胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務(wù)學(xué)院航空四站系，江蘇徐州221000）

基于AHP-Entropy綜合權(quán)重法的航空四站裝備保障安全評價

胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務(wù)學(xué)院航空四站系，江蘇徐州221000）

針對航空四站裝備保障安全評價問題，提出了基于層次分析法和熵權(quán)法的綜合權(quán)重模糊評價模型。在構(gòu)建航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，綜合利用層次分析法、熵權(quán)法的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了權(quán)重確立方法。該方法將影響因素的主觀性與客觀性相結(jié)合，得出各指標(biāo)綜合權(quán)重。通過模糊綜合評價法對某航空四站裝備保障實(shí)例分析，結(jié)果表明該權(quán)重確立法客觀合理，可為航空四站裝備保障風(fēng)險控制提供判斷依據(jù)。

航空四站裝備保障；安全評價；綜合權(quán)重；熵權(quán)法；層次分析法；模糊

航空四站裝備保障安全是航空四站保障安全中的重要組成部分，評價指標(biāo)的選取及權(quán)重的確定是保證評價結(jié)果客觀準(zhǔn)確的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[1]運(yùn)用專家調(diào)查法確定各指標(biāo)權(quán)重，簡單明了，但有較強(qiáng)的主觀局限性。文獻(xiàn)[2]在分析影響航空四站裝備保障能力的基礎(chǔ)上，利用層次分析法對各評價指標(biāo)權(quán)重賦值，系統(tǒng)性強(qiáng)、適用面廣，但存在評價過程中的隨機(jī)性和評價專家主觀上的不確定性。文獻(xiàn)[3]采用熵權(quán)法確定航空裝備維修安全評價指標(biāo)權(quán)重，熵權(quán)法是一種根據(jù)評價指標(biāo)所提供信息量大小來確定權(quán)重的客觀賦權(quán)法，可以對賦權(quán)的主觀性進(jìn)行部分修正，但權(quán)值受極差影響，會出現(xiàn)不重要的指標(biāo)，因?yàn)榭陀^數(shù)據(jù)浮動大而得到較小的權(quán)重。

針對以上問題，本文引入AHP-Entropy綜合權(quán)重法。對熵權(quán)法求得的客觀權(quán)重與AHP求得的主觀權(quán)重進(jìn)行組合賦權(quán)，既體現(xiàn)了專家對不同指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)，同時也客觀反映了各指標(biāo)數(shù)據(jù)的全部信息[4]。在構(gòu)建航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，充分考慮各風(fēng)險因素的權(quán)重分配，得出綜合權(quán)重，并運(yùn)用模糊綜合評價法進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，為航空四站裝備保障安全決策與控制措施提供理論依據(jù)。

1 航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系

航空四站保障是圍繞飛行保障需求，依托各種專業(yè)保障裝備進(jìn)行的[5]。航空四站裝備保障主要分為相關(guān)器材部件和保障車輛2個部分。一方面，航空四站保障裝備都有專門的技術(shù)性能要求，儀表指示故障、管路連接不牢固等都會給四站裝備保障安全帶來嚴(yán)重影響。另一方面，航空四站保障任務(wù)繁重、工作量比較大，裝備超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象層出不窮，因裝備短缺而私自改變裝備用途，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，這種現(xiàn)象也時有出現(xiàn)，加上保障時車輛來往、行駛頻繁，所以超負(fù)荷保障、行車不規(guī)范、車輛維修不到位也是影響航空四站裝備保障安全的重要因素。

通過對相關(guān)資料的匯總分析和進(jìn)行專家咨詢，合并同類指標(biāo)、排除次要指標(biāo)，初步構(gòu)建了航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系。將該指標(biāo)體系交由航空四站裝備保障人員，使其在四站裝備保障實(shí)際中進(jìn)行對照判斷，檢查是否存在不符合實(shí)際或者不合理的地方，將結(jié)果及時匯總并反饋給專家，經(jīng)過進(jìn)一步修改完善后，最終確定了航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系[6]，如表1所示。

表1 航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)Tab.1 Safety assessment index of aerospace ground equipment support

2 綜合權(quán)重確定的原理與步驟

2.1 AHP法確定權(quán)重的步驟

1）建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。建立航空四站裝備保障指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)是運(yùn)用層次分析法確定權(quán)重中最重要的一步。在咨詢專家的基礎(chǔ)上，分析場站各因素之間的聯(lián)系和相互影響，并將它們劃分層次。一般建立指標(biāo)層X、準(zhǔn)則層V、目標(biāo)層U三級遞階層次結(jié)構(gòu)模型。

