王哲，葛珊珊，張韌，2，錢龍霞，楊孟倩，徐淦

（1.國防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院，江蘇南京211101；2.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京210044；3.東海艦隊水文氣象中心，浙江寧波315000）

基于粗糙集與猶豫層次分析的北極東北航道風險評估

王哲1，葛珊珊1，張韌1，2，錢龍霞1，楊孟倩1，徐淦3

（1.國防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院，江蘇南京211101；2.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京210044；3.東海艦隊水文氣象中心，浙江寧波315000）

運用風險分析理論和方法，以北極東北航道6個關(guān)鍵海峽為研究目標，構(gòu)建東北航道自然環(huán)境風險評價指標體系；針對全球氣候變暖以及海冰融化背景下北極東北航道航行安全問題，引入猶豫層次分析方法確定指標主觀權(quán)重、采用粗糙集思想來確定客觀權(quán)重，集成得到組合權(quán)重?；谒L險分析模型，對其中3個關(guān)鍵海峽的自然環(huán)境風險進行了量化評估和時空特征分析，同時計算了2013年8月份6個關(guān)鍵海峽的風險度，模擬了一條最優(yōu)通航線路并與同時期永盛號輪船的實際航行線路進行了比對。研究表明：（1）2000-2014年東北航道3個關(guān)鍵海峽自然環(huán)境風險均呈現(xiàn)減小趨勢，紅軍海峽自然環(huán)境風險減小趨勢最大；（2）對比3個海峽海峽自然環(huán)境風險度，德朗海峽最低，維利基茨基海峽次之，二者均適合通航；紅軍海峽風險度最高，且不適宜通航；（3）模型模擬路線與實際航線較吻合，對實時航行路線的選擇有參考意義。

猶豫層次分析法；粗糙集理論；組合權(quán)重；東北航道

全球變暖已是無可爭議的事實，北極地區(qū)尤為明顯，其平均地面溫度上升幅度是全球的兩倍之多（Screen，2010）。氣候變暖導(dǎo)致北極海冰迅速消融，北冰洋夏季無冰，使得未來東北航線開通成為現(xiàn)實。東北航道開通對我國有深遠的戰(zhàn)略意義：首先，相比于傳統(tǒng)航線，東北航道航程至少減少5 100英里，降低了運輸成本；其次，傳統(tǒng)航道海盜猖獗，存在嚴重安全風險，而東北航道政治環(huán)境穩(wěn)定，可以有效避免海盜襲擊；最后，北極豐富的石油、天然氣、礦物和漁業(yè)資源將改變我國能源物資貿(mào)易格局，影響區(qū)域發(fā)展。

環(huán)北極國家對東北航線的關(guān)注由來已久，俄羅斯、美國等國公布了一系列北極戰(zhàn)略規(guī)劃，相關(guān)國家的領(lǐng)土主張和權(quán)益要求明顯增強，并加大科研、政治、經(jīng)濟和軍事的投入，爭奪戰(zhàn)略主導(dǎo)權(quán)。北極事務(wù)與中國利益密切相關(guān)。2012年中國與冰島簽訂《中華人民共和國與冰島共和國政府關(guān)于北極合作的框架協(xié)議》；2013、2015年我國永盛號兩次穿越東北航道；2014年《北極航行指南（東北航道）2014》出版發(fā)行；2016年CCTV播出紀錄片《北極，北極！》，展現(xiàn)了北極的歷史、現(xiàn)在與未來。中國一系列關(guān)于北極地區(qū)的動作，表明中國政府對北極事務(wù)的重視，北極航道的研究勢在必行。

