鄧紅星，李清蘋，畢 偉，屈郁酈

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

燃?xì)廛囕v具有節(jié)能效果好、有害氣體排放少、噪聲污染小等諸多優(yōu)點，在我國得到了廣泛使用[2]。但隨著燃?xì)廛囕v在公共交通領(lǐng)域中的大力推廣，在實際運營中，許多燃?xì)庑孤?、非法改裝車輛等因素導(dǎo)致的安全問題也引起了大家的重視，因此，建立一個完善的燃?xì)夤贿\營本質(zhì)安全綜合評價體系十分迫切[3]。通過對哈爾濱市燃?xì)夤黄髽I(yè)進(jìn)行實地調(diào)研，目前燃?xì)夤皇鹿实闹乱蛑饕腔谌藛T、車輛、外部環(huán)境和管理等4種情況。

1 本質(zhì)安全綜合評價指標(biāo)體系的建立

廣義的本質(zhì)安全是指“人-機-環(huán)境-管理”系統(tǒng)所體現(xiàn)出來的安全性能。通過追求運營過程中的人、機、環(huán)境、管理等各因素的安全可靠及和諧統(tǒng)一，使各因素始終處于受控制的狀態(tài)，最終逐漸趨于本質(zhì)型、恒久型的安全目標(biāo)[4]。而對于燃?xì)夤黄髽I(yè)來說，是通過和諧各因素的安全關(guān)系，達(dá)到人員、車輛、外部環(huán)境、管理的相互協(xié)調(diào)和制約目的，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的安全運營。

評價指標(biāo)體系是指對于所評價的系統(tǒng)制定的能衡量各方案優(yōu)劣的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。指標(biāo)體系的建立應(yīng)遵循以下原則：系統(tǒng)性、可測性、簡單性、層次性、可比性、定性與定量相結(jié)合以及絕對和相對的結(jié)合。通過對往年燃?xì)廛囕v發(fā)生的事故進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，事故的發(fā)生多由人、車、環(huán)境及管理等單一或多種原因造成，所以選擇駕駛員、車輛、外部環(huán)境、管理等4個指標(biāo)作為評價體系的準(zhǔn)則層，而以職業(yè)素質(zhì)、判斷能力等13個指標(biāo)作為指標(biāo)層[5]。最后，確定的綜合評價指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 燃?xì)夤贿\營本質(zhì)安全綜合評價體系

2 評價指標(biāo)體系權(quán)重的確定

權(quán)重的確定有多種方法，例如主觀賦權(quán)法就有層次分析法、直接構(gòu)權(quán)法、主成分分析法等，而客觀賦權(quán)法則有離差最大化法、熵值法等[6]?？紤]到主、客觀權(quán)重的各自優(yōu)缺點，采用AHP及基于離差最大化法的主、客觀賦權(quán)相結(jié)合的方法計算綜合權(quán)重，既減少了主觀因素帶來的影響，又能合理、科學(xué)地對燃?xì)夤黄髽I(yè)運營本質(zhì)安全做出科學(xué)可靠的評價[7]。

2.1 層次分析法確定主觀權(quán)重

層次分析法主觀賦權(quán)法由美國運籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty提出[8]，主要針對一些評價指標(biāo)不能完全簡單地歸納為定量指標(biāo)進(jìn)行評價的復(fù)雜系統(tǒng)。層次分析法因其適用性強、計算過程簡便、分析思路清晰，在安全評價領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。層次分析法的主要步驟如下：

2.1.1 建立評價系統(tǒng)的層次關(guān)系

按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層的結(jié)構(gòu)建立層次關(guān)系。

2.1.2 構(gòu)造判斷矩陣

文中采用常用的1～9間的整數(shù)及其倒數(shù)作為標(biāo)度，判斷矩陣通過調(diào)查問卷的方式由相關(guān)專家給出，構(gòu)造的判斷矩陣為

式中：aij為指標(biāo)i與指標(biāo)j相比的重要性標(biāo)度。

2.1.3 計算比較層要素對上層要素的相對權(quán)重系數(shù)

計算相對權(quán)重的方法有根法、和法等多種方法，文中采用根法進(jìn)行計算。

首先,按行相乘

(1)

進(jìn)行開n次方處理

(2)

歸一化處理得到各指標(biāo)的主觀權(quán)重向量

(3)

2.1.4 一致性檢驗

如果能通過一致性檢驗，則說明該權(quán)重向量符合要求；否則，應(yīng)重新計算相對權(quán)重。一致性檢驗具體步驟如下：

1)計算一致性指標(biāo)

(4)

C.I.=(λmax-n)/(n-1).

