郭燕君，李 芳

(上海理工大學 管理學院，上海 200093)

基于猶豫度的災害鏈應急系統(tǒng)優(yōu)先權排序研究

郭燕君，李 芳

(上海理工大學 管理學院，上海 200093)

針對屬性權重不完全確定的多屬性應急群決策問題，給出屬性的直覺模糊集，基于猶豫度利用線性規(guī)劃方法確定多屬性應急群決策系統(tǒng)中各屬性的最優(yōu)權重，同時為了解決決策者主觀偏好的問題?；诰C合直覺模糊集提出了新的決策方法，利用得分值排序法及IFHA算子進行集結，從而減小主觀偏好對決策的影響，通過災害鏈應急系統(tǒng)中次生災害點優(yōu)先權排序的算例，實例分析結果驗證了該方法的有效性和可行性。

猶豫度；直覺模糊集；多屬性決策；應急決策；排序；災害鏈

我國是世界上災害種類最多的國家之一，許多災害事故，特別是等級高、強度大的災害事故發(fā)生后常常誘發(fā)一連串的其他災害，形成災害鏈[1]。當突發(fā)事件發(fā)生時，應急管理中心要快速應對啟動救援行動，針對災害鏈突發(fā)事件，為了快速、有效地對突發(fā)事件作出合理決策，往往不能同時兼顧每個受災點，需要對各受災點緊迫程度進行評估，從而最大化應急救援管理的滿意度，因此受災點優(yōu)先權排序成為整個應急調度管理是否合理有效的關鍵，對應急管理[2-4]具有重要的理論意義和現(xiàn)實作用。應急系統(tǒng)優(yōu)先權排序問題必須在短時間內做出決策且需考慮多種因素，時間的緊迫性[5]使得許多獲得的決策支持信息具有很大的不確定性，多因素集結使得應急決策具有多屬性群決策特點，因此應急系統(tǒng)優(yōu)先權排序問題本質上是一個多屬性群決策問題[6]。

針對多屬性群決策問題，1965年Zadeh建立了模糊集理論[7]，在此基礎上，Atanassov教授于1986年將模糊集進行拓展，提出了直覺模糊集的概念[8]。把僅考慮隸屬度的傳統(tǒng)模糊集推廣到同時考慮隸屬度、非隸屬度和猶豫度這三方面信息的直覺模糊集。較之于傳統(tǒng)的模糊集，直覺模糊集更能夠準確的描述和反映客觀世界的模糊性本質[9]，且更具靈活性和實用性，由于客觀事物的模糊性和不確定性，有關直覺模糊集的研究引起了學者們的高度重視。尤其是決策判斷過程中的猶豫程度，受到了理論與應用研究工作者的廣泛關注。目前，如何利用直覺模糊集理論解決復雜的多屬性決策問題已發(fā)展成為一個重要的研究領域。

在突發(fā)事件應急管理中，如何根據(jù)突發(fā)事件的特征進行及時有效的決策，是應急管理部門亟待解決的問題之一[10]，由于突發(fā)事件的多變性和復雜性，多屬性模糊應急群決策成為應急管理的重點，不少學者對應急群決策方法的可行合理性方面進行了研究和探索[5、11-13]。在考慮應急突發(fā)事件的群決策問題中，專家的偏好及屬性偏好直接影響決策結果的選取，從目前的研究現(xiàn)狀[14-19]可以看出，常見的賦權方法大體可分為兩種：主觀賦權法[15]和客觀賦權法[16-19]。而在多屬性應急群決策問題中，屬性及專家權重的合理確定將直接影響決策結果的合理性。目前針對直覺模糊集的群決策問題，大部分已將屬性權重作為已知條件給出，但在實際管理決策問題中，由于突發(fā)災害的復雜性和不確定性，決策者在對突發(fā)事件的認知過程中，往往存在著不同程度的猶豫或表現(xiàn)出一定程度的知識缺乏，因此在考慮群決策專家對屬性的偏好信息表達時，應考慮決策屬性的模糊性及猶豫性。本文針對應急系統(tǒng)屬性權重不完全已知，偏好值同樣也為直覺模糊集的情況下，基于猶豫度利用線性規(guī)劃模型求出最佳屬性權重，加權集結后運用得分值進行排序，同時為減少決策者主觀偏好，排除最值對方案的影響，給予位置權重，對最大最小值給予較小的權重確定最終決策方案。

