刁宏偉

(91829部隊(duì) 大連 116041)

基于層次分析法的軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型*

刁宏偉

(91829部隊(duì) 大連 116041)

針對(duì)軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,采用層次分析法建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。將轉(zhuǎn)運(yùn)安全目標(biāo)分解,建立層次結(jié)構(gòu)模型,構(gòu)造判斷矩陣,通過(guò)層次排序和一致性檢驗(yàn),確保結(jié)論合理；通過(guò)算例分析,說(shuō)明模型結(jié)構(gòu)合理,具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

軍用危險(xiǎn)品; 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型; 層次分析法

Class Number TP302

1 引言

軍用危險(xiǎn)品從生產(chǎn)到儲(chǔ)存、使用都需要通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)斗力。由于軍用危險(xiǎn)品具有特殊的理化性質(zhì),在平時(shí),軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)是影響人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及環(huán)境污染的流動(dòng)危險(xiǎn)源之一；在戰(zhàn)時(shí),如果發(fā)生軍運(yùn)事故,將會(huì)導(dǎo)致作戰(zhàn)部隊(duì)由于未能及時(shí)補(bǔ)充作戰(zhàn)裝備物資而影響戰(zhàn)斗力[1～2]。故對(duì)軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行合理準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,采取相應(yīng)的預(yù)警措施,可有效地預(yù)防或減少風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生。

風(fēng)險(xiǎn)分析指應(yīng)用不同的風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)或手段,將包含不確定因素的過(guò)程用定性或定量亦或二者結(jié)合的方式進(jìn)行處理,目的在于有效地評(píng)價(jià)各種風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)發(fā)生的可能性及其后果。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指運(yùn)用層次分析法(AHP)、蒙卡羅特、熵權(quán)和模糊數(shù)學(xué)法等方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重的分析和研究,以期為風(fēng)險(xiǎn)決策者提供輔助幫助的一種重要手段,故建立合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和方法是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的重要環(huán)節(jié)[3～4]。

針對(duì)影響軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)因素既有定性指標(biāo)也有定量指標(biāo),具有系統(tǒng)化和多層次的特點(diǎn),文章建立了軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)安全指標(biāo)體系,采用AHP法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算和排序,根據(jù)排序結(jié)果進(jìn)行分析。

2 基于AHP的軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

應(yīng)用AHP法解決飛行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題的基本思路是:首先,把要解決的問(wèn)題層次化,即根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和需要達(dá)到的目標(biāo),將問(wèn)題分解為不同的組成因素,然后按照因素之間的相互影響和隸屬關(guān)系將其分成聚類組合,形成一個(gè)遞階的、有序的層次結(jié)構(gòu)模型；其次,對(duì)模型中每一層各因素的相對(duì)重要性,依據(jù)人們對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的判斷給予定量表示,再利用數(shù)學(xué)方法確定每一層全部因素相對(duì)重要性的權(quán)重值,得到最低層(備選方案層)相對(duì)于最高層(總目標(biāo))的相對(duì)重要性排序的權(quán)重值,并以此作為評(píng)價(jià)和選擇方案的依據(jù)[5]。

用層次分析法分析決策問(wèn)題,大體要經(jīng)過(guò)以下四個(gè)步驟[6～7]:建立層次結(jié)構(gòu)模型；構(gòu)造判斷矩陣；層次單排序與一致性檢驗(yàn)；層次總排序與一致性校驗(yàn)。

2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

經(jīng)過(guò)調(diào)查研究找出與探討問(wèn)題牽連的主要因素,將這些因素按目標(biāo)、準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則、方案等分類,然后分層排列,構(gòu)造一個(gè)反映各因素關(guān)聯(lián)隸屬關(guān)系的遞階層次結(jié)構(gòu)模型,如圖1所示。其中,最高層往往只有一個(gè)元素,表示分析問(wèn)題的預(yù)定目標(biāo),稱為目標(biāo)層。最低層的元素往往是不同的決策方案,稱為方案層(或要素層)。中間層次一般是準(zhǔn)則層(或子系統(tǒng)),再下面是子準(zhǔn)則層(或項(xiàng)目)。

1) 人的因素。人具有主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,在軍用危險(xiǎn)品運(yùn)輸系統(tǒng)中具有重要的作用。人的安全意識(shí)、業(yè)務(wù)水平和作業(yè)過(guò)程中的安全督導(dǎo)涵蓋了指揮員、駕駛員、助理員和作業(yè)人員等所有人員的安全職責(zé)。

2) 物的因素。由于軍用危險(xiǎn)品特殊的理化性質(zhì),從新品到報(bào)廢品其內(nèi)部物理狀態(tài)都不盡相同,對(duì)其所使用的交通工具和包裝條件都有明確的規(guī)定,要求使用的交通工具技術(shù)性能良好,包括其完好性、制動(dòng)性和可靠性等。軍用危險(xiǎn)品的裝卸載必須有一定的物質(zhì)技術(shù)條件作保障,即裝卸載所使用的設(shè)施、設(shè)備、工具等,要做到專物專用,降低裝卸載過(guò)程中發(fā)生事故的幾率。