(5)

C.I.的值越大，判斷矩陣一致性就越差，且隨著矩陣階數(shù)的增大，判斷矩陣的一致性也越差，為克服這一弊端，此處引入了平均隨機一致性指標(biāo)R.I.，平均隨機一致性指標(biāo)如表1所示。

表1 平均隨機一致性指標(biāo)

2)計算一致性比例。其中，C.R.=C.I./R.I.<0.1時，判斷矩陣符合要求，否則應(yīng)重新對判斷矩陣予值。

2.1.5 根據(jù)各層指標(biāo)的主觀權(quán)重大小對各指標(biāo)進(jìn)行排序

2.2 離差最大化法計算各指標(biāo)的客觀權(quán)重

基于離差最大化思想的客觀賦權(quán)法最初是由王應(yīng)明在1998年提出，其基本思想是：對于某項指標(biāo)而言，各方案得出的指標(biāo)值差異越大，則該項指標(biāo)對方案的決策起較大的作用，應(yīng)賦予較大的權(quán)重系數(shù)，反之，應(yīng)賦予較小的權(quán)重系數(shù)[9]。而對于數(shù)據(jù)來源方面，由于文中所建立的評價指標(biāo)體系注重本質(zhì)安全管理，指標(biāo)多為不可量化的定性指標(biāo)，指標(biāo)值是結(jié)合模糊數(shù)學(xué)的理論思想，通過專家評測的方式得出，所以通過此種方法得出的數(shù)據(jù)較為客觀并符合實際情況。

對于王應(yīng)明提出的離差最大化算法步驟較為繁瑣[10]，文中引用另外一種更為簡潔明了的計算過程[11]，其給出的離差最大化客觀賦權(quán)法的基本算法如下：

對于給定的n個指標(biāo)，m位專家根據(jù)燃?xì)夤黄髽I(yè)實際情況進(jìn)行打分，得到各項指標(biāo)的指標(biāo)值。

1)首先對xij進(jìn)行規(guī)范化處理

(6)

2)計算方案j與其他方案的離差

i=1,2,…,n;j=1,2,…,m.

(7)

3)計算所有方案對其他各方案的離差

i=1,2,…,m.

(8)

4)計算得到各指標(biāo)的客觀權(quán)重系數(shù)

(9)

2.3 計算各指標(biāo)的綜合權(quán)重

(10)

3 多級模糊綜合評價模型的建立

在進(jìn)行權(quán)重系數(shù)的確定后，需要通過模糊綜合評判法將定性評價轉(zhuǎn)為定量評價，以確定所評價對象的安全等級。模糊綜合評判法是以模糊數(shù)學(xué)隸屬度理論為基礎(chǔ)，將一些不易定量化、邊界模糊的指標(biāo)定量化，通過多層復(fù)合運算，最終得出多指標(biāo)對象的安全等級[13]。多級模糊綜合評判法的具體步驟如下：

3.1 確定評判指標(biāo)集與評語集

1)建立評判指標(biāo)集。建立由所有評價指標(biāo)為元素組成的集合，燃?xì)夤贿\營本質(zhì)安全水平的指標(biāo)集由駕駛員、車輛、外部環(huán)境和管理4個方面構(gòu)成，記為B=(b1,b2,b3,b4)。駕駛員本質(zhì)安全指標(biāo)集記為C1=(c11,c12,c13)。車輛本質(zhì)安全指標(biāo)集記為C2=(c21,c22,c23)。外部環(huán)境本質(zhì)安全指標(biāo)集記為C3=(c31,c32,c33)。管理本質(zhì)安全指標(biāo)集記為C4=(c41,c42,c43)。

2)建立評判指標(biāo)的評語集。對專業(yè)人員作出的評價結(jié)果，用適當(dāng)?shù)恼Z言進(jìn)行描述，根據(jù)實際情況確定評語集數(shù)量為5個，評判指標(biāo)所有可能得到的評語組成的集合記為P=(p1,p2,…,p5)=(非常滿意，滿意，一般，不滿意，非常不滿意)。