2）構(gòu)造判斷矩陣。通過專家評估或歷史數(shù)據(jù)，對同一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)1～9位標(biāo)度法對不同情況的評比給出數(shù)量標(biāo)度，構(gòu)成判斷矩陣。

3）層次單排序及一致性檢驗(yàn)。所謂層次單排序是指根據(jù)判斷矩陣計(jì)算，對于上一層某因素而言，本層次與之有聯(lián)系的因素的重要性次序的權(quán)值。對判斷矩陣A，計(jì)算滿足AW=λmaxW的特征根與特征向量。λmax為A的最大特征根，W為對應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量，W的分量Wi即是相應(yīng)因素單排序的權(quán)值。為避免出現(xiàn)前后判斷不一致的情況，需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

當(dāng)CR＜0.10時，便認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性。否則，就需要調(diào)整判斷矩陣，使之滿足式（1），從而達(dá)到滿意的一致性[7]。

2.2 熵權(quán)法確定權(quán)重的步驟

熵權(quán)法是通過信息熵原理求權(quán)重，其步驟為[8]：

1）假設(shè)專家Nj對評價指標(biāo)Vijk的打分結(jié)果為uji，則指標(biāo)的信息熵為：

2）定義第i個指標(biāo)的μA(uji) 差異因素gi=1-ei。

4）得指標(biāo)體系的權(quán)重向量W=(w1,w2,…,wn)。

2.3 綜合權(quán)重的確定

層次分析法能進(jìn)行數(shù)量化、層次化分析，但很難排除個人因素對指標(biāo)權(quán)重的影響；運(yùn)用熵權(quán)法求得的權(quán)值大小取決于各指標(biāo)客觀信息差異的大小。將2種方法結(jié)合，經(jīng)過運(yùn)算規(guī)整，使得到的數(shù)據(jù)更能反映實(shí)際情況。綜合權(quán)重確立的方法步驟如下[9-12]。

1）設(shè)指標(biāo)體系共有n個準(zhǔn)則層，m個指標(biāo)層，準(zhǔn)則層對應(yīng)指標(biāo)個數(shù)分別為m1,m2,…,mn，且m1+m2+…+mn=m。用AHP法確定的準(zhǔn)則層的權(quán)重為，指標(biāo)層確定的權(quán)重為。

3）將同準(zhǔn)則層內(nèi)的指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理得

4）將歸一化所得權(quán)重A′與對應(yīng)準(zhǔn)則層權(quán)重Φ相乘得到權(quán)重

A″=(ω′11,ω′12,…,ω′1m1,ω′21,ω′22,…,ω′2m2,…,ω′nmn)，其中，ω′ij=φiωij，i=1,2,…,n；j=1,2,…,l，l∈(m1,m2,…,mn)。

3 模糊綜合評價

模糊綜合評價的一般步驟為[13-15]：

1）建立綜合評價集。共設(shè)為5個等級，每一個等級的成績區(qū)間為：優(yōu)秀（90分以上）、良好（80～90分）、一般（60～80分）、較差（30～60分）、很差（30分以下），相應(yīng)的B=(β1,β2,β3,β4,β5)，其中，β1至β5對應(yīng)分值分別為：90、70、50、30、10。

2）采用專家評分法對n項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價，得到隸屬度向量Ri和隸屬度矩陣

其中，rij（i=1,2,…,n，j=1,2,…,5）指多個評價主體對某個評價對象在αi方面做出βj評定的可能性程度，即第i項(xiàng)因素對應(yīng)第j個等級的隸屬關(guān)系。

3）計(jì)算綜合隸屬度向量。

根據(jù)模糊綜合評價原理，最大分量bi所對應(yīng)的評價等級βj即為綜合評價的最終結(jié)果。

4）量化分析評價結(jié)果G=S·BT。

4 實(shí)例分析

4.1 AHP權(quán)重計(jì)算

根據(jù)2.1節(jié)中的AHP法計(jì)算步驟，以器材部件因素準(zhǔn)則層為例，專家的評判數(shù)據(jù)見表2～4，調(diào)用Matlab函數(shù)矩陣計(jì)算權(quán)重值。