目前國內(nèi)外圍繞北極航道的自然環(huán)境變化、經(jīng)濟效益、政治環(huán)境、戰(zhàn)略規(guī)劃等方面開展了一系列研究：王杰等（2011）對中歐傳統(tǒng)航線與北極航道的經(jīng)濟性進行分析，認為北極航道開通具有巨大經(jīng)濟效益；閻鐵°（2011）對北極航道所涉及的現(xiàn)行法律體系及完善趨勢進行了梳理；Faisal Khan等（2014）對船舶運輸損失風險進行分析；密晨曦（2015）探討了中國在東北航道治理中的角色定位問題?；谖磥肀睒O航道開通前景，還有許多學(xué)者對中國的北極戰(zhàn)略進行了探討，分析了中國在北極可能面臨的經(jīng)濟利益、政治利益以及北極環(huán)境變化對中國的影響（李振福，2009；張勝軍等，2010）。

北極航道的開通受多種因素制約，但最直接、最關(guān)鍵因素是自然環(huán)境的影響。對此，部分學(xué)者運用不同數(shù)學(xué)模型進行了評估。閆力（2011）運用灰色模糊綜合評價方法對北極航道進行風險評估，認為航道不安全但可通航；任艷陽（2012）利用盲數(shù)理論將北極航線作為整體對通航環(huán)境評估，認為通航安全等級為危險；丁欽（2014）采用云模型對東北航道通航環(huán)境進行研究，將航道分為五段，分別對通航環(huán)境進行了分析；姚義德（2015）利用模糊綜合評價方法對東北航道進行評估，認為通航環(huán)境較差。雖然以上研究已對北極航道的通航環(huán)境進行了評估，但仍存在如下問題和有待改進之處：1）研究中普遍缺乏客觀數(shù)據(jù)支撐，基于專家經(jīng)驗的定性描述多，評估結(jié)果準確度有待提高；2）模型指標權(quán)重的確定方式單一，主觀性強，經(jīng)驗依賴度高，對評估結(jié)果準確性有影響；3）評估區(qū)域尺度宏觀寬泛，對象目標較為模糊，難以作為實時航行參考。

針對上述問題，提出了一種主客觀相結(jié)合的指標權(quán)重確定新方法——用猶豫層次分析確定主觀權(quán)重，用粗糙集思想確定客觀權(quán)重。在此基礎(chǔ)之上，構(gòu)建了東北航道海峽的自然風險指標體系和風險評估模型，并對東北航道關(guān)鍵海峽自然環(huán)境危險進行了實驗評估。

1 北極區(qū)與東北航道海區(qū)概況

東北航道海區(qū)海峽多達58個。本文重點選取東北航道6個關(guān)鍵海峽進行研究：德朗海峽、拉普捷夫海峽、桑尼科夫海峽、紅軍海峽、維利基茨基海峽、咯拉海峽。各海峽的地形地貌、氣象水文、海況冰情、航行狀況各有差異（圖1）。德朗海峽在冰情有利的年份，海面僅存在少量浮冰；拉普捷夫海峽冰情復(fù)雜，通常8、9月份適合通航；桑尼科夫海峽一般7月下旬海冰融化，10月上旬開始重新結(jié)冰；紅軍海峽冰情十分嚴重，通航情況惡劣；維利基茨基海峽是一深水海峽，冰情復(fù)雜，一般9月中旬開始結(jié)冰。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

海冰密集度、海平面風速、海表面溫度采用歐洲中期天氣預(yù)報中心網(wǎng)格點為0.125o的月平均資料。能見度數(shù)據(jù)來自美國國家海洋和大氣管理局。水深數(shù)據(jù)采用美國地球物理中心發(fā)布的ETOPO1高程數(shù)據(jù)。東北航道船舶航運相關(guān)數(shù)據(jù)來自俄羅斯北方航道信息辦。部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)來源見表1。

表1 數(shù)據(jù)來源網(wǎng)址

圖1 東北航道全景及各個海峽地理位置圖

2.2 風險評估指標權(quán)重方法確定

東北航道最大的特點是其復(fù)雜多變的海冰密度情況，同一區(qū)域的海冰密度甚至會在一天之內(nèi)急劇變化，航道地理環(huán)境和氣象條件等復(fù)雜多變且資料匱乏，開通時間短，航行經(jīng)驗不足，缺乏對其自然地理環(huán)境的充分認識，以上因素又相互影響，使得決策人員對指標權(quán)重確定過程中，由于知識儲備、科學(xué)素養(yǎng)、專業(yè)能力等方面不足，無法發(fā)揮主觀賦權(quán)法的優(yōu)勢。

