.010 4。一致性指標(biāo)CI=0.003 5，通過(guò)查一致性指標(biāo)RI值表，得RI=0.9，則一致性比率CR=CI/RI=0.003 9<0.1，滿足一致性要求。

同理，通過(guò)計(jì)算得出指標(biāo)B1和其下屬各指標(biāo)的權(quán)重向量為(其余指標(biāo)的權(quán)重略)

WB1=(0.308 6,0.073 6,0.326 9,0.131 3,0.159 6)

WC1=(0.5,0.5)

WC2=(0.833 3,0.166 7)

WC3=(1)

WC4=(0.401 3,0.337 5,0.163 8,0.097 4)

WC5=(0.457 9,0.416 1,0.126 0)

2.3 評(píng)估矩陣

由12名專(zhuān)家對(duì)最低層指標(biāo)根據(jù)評(píng)估等級(jí)分值區(qū)間具體打分。例如，12名專(zhuān)家對(duì)該船艇指揮員的船艇操縱理論知識(shí)分別打分81、80、85、82、83、90、87、87、80、81、90和83，對(duì)該船艇指揮員的操縱技能水平打分為85、80、83、83、82、88、83、85、90、90、85和87。其中去掉一個(gè)最高分去掉一個(gè)最低分后，專(zhuān)家們認(rèn)為該船艇指揮員的船艇操縱理論知識(shí)為好、較好、中等、較差和差的比重分別占0.4、0.6、0、0和0，而認(rèn)為船艇指揮員操縱技能水平好、較好、中等、較差和差的比重分別為0.6、0.4、0、0和0。所以得到C1的評(píng)估矩陣

同理，通過(guò)專(zhuān)家評(píng)分得到B1各下屬指標(biāo)的評(píng)估矩陣RC2、RC3、RC4、RC5(其余的評(píng)估矩陣略)。

2.4 船艇訓(xùn)練安全系統(tǒng)的模糊綜合評(píng)估

根據(jù)船艇訓(xùn)練安全評(píng)估指標(biāo)體系各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)矩陣W和評(píng)估矩陣R，求取模糊綜合評(píng)估向量P，其中P=W·R。

計(jì)算B1綜合評(píng)估向量，得

PC1=WC1·RC1=(0.5,0.5,0,0,0)

同理

PC2=(0.77,0.22,0.01,0,0)

PC3=(0.8,0.1,0.1,0,0)

PC4=(0.61,0.28,0.11,0,0)

PC5=(0.72,0.26,0.02,0,0)

則B1綜合評(píng)估向量為

PB1=WB1·RB1=(PC1PC2PC3PC4PC5)-1= (0.67,0.28,0.05,0,0)

同理可得PB2、PB3、PB4。從而計(jì)算出船艇訓(xùn)練安全系統(tǒng)的綜合評(píng)估向量為

PA=WA·RA=WA·(PB1PB2PB3PB4)-1= (0.62,0.29,0.09,0,0)

2.5 結(jié)果處理

根據(jù)評(píng)估向量的處理公式(3)可得到指標(biāo)B1、B2、B3、B4的綜合評(píng)估結(jié)果依次為P1=89.05分、P2=87.65分、P3=85.65分和P4=86.10分，而該船艇此次訓(xùn)練的綜合評(píng)估結(jié)果為PA=87.5分。根據(jù)評(píng)估等級(jí)的分值區(qū)間劃分，可知此次船艇訓(xùn)練工作在船艇指揮員、船艇、環(huán)境以及管理4個(gè)方面的安全等級(jí)都為“好”，整體安全等級(jí)也為“好”。評(píng)估說(shuō)明，此次訓(xùn)練的安全狀況可以保證船艇訓(xùn)練的安全正常進(jìn)行。而針對(duì)指標(biāo)B3分?jǐn)?shù)相對(duì)較低的情況，我們可以從指標(biāo)B3的下層指標(biāo)著手改進(jìn)，可以對(duì)港灣碼頭的設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新或者加強(qiáng)維護(hù)，以及完善港灣碼頭的應(yīng)急救援措施和設(shè)備，以進(jìn)一步提高本次訓(xùn)練的安全性

3 結(jié) 語(yǔ)

船艇訓(xùn)練安全評(píng)估是對(duì)船艇訓(xùn)練工作的安全狀況在訓(xùn)練之前作一次全面的考察。通過(guò)對(duì)船艇訓(xùn)練工作整體以及各個(gè)方面安全評(píng)估結(jié)果的分析，能及早發(fā)現(xiàn)船艇在訓(xùn)練時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題和導(dǎo)致問(wèn)題的不安全因素，并有針對(duì)性地采取整改措施，從而提高船艇訓(xùn)練的安全水平，增強(qiáng)船艇部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。算例表明了船艇訓(xùn)練安全評(píng)估理論方法的可行性。

隨著船艇部隊(duì)的發(fā)展，許多新裝備開(kāi)始投入使用，部隊(duì)面臨的任務(wù)更加多樣化，導(dǎo)致船艇訓(xùn)練安全需要考慮的因素增多，問(wèn)題變復(fù)雜。下一步的研究工作主要是解決如何使船艇訓(xùn)練安全評(píng)估工作能更好地滿足船艇部隊(duì)新發(fā)展的需要，并著重在完善評(píng)估指標(biāo)體系、優(yōu)化評(píng)估軟件界面和功能、提高評(píng)估的效率上下功夫。

[1] 總后軍交運(yùn)輸部.陸軍船艇管理學(xué)[M].北京:解放軍出版社,2003：136-140.

[2] 鄧瓊.安全系統(tǒng)工程[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2009：32-34.

[3] 年浩.基于模糊算法的軍事飛行訓(xùn)練安全評(píng)價(jià)模型研究[J].科技資訊,2011(11):201-202.

[4] 保松,曹殿立.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2007：99-101.

(編輯：關(guān)立哲)

Quantitative Evaluation of Safety in Boat Training

LIU Wei1, LIU Yuesheng2， HU Ruiping2

(1. Watercraft Command Department, Zhenjiang Watercraft College, Zhenjiang 212003, China; 2. Training and Management Department, Zhenjiang Watercraft College, Zhenjiang 212003, China)

To eliminate security risks in boat training, prevent and reduce accidents, and improve safety level of boat training, the paper studies safety evaluation method of boat training according to its reality, and selects fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate boat training safety by comparison. It shows evaluation method and procedures, and establishes boat training safety evaluation index system from human, boats, environment and management. Finally, it sets up a fuzzy comprehensive evaluation model, and proves its feasibility in boat training safety evaluation through an example.

boat training; safety evaluation; fuzzy comprehensive

2015-10-12；

2015-12-28． 作者簡(jiǎn)介： 劉 偉(1979—)，男，碩士，講師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.007

E277

A

1674-2192(2016)03- 0028- 05