1 直覺模糊集的相關定義

定義1直覺模糊集[8]

設X是一個非空集合，則稱F={|x∈X}為直覺模糊集，其中uF(x)和vF(x)分別為X中元素x屬于X的隸屬度。

uF(x):X→[0,1],x∈X→uF(x)∈[0,1]。

vF(x):X→[0,1],x∈X→vF(x)∈[0,1]。

且滿足條件0≤uF(x)+vF(x)≤1,x≤X。

πF(x)=1-uF(x)-vF(x),x∈X表示X中元素x屬于F的猶豫度，且0≤πF(x)≤1,x∈X。

2 基于最優(yōu)權重與混合加權集結的多屬性群體決策方法

2.1 基于猶豫度的最優(yōu)權重確定方法

多屬性應急群決策問題需要對屬性及專家賦予相應的權重，以反映相應的重要程度，尤其是屬性權重確定方面，在多屬性決策問題中，屬性權重的合理與否直接決定決策結果的準確性，傳統(tǒng)的主觀賦權法能反應屬性偏好但具有隨機性，客觀賦權法在集成綜合決策信息過程中會丟失相關專家的信息，未能真實反應專家的意愿，對此，本文基于猶豫度提出一種屬性權重確定方法，賦予不同專家以最優(yōu)屬性權重，達到同時兼顧主、客觀要求。

猶豫度πF(x)=1-uF(x)-vF(x)可以直接反映直覺模糊集的信息量，有效刻畫模糊集的不確定性程度，猶豫度越大說明模糊程度和不確定程度越高，而專家的主觀屬性權重應由專家對所提供的方案信息的評判的可靠性決定，評判信息越不確定說明專家對評價對象的熟悉程度越低，因此應賦予較小的屬性權重，根據(jù)以上猶豫度刻畫不確定性程度以及猶豫度確定各專家針對各屬性權重的思路，給出以下權重確定方法。

通過上述分析建立下列模型，基于猶豫度確定最優(yōu)權重：

(1)

(2)

2.2 基于最優(yōu)權重的多屬性應急群決策方法

步驟一：識別方案集A={A1,A2,…,An}、屬性集oi={o1,o2,…,om}和決策者k(k=1,2,…,K)。

步驟八：根據(jù)定義3計算各直覺模糊集的得分值，進行排序，并整理排序后的直覺模糊集矩陣。

步驟九：按照位置權重計算有序加權集結后的綜合直覺模糊集，計算各方案的得分值，排序選取最有方案。

3 案例應用

本研究采集了某地震災害發(fā)生后各次生災害點選址評估的決策數(shù)據(jù)，針對各次生災害點應對災害時的救援能力，將能力弱的地區(qū)確定為物資配送中心。現(xiàn)計劃對其中4個較嚴重的次生災害點A=(A1,A2,…,A4)進行優(yōu)先權排序，三位專家構成評判組，考慮通行能力o1、儲備能力o2、人口密度o3、地質條件o4等四大因素。決策者利用直覺模糊集對4個次生災害點關于四個評價因素進行評估，得到各個決策者對方案關于屬性給定的隸屬度、非隸屬度，具體數(shù)據(jù)如表1所示：

用類似的方法可得到各個決策者k(k=1,2,3)給定的屬性oi(i=1,2,3)的直覺模糊集，具體數(shù)據(jù)可由以下的3個直覺模糊集權重向量給出：

根據(jù)以上所述多屬性群體決策方法，我們確定以下的解決方案：

(1)構造區(qū)間值決策矩陣及區(qū)間值屬性權重向量，表2為所構建的區(qū)間直接模糊集。

表1 各屬性隸屬度數(shù)據(jù)