計(jì)算得準(zhǔn)則層權(quán)重：

器材部件因素權(quán)重：

四站車輛因素權(quán)重：

表2 器材部件因素AHP分析Tab.2 AHP analysis of equipment component factor

表3 四站車輛因素AHP分析Tab.3 AHP analysis of aerospace ground vehicle factor

表4 準(zhǔn)則層AHP分析Tab.4 AHP analysis of standard level

4.2 熵權(quán)計(jì)算

綜合考慮各方面情況，邀請10位空軍裝備部的專家、航空四站裝備修理廠成員組成評價小組，對航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)賦予分值。小組成員既熟悉四站保障業(yè)務(wù)，又具備豐富的四站實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保了咨詢結(jié)果的可靠性。評價以問卷形式開展，按照百分制進(jìn)行，分值越高說明該指標(biāo)在保障中存在的風(fēng)險因素越大。專家評分結(jié)果見表5。

由2.2節(jié)中熵權(quán)法的計(jì)算步驟，利用Excel工具，計(jì)算出各指標(biāo)的數(shù)據(jù)權(quán)重如表6所示。

4.3 綜合權(quán)重計(jì)算

將層分析法計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，即：

并照綜合權(quán)重運(yùn)算步驟計(jì)算綜合權(quán)重的權(quán)值，結(jié)果如表6所示。

4.4 模糊綜合評價

2016年1月某機(jī)場四站裝備保障安全評價各指標(biāo)對評語等級的隸屬度如表7所示。

表5 專家評分Tab.5 Expert rating

表6 綜合權(quán)重Tab.6 Comprehensive weight

表7 安全評價指標(biāo)隸屬度Tab.7 Degree of index of safety assessment

航空四站裝備保障隸屬度評價：

等級計(jì)算如下：

由得分可知，2016年1月，某機(jī)場四站裝備保障安全評價等級為一般。參考規(guī)范化材料匯總，該單位2015年記錄的36個安全事故中因航空四站裝備保障導(dǎo)致的安全事故有4個，需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行整改，如規(guī)范健全規(guī)章制度，加強(qiáng)管理等。由此可見，評價結(jié)果與實(shí)際調(diào)查相吻合，說明本文提出的評價模型具有一定的可行性。

5 結(jié)束語

隨著新型四站裝備不斷裝配部隊(duì)，如何科學(xué)、準(zhǔn)確得對航空四站裝備保障安全進(jìn)行評估是提高戰(zhàn)斗力、控制保障風(fēng)險要解決的一個重大理論和現(xiàn)實(shí)問題。本文在對現(xiàn)行航空四站裝備保障充分考察的基礎(chǔ)上，建立了航空四站裝備保障安全評價指標(biāo)體系，結(jié)合層次分析法和熵權(quán)法的優(yōu)勢，將影響因素的主觀性與客觀性相結(jié)合，確立了各指標(biāo)的綜合權(quán)重。并用模糊綜合評價法對安全等級進(jìn)行分類。實(shí)例驗(yàn)證表明，此方法能優(yōu)化指標(biāo)屬性，結(jié)果符合客觀實(shí)際，具有很強(qiáng)的科學(xué)性和合理性，具有一定的推廣使用價值。

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Aerospace Ground Equipment Support Safety Assessment Based on AHP-Entropy Comprehensive Weight Method

HU Zongshun,HUANG Zhijie,ZHU Qian,WU Xiaojie,LIU Shenyang
（Department of Aviation Four Stations,Air Force Logistics College,Xuzhou Jiangsu 221000,China）

Aiming at the problem of aerospace ground equipment support safety assessment,a fuzzy assessment model based on comprehensive weight of AHP and entropy method was proposed.On the basis of constructing the safety assess?ment index system of aerospace ground equipment support,comprehensively using the advantage of determining weights in the theory of AHP and entropy method,an improved weights determination method was proposed.This method combined the subjective and objective of the influencing factors,then comprehensive weights were obtained.Through an example analysis of one aerospace ground equipment support,this method was reasonable and objective,it could be used as the judgment basis for risk control of aerospace ground equipment support.

aerospace ground equipment support;safety assessment;comprehensive weight;entropy method;AHP;fuzzy

E920

A

1673-1522（2016）06-0660-06

10.7682/j.issn.1673-1522.2016.06.011

2016-09-30；

2016-10-25

胡宗順（1992-），男，碩士生。