客觀賦權(quán)法雖然從數(shù)據(jù)本身出發(fā)，但通常無法考慮不同指標對評價目標的影響程度。一方面，東北航道經(jīng)向跨度巨大，不同海峽自然環(huán)境不盡相同，同一指標可能對不同海峽影響程度不同；另一方面，一些指標對航行影響不大，若賦權(quán)較大，則評估失去意義。

本文為解決東北航道風險評估中，主客觀兩種權(quán)重確定方式固有缺陷，針對客觀與主觀賦權(quán)兩種方法各自的優(yōu)劣，引入粗糙集理論，與猶豫層次分析相結(jié)合的主、客觀相結(jié)合的權(quán)重確定方法，以實現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補，進而更為客觀、合理地確定權(quán)重。

2.3 粗糙集理論

波蘭數(shù)學(xué)家Z.Pawlak（1982）提出了一種處理不完整和不精確知識的數(shù)據(jù)分析理論，該理論的核心概念是一個等價關(guān)系，其所處理的屬性值可為定量值，也可以是定性的。該理論稱為粗糙集理論（Rough set）。通過粗糙集的等價關(guān)系對數(shù)據(jù)進行聚類分析，并依次確定各因素的權(quán)重是一個可行的方法。

2.4 模糊層次分析法

模糊層次分析法具有判斷矩陣的模糊性和計算的簡潔性的特點，解決了傳統(tǒng)層次分析法標度繁瑣、判斷矩陣一致性難以達標的不足，通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型而后建立優(yōu)先關(guān)系矩陣，并通過優(yōu)先關(guān)系矩陣計算模糊一致矩陣，通過選定的評價指標進行層次單排序，將單排序計算出來的優(yōu)屬度進行層次總排序后，經(jīng)過計算得到結(jié)果，將得到的結(jié)果進行比較，選出最優(yōu)結(jié)果，即完成模糊層次分析法的優(yōu)選過程（徐澤水，2002）。

2.5 基于組合權(quán)重的評價公式確定

棕oi和棕si分別是屬性Xi主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，棕i為兩者的組合權(quán)重。其中

采用線形加權(quán)組合法來確定評價指標的權(quán)重，即：

線性加權(quán)組合法關(guān)鍵是確定主、客觀權(quán)重的偏好系數(shù)μ。結(jié)合北極航道氣象資料匱乏的現(xiàn)狀，采用0.618標度法（程愛寶等，2011），認為主觀賦權(quán)法稍微重要，取μ=0.618。

3 風險評估建模

3.1 風險辨識及評價指標體系建立

風險指標的確定對評估結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、穩(wěn)定性、可信性有重要影響。

北極地區(qū)航行中，可能會對航行造成影響的氣象要素包括大風、大霧、降水等；地理要素包括航道深度、暗礁數(shù)量以及分布、航道寬度等；海況包括海冰密集度、海冰厚度、海冰移動速度等；人員設(shè)備要素包括船員經(jīng)驗、設(shè)備先進度等。

實際風險評估中，受限于指標資料的可獲取性，指標對評價結(jié)果的影響重要程度以及風險評估方法自身局限性這3個因素影響，不可能建立一個包含所有指標的評價體系，因此要結(jié)合上述3方面合理篩選指標。

基于以上討論及結(jié)合前人研究成果（解國強，2014；魏立新，2008；張繼民等，2012；劉志國等，2015），分析不同指標對海峽風險影響程度，確定東北航道自然風險指標體系，分為目標層A、準則層B、一級指標層C及判別層D，如表2所示。