表2 區(qū)間直覺模糊集

表3 屬性加權集結所得直覺模糊集

表4 二次加權集結直覺模糊集

表5 得分值

表6 排序

表7 直覺模糊集及得分值

區(qū)間值屬性權重向量為：

(6)

(7)

(8)

(2)求出最佳屬性權重

ω1o=(0.25,0.21,0.22,0.32)T；

(9)

ω2o=(0.27,0.23,0.25,0.25T)T；

(10)

ω3o=(0.21,0.22,0.25,0.32)T；

(11)

(3)計算屬性加權集結所得直覺模糊集矩陣，如表3所示。

(4)確定決策者的權重向量為ω=(0.35,0.35,0.3)T，位置權重向量為ω=(0.2,0.6,0.2)T。

(5)有序加權集結后的直覺模糊集及得分值，見表7。

從上述結果可見，應用文中所述方法確定最優(yōu)屬性權重后得到次生災害點緊急程度排序為A3>A2>A4>A1，A3,A2相對而言對應急救援的緊急程度較高，因此無論從救災的時間上還是從救災物資的配送商都應首先以該兩個次生受災點為出發(fā)點，本文得出的次生受災點優(yōu)先權排序對后續(xù)應急管理配送中心選址及配送物資的存儲都提供了依據(jù)，對應急管理決策具有重要影響。

4 總結

災害鏈中次生受災點的緊迫性評估是整個突發(fā)事件救援的關鍵，在眾多復雜及不確定因素作用下，采用直覺模糊集描述相關屬性偏好更加符合實際，通過猶豫度與屬性偏好的關系，建立線性規(guī)劃模型求得最優(yōu)屬性權重，同時考慮決策者主觀偏好的影響，利用混合加權集結算子綜合決策信息，從而保證結果的公正性，兼顧主觀偏好及客觀因素，使得整個受災系統(tǒng)優(yōu)先權評估有效合理，整個決策方法簡單可行，同時也可以推廣到其他領域。

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Research on Priority Ranking of Disaster Chain Emergency System Based on the Degree of Hesitation

GUO Yanjun and LI Fang

(UniversityofShanghaiforScienceandTechnologySchoolofmanagement,Shanghai200093,China)

Withrespecttotheproblemsofmultipleattributeemergencygroupdecision-makinginwhichtheattributeweightsisincomplete,intuitionisticfuzzysetsofattributeisproposed.Basedonthedegreeofhesitation,bylinearprogrammingmethod,optimalattributeweightsformultipleattributeemergencygroupdecisionmakingsystemcanbederived.Inordertosolvetheissueofdecisionmaker’ssubjectivepreferenceofdecisionsystem,anewdecision-makingmethodbasedontheintegratedintuitionisticfuzzysetshasbeenraised,whichutilizethescorerankingmethodandtheIFHAoperatortoaggregate,therebyreducingtheeffectofsubjectivepreferenceofthedecision.Finally,throughapriorityrankingcaseofsecondarydisastersindisastersystemandresultsoftheapplicationexamplesverifytheeffectivenessandfeasibilityoftheproposedmethod.

hesitancydegree;intuitionisticfuzzysets;multi-attributesdecisionmaking;emergencydecisionmaking;ranking;disasterchain

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.01.038.]

2016-05-28

2016-07-26

國家自然科學基金資助(71271138)

郭燕君(1992-)，女，安徽宣城人，碩士研究生，主要研究方向為應急管理、應急決策. E-mail：254658872@qq.com

X928.9；X43

A

1000-811X(2017)01-0216-05

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.01.038

郭燕君，李芳. 基于猶豫度的災害鏈應急系統(tǒng)優(yōu)先權排序研究[J]. 災害學，2017，32(1)：216-220. [GUO Yanjun and LI Fang. Research on priority ranking of disaster chain emergency system based on the degree of hesitation [J]. Journal of Catastrophology，2017，32(1)：216-220.