3) 環(huán)境的因素。為了使評(píng)估結(jié)果盡量準(zhǔn)確可靠,在此僅考慮客觀環(huán)境因素。在軍用危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中,各種客觀因素如:溫度、濕度、雷電、風(fēng)雪天氣等氣候環(huán)境在一定程度上會(huì)影響到運(yùn)輸過(guò)程的安全性,同時(shí)也會(huì)影響到運(yùn)輸工作的時(shí)效性。如在運(yùn)輸過(guò)程中,線路的不平順和坡道、曲線線路都將產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊,進(jìn)而影響軍用危險(xiǎn)品的裝載狀態(tài),這些影響因素可歸結(jié)為力學(xué)環(huán)境。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

在明確上層和下層元素間的隸屬關(guān)系,進(jìn)而建立起遞進(jìn)的層次結(jié)構(gòu),然后明確在單一準(zhǔn)則支配下的上層元素后,下一層次元素權(quán)重的計(jì)算方法如下。

假設(shè)以頂層元素A為準(zhǔn)則,其支配的下一階層元素為B1,B2,…,Bn。則判斷矩陣為

A=(aij)n×n

(1)

式中,aij為元素Bi與Bj相對(duì)于A的重要性的1～9標(biāo)度量化值,由表1量化得出。

表1 1～9標(biāo)度量化值

由此可得判斷矩陣如下:

2.3 層次單排序

層次單排序是指每一個(gè)判斷矩陣各因素針對(duì)其準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重,其本質(zhì)是計(jì)算權(quán)向量,方法通常有特征根法、和積法、方根法和冪法等,其中方根法算法步驟如下:

1) 計(jì)算判斷矩陣中各行元素的乘積Mi:

(2)

(3)

(4)

由式(2)～(4)可得矩陣A、矩陣B1、矩陣B2和矩陣B3的特征向量分別為

ωA=(0.637,0.258,0.105)T

ωB1=(0.540,0.297,0.163)T

ωB2=(0.540,0.297,0.163)T

ωB3=(0.750,0.250)T

2.4 一致性檢驗(yàn)

一致性檢驗(yàn)是對(duì)判斷矩陣的邏輯性進(jìn)行檢驗(yàn),避免出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤的一個(gè)過(guò)程,具體步驟如下:

1) 一致性指標(biāo)CI的計(jì)算:

CI=(λmax-n)/(n-1)

(5)

其中λmax為判斷矩陣的最大特征根,計(jì)算方法[8]如式(6):

(6)

(Aω)i表示Aω的第i個(gè)分量。

2) 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的獲得,可通過(guò)表2查找得到。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

3) 一致性比例CR的計(jì)算。

CR=CI/RI

(7)

當(dāng)CR<0.1時(shí),即要求專家判斷的一致性與其他非專業(yè)人員隨機(jī)判斷的一致性之比小于10%時(shí),認(rèn)為一致性判斷是可以接受的,反之,當(dāng)CR≥0.1時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)判斷矩陣適當(dāng)修正,以保持一定程度的一致性[9]。

經(jīng)計(jì)算可得:矩陣AλmaxA=3.038,CIA=0.019,CRA=0.037；矩陣B1λmaxB1=3.009,CIB1=0.0046,CRB1=0.0089；矩陣B2λmaxB1=3.009,CIB2=0.0046,CRB2=0.0089；矩陣B3λmaxB3=2,CIB3=0,CRB3=0,因此所有判斷矩陣均通過(guò)了一致性檢驗(yàn)。

2.5 層次總排序

確定某層所有因素對(duì)于總目標(biāo)相對(duì)重要性的排序權(quán)值過(guò)程,稱為層次總排序[10]。這一過(guò)程是從最高層到最底層依次進(jìn)行的。對(duì)于最高層而言,其層次單排序的結(jié)果也就是總排序的結(jié)果。

(8)

經(jīng)過(guò)計(jì)算可得層次結(jié)構(gòu)模型8個(gè)要素的總排序?yàn)?/p>

(0.34,0.19,0.10,0.14,0.08,0.04,0.08,0.03)

由此可見(jiàn),安全意識(shí)和業(yè)務(wù)水平對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的影響最大,與實(shí)際轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)的人的安全意識(shí)和安全行為完全一致,說(shuō)明文章建立的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型較好地反映了客觀現(xiàn)實(shí),為危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了決策依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

軍用危險(xiǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是確保軍用危險(xiǎn)品安全的重要環(huán)節(jié),文章采用層次分析的方法建立了評(píng)估模型,仿真結(jié)果表明,該方法簡(jiǎn)單、模型結(jié)構(gòu)合理。

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Risk Assessment Model for Military Dangerous Goods Transfer Based on AHP Method

DIAO Hongwei

(No. 91829 Troops of PLA, Dalian 116041)

In order to solve the problem of security risk during the process of military dangerous goods transportation, the risk assessment model is established by analytic hierarchy process (AHP). The hierarchical structure model and the judgment matrix are constructed to ensure the conclusion is reasonable. The case study proves that the model has reasonable structure and good practical application value.

military dangerous goods, risk assessment model, AHP

2016年10月9日,

2016年11月28日

刁宏偉,男,高級(jí)工程師,研究方向:部隊(duì)裝備管理。

TP302

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.04.021