表2 東北航道海峽風險指標體系

3.2 指標定義和處理

不同指標量綱不同，進行指標融合之前，必須將各指標標準化處理，轉(zhuǎn)換為0到1內(nèi)的無量綱值。海冰密度：

I憶為指標標準化值，I為原始值，Imin為最小值0，Imax最大值1。

溫度：

t為評估單元原始溫度值，tmin為研究區(qū)域該指標最小值-15.34益。

能見度：

V為評估單元年的月平均能見度，V0為低能見度參考值。依據(jù)國際霧級規(guī)定，將V0取為4 000 m。V>4 000 m為高能見度，風險度為0；V≤4 000 m為低能見度，值越小，風險度越高。

大風強度：

從能量學(xué)角度出發(fā)，評估單元內(nèi)風的強度由風速大小決定，W憶為大風強度指標，W為評估單元內(nèi)年平均風速，Wmin為大風最低標準值，依據(jù)蒲福風力等級表，大風最低標準值為10.8 m/s。

無冰及輕冰天數(shù)：

定義為評估單元月海冰密集度小于50%的總天數(shù)，記為d，d越大，致險度越低。mon為單位月份總天數(shù)，取28、29、30或31。

航道寬度：

指航道兩側(cè)海岸距離，即航道寬度。K1取50 km。航道寬度大于50 km時，無風險；航道寬度小于50 km時，寬度越小，致險度越高。

航道水深：

航道越淺，船舶發(fā)生擱淺、觸礁等的可能性越大。dep為水深絕對值，參考值K2取50 m。水深超過50 m，致險度為0。

船員素質(zhì)：

根據(jù)北方航道信息管理辦公室提供的2011-2015年通航數(shù)據(jù)對船員素質(zhì)進行提取。采用評定打分法，認為5年內(nèi)航行次數(shù)越多，船員經(jīng)驗越豐富。c1為評價單元所在國通航次數(shù)，c為五年內(nèi)東北航道總航行次數(shù)，c=198。

船舶航行時間：指航行天數(shù)，天數(shù)越長，危險性越大，其中五年最長航行時間為43天，最短航行時間為5天，指標量化方案同上。

船舶運載量：指貨物重量，不同類型船舶對風險抵抗能力不同，船舶噸位越大，其抗風能力、耐波性等均相對較好，敏感性越低，指標量化方案同上。

船舶抗冰能力：

反映船舶航行受海冰影響程度。破冰能力越強，受致險因子影響越小，r為破冰船等級。

3.3 基于粗糙集和猶豫層次分析的權(quán)重確定

（1）數(shù)據(jù)離散化處理和指標權(quán)重初步確定海洋環(huán)境危險性指標使用主客觀結(jié)合的方法確定權(quán)重，其他各級指標權(quán)重確定采用猶豫層次分析法。將海洋環(huán)境危險性指標等級劃分為“低”、“中”和“高”，并分別賦值為1、2、3。海洋環(huán)境危險性指標初步權(quán)重的確定采用猶豫層次分析法，邀請了5位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜掖蚍植⒐餐逃懘_定權(quán)重。各指標等級劃分、評分規(guī)則和權(quán)重分別見表3、表4、表5。

表3 評分規(guī)則表

表4 基于猶豫層次分析法的權(quán)重確定表

表5 基于猶豫層次分析法的權(quán)重確定表

（2）基于粗糙集的權(quán)重計算選取東北航道6個關(guān)鍵海峽2000-2014年7、8、9、10四個月的月平均氣象及海況數(shù)據(jù)，以單位海峽的單位月內(nèi)海洋環(huán)境危險性下5個指標為一個單位樣本，剔除因缺測造成的單位樣本不完整的樣本，共生成252個有效樣本，利用粗糙集計算海洋環(huán)境危險性下各指標權(quán)重。