3.2 權(quán)重集的確定

同一層次指標(biāo)對上一層次指標(biāo)的相對性權(quán)重系數(shù)組成的集合。準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的權(quán)重集記為WB=(w1,w2,w3,w4)。指標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層的權(quán)重集記為Wci=(w1,w2,…,wn)，其中i=1,2,3,4，…，n為每個準(zhǔn)則層對應(yīng)的指標(biāo)層指標(biāo)個數(shù)。

3.3 建立評判標(biāo)準(zhǔn)

對于評價對象建立的評判指標(biāo)評語集賦予一定的數(shù)值，根據(jù)實際情況，將評判標(biāo)準(zhǔn)確定為V=(v1,v2,…,v5)=(90,80,70,60,50)，分值越高則表示企業(yè)安全運營水平越高，反之，安全水平越低。其中當(dāng)分值在90～100內(nèi)時，表示評價對象處于非常滿意的安全水平，企業(yè)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)保持現(xiàn)狀。當(dāng)分值在80～90內(nèi)時表示評價對象處于滿意的安全水平，企業(yè)應(yīng)需完善細(xì)節(jié)。當(dāng)分值在70～80內(nèi)時表示評價對象處于一般的安全水平，企業(yè)應(yīng)注重發(fā)展。當(dāng)分值在60～70內(nèi)時表示評價對象處于不滿意的安全水平，企業(yè)的運營存在問題，需要大力改革。當(dāng)分值低于60時，表示評價對象處于非常不滿意的安全水平，企業(yè)存在極大問題，應(yīng)進(jìn)行重建。

3.4 一級模糊評判

處于最底層的三級指標(biāo)，能夠決定上一層次中的二級指標(biāo)。4個二級指標(biāo)的單指標(biāo)模糊評價分析如下：

1)建立評價指標(biāo)模糊判別矩陣。dij表示第i個指標(biāo)隸屬于第j評價等級的專家數(shù)。建立的模糊判別矩陣為

(11)

2)計算模糊綜合評判向量

Bci=Wci·R(rij)=(bci1,bci2,…,bci5).

(12)

3.5 二級模糊評判

若要對燃?xì)夤贿\營本質(zhì)安全作出總體評價，還需對下一級進(jìn)行模糊評價分析。則評價體系總指標(biāo)的單指標(biāo)模糊評價分析如下：

1)以一級模糊評判得出的評判向量作為二級模糊評判的判別矩陣。即

2)計算模糊綜合評判向量

(13)

3)計算各指標(biāo)的安全評價得分值

M=B·VT.

(14)

4 實例驗證

以哈爾濱市某客運有限責(zé)任公司為例，驗證該綜合評價指標(biāo)體系的科學(xué)性、合理性及可靠性。該公司是哈爾濱市一家燃?xì)夤黄髽I(yè)，企業(yè)共有兩條公交線路，共擁有68輛公交車輛。

4.1 層次分析法確定主觀權(quán)重

采用調(diào)問卷的形式確定評價體系所需的判斷矩陣，共5位專業(yè)人員參與調(diào)查，其中1份問卷進(jìn)行一致性檢驗時不通過，此處不予考慮，其余4份問卷采用分別計算權(quán)重系數(shù)，再按照算術(shù)平均的方法進(jìn)行處理。由于數(shù)據(jù)較多，文中只列出一致性檢驗及最后經(jīng)算術(shù)平均的權(quán)重系數(shù)。最后的一致性檢驗計算結(jié)果如表2—表6所示。

表2 各準(zhǔn)則層對目標(biāo)的一致性檢驗

最后根據(jù)公式計算得出各評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)。

4.2 離差最大化法確定客觀權(quán)重

考慮到本評價體系的性質(zhì)，采用專家打分的形式得出決策矩陣，共有5位專家參與打分。專家打分結(jié)果如表7所示。

表3 各方案層對駕駛員本質(zhì)安全的一致性檢驗

表4 各方案層對車輛本質(zhì)安全的一致性檢驗

表5 各方案層對外部環(huán)境本質(zhì)安全的一致性檢驗

表6 各方案層對管理本質(zhì)安全的一致性檢驗

表7 各專家對各指標(biāo)的決