Step1定義1：稱S=（U，A，V，f）是一個信息系統(tǒng)。U表示非空對象集，即論域；A表示屬性的非空有限集，A=C胰D，C疑D屹覬，C稱為條件屬性集，D稱為決策屬性集；V是屬性值域；f是U和A的關(guān)系集。若D=覬，則稱信息系統(tǒng)S為數(shù)據(jù)表，否則稱為決策信息系統(tǒng)或簡稱決策表。

以海洋環(huán)境危險性下的指標為條件屬性，海洋環(huán)境危險性為決策屬性構(gòu)建決策表，其中論域U={1，2，3，……，252}，條件屬性集C={C1，C2，C3，C4，C5}，決策屬性集D=soo0si0，其中：C1為海冰密度，C2為溫度，C3為風速，C4為能見度，C5為無冰以及輕冰天數(shù)，d為采用猶豫層次分析法初步評價得到的海洋環(huán)境危險性等級。將數(shù)據(jù)離散化處理和屬性值約簡，刪除屬性值相同的樣點，得到簡化的決策表（附表1）。

Step2定義2：設(shè)R是U上的等價關(guān)系，記為：

U/IND（R）稱為U的劃分，其中的任意元素稱為等價類。

對附表1數(shù)據(jù)論域分別按條件屬性和決策屬性進行分類（附表2）。

Step3定義3：若IND（R）=IND（R-{r}），稱r在R中是可被約去的知識；若P=R-{r}是獨立的，則P是R的一個知識約簡。所謂知識約簡，就是保持知識庫分類能力不變的條件下，刪除其中不相關(guān)或不重要知識。

分別去掉附表2中一個條件屬性后得到論域分類（附表3）。

Step4定義4：為了定義知識的近似程度，引用兩個精確集概念——下近似集和上近似集：

計算得到各條件屬性下的決策屬性的正域（附表4）

Step5定義5：令P和Q分別為條件屬性C和決策屬性D的一個子集，則決策表的近似度酌P（Q）可以表示為：

式中，|U|和|POSP（Q）|分別表示各自的基，即所含元素的個數(shù)。

計算得到各條件屬性集關(guān)于決策屬性的近似精度（附表5）

屬性子集Ci哿C關(guān)于D的重要度SigD（Ci）可以定義為：

分析每條屬性關(guān)于決策屬性的重要性（附表6）

歸一化處理得到海冰密度、溫度、風速和能見度以及無冰天數(shù)的權(quán)重為0.295、0.262、0.131、0.196、0.115。

將所得的主客觀權(quán)重代入式（16），可計算得到東北航道自然環(huán)境風險因子的組合權(quán)重（表6）。

表6 自然環(huán)境風險因子的組合權(quán)重

4 仿真與實驗評估

采用風險評價指數(shù)法（Davidsonetal，2001），公式：

各指標的合成采用加權(quán)綜合評價法（WCA）（張繼權(quán)等，1994），公式：

其中，式中Cj表示因子j（脆弱性或防范能力）的計算值；Xi是對應(yīng)于因子j的指標i的標準化值；Wi是指標i的權(quán)重；n是對應(yīng)于因子j的指標個數(shù)。

4.1 研究區(qū)的危險度分析

結(jié)合指標特點及航行所需氣象條件最低標準，自然環(huán)境危險性大于0.4時，海峽不可通過；自然環(huán)境危險性大于0.2且小于0.4時，通過海峽困難；自然環(huán)境危險性小于0.2時，海峽通過無困難。

利用公式（18）分別計算維利基茨基海峽、德朗海峽、紅軍海峽研究年份內(nèi)各月自然環(huán)境危險性及月平均自然環(huán)境危險性，得圖2、圖3、圖4、圖5，圖中彩色實線為風險度曲線，點劃線為線性趨勢，短劃線為風險界限線。結(jié)合前人研究成果（梁建茵等，1999），對所得結(jié)果利用線性傾向的最小二乘法來估計風險度變化趨勢，并用相關(guān)系數(shù)做顯著性檢驗，計算結(jié)果如表7所示。

圖2 維利基茨基海峽風險度曲線圖

圖3 得朗海峽風險度曲線圖

圖4 紅軍海峽風險度曲線圖

圖5 海峽開通月份平均風險度

表7 各海峽月平均風險度回歸系數(shù)b和相關(guān)系數(shù)R2

總體來看，3個海峽的自然環(huán)境危險性呈現(xiàn)降低趨勢。由圖2知，維利基茨基海峽7、8月份的風險度整體低于9、10月份，分析圖中風險界限線，維利基茨基海峽自然環(huán)境風險偏高，大多數(shù)情況下通航困難，但未出現(xiàn)無法通航情況；由圖3知，德朗海峽在8、9月份的整體風險度要低于7、10月份，分析圖中風險界限線，得朗海峽統(tǒng)計時段內(nèi)，有一半多以上時間通航無困難，通航情況較好。維利基茨基海峽與德朗海峽較低風險月份不同可能是由于海冰消融起始月份以及重新結(jié)冰時間不同。由圖4知，紅軍海峽各月整體風險均較高，基本無法通航，原因可能是由于其自然環(huán)境惡劣，能見度低、航道窄、深度淺，夏季海面上漂浮大量浮冰難以流散，并產(chǎn)生蒸汽霧等。

由圖5中開通月份3個海峽的平均風險度知，紅軍海峽自然環(huán)境風險遠高于其他兩個海峽，通航危險性很大，基本不適合通航，維利基茨基海峽自然環(huán)境風險略大于德朗海峽。

由表6所計算的回歸系數(shù)可以看出，3個海峽的自然環(huán)境風險均呈現(xiàn)下降趨勢。通過對相關(guān)系數(shù)進行顯著性檢驗，結(jié)果表明，3個海峽的風險度下降趨勢在琢=0.05顯著水平上是顯著的。

4.2 案例分析

2013年永盛號航行東北航道，其破冰等級為ARC4，總重12 716 mt（噸），航行時間27天，實際航行路線如圖6中的黑色虛線段。

計算2013年8月份6個關(guān)鍵海峽風險度，模擬通航路線，與實際航線進行對比，驗證評估模型準確性。計算所得風險度見表8。

圖6 永盛號航行路線及模擬航線

表8 不同海峽風險度

參考表7進行航線模擬，模擬航線為德朗海峽-桑尼科夫海峽-維利基茨基海峽，模擬航線見圖6中的黑色實線段。實際航行過程中，永盛號從德朗海峽離開后沒有選擇桑尼科夫海峽，而是選擇從新西伯利亞群島北部通過，計算得該區(qū)域風險度為0.142，低于桑尼科夫海峽以及拉普捷夫海峽。永盛號選擇新西伯利亞群島北部水域航行是因為俄羅斯引航員確認新西伯利亞群島北部水域無冰，適宜航行，因此更改了航行線路。

經(jīng)對比可以得出，永盛號實際選擇通航路線與模擬路線相比較為吻合，表明模型對實際航行線路的選擇具有較大的參考意義。

5 結(jié)論與討論

在全球氣候變暖的大背景以及傳統(tǒng)航線日趨飽和、海盜猖獗、地緣政治環(huán)境惡劣等因素的影響下，東北航道的開通意義重大。其通航環(huán)境的研究可能會對國家東北航道戰(zhàn)略布局有參考意義。本文建立東北航道風險評估模型，采用主客觀賦權(quán)法相結(jié)合的方式，計算海峽風險度，得到如下結(jié)論：

（1）權(quán)重計算結(jié)果表明，影響東北航道海峽自然環(huán)境危險度的主要因素從大到小依次為海冰密度、溫度、風速、能見度、無冰天數(shù)。權(quán)重排序結(jié)果與實際自然環(huán)境因素對航行安全性影響大小排序較吻合，為科學(xué)合理的確定海峽綜合危險提供一定的依據(jù)。將猶豫層次分析法和粗糙集理論確定的航道海峽自然環(huán)境指標權(quán)重進行合理的組合將會集客觀數(shù)據(jù)、專家經(jīng)驗為一體，為科學(xué)合理的海峽自然環(huán)境風險定量評估奠定基礎(chǔ)。

（2）自然環(huán)境危險性計算結(jié)果表明，海峽自然環(huán)境風險呈下降趨勢，有利于東北航道的全面通航。

（3）分析計算6個關(guān)鍵海峽的風險度，模擬航行路線，與永盛號實際航行路線作對比，驗證了模型的有效性，表明該模型可以為實際航線選擇提供決策輔助功能。

結(jié)合上述結(jié)論，模型模擬結(jié)果顯示東北航道自然環(huán)境風險確實呈降低趨勢，這一結(jié)論可以作為東北航道全線開通的一個有力支撐。船舶航行過程中航線選擇很大程度上依賴于引航員的航行經(jīng)驗，若引航員經(jīng)驗不足，可能會導(dǎo)致選擇錯誤的航行路線，增加航行風險。因此，模型對不同海峽風險的評估結(jié)果可以作為航線選擇的決策支撐，船舶決策人員可以將評估結(jié)果作為決策輔助參考，從而更加科學(xué)、合理的確定航線。

本文所建立的風險評估模型需要在今后的工作中進一步完善。第一，除了要科學(xué)、合理的確定指標權(quán)重，底層指標也要慎重選擇，指標選擇的合理與否，直接影響評估結(jié)果的合理性，本文中指標的選擇主要參考前人研究成果，主觀性較強，下一步工作需要建立更加客觀的指標體系，提高模型精度。第二，東北航道跨度大、地理環(huán)境復(fù)雜，使用單一的評估模型對整個航道進行評估依然有缺陷，針對航道不同的地理、氣候環(huán)境，應(yīng)建立不同的指標體系，實現(xiàn)區(qū)域化評估，提高評估準確性。

附表1決策表

附表2

附表3

附表4

附表5

附表6

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Risk assessment of the Northeast Passage of Arctic based on Rough set theory and Hesitate Analytic Hierarchy Process

WANG Zhe1,GE Shan-shan1,ZHANG Ren1,2,QIAN Long-xia1,YANG Meng-qian1,XU Gan3

(1.College of Meteorology and Oceanography,National University of Devense Technology,Nanjing 211101,China;2.Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing 210044,China;3.East China Sea Fleet Oceanography and Meteorology Center,Ningbo 315000,China)

Using risk analysis theory and method,taking the six key straits of Arctic Northeast Passage as research targets,risk assessment system was constructed;Introduced H-AHP to determine the index of subjective weight,and the Rough set theory to determine the objective weights,integrated the two to obtain the combining weights.Using the combination of weights,quantitative assessment of the risks of natural disasters of crucial straits,temporal and spatial analysis of characteristics of the Northeast Passage natural environmental risks were develpoed,an optimum route was simulated and compared with the sailing line of Insein in the same period The results show:(1)From 2000 to 2014,three key straits'natural environmental risks showed a decreasing trend,the largest is the Red Army Strait;(2)Comparison of different Strait risk indicate that the De Long Strait is at the lowest risk,followed by theVilkitsky Strait Both of the two straits are Suitable for navigation.The Red Army Strait is at the highest risk,and not suitable for navigation.(3)The simulation route agrees well with the actual route,providing reference for choices of the actual route.

Hesitation Analytic Hierarchy Process;Rough Set theory;combining weights;Northeast Passage

P741

A

1001原6932（圓園17）05原園512原09

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.05.005

2011-07-01；

2016-08-29

王哲（1993-），碩士研究生，從事海洋安全戰(zhàn)略研究。電子郵箱：376657030@qq.com。

張韌，教授，博士生導(dǎo)師。電子郵箱：zrpaper@163.com。

（本文編輯：袁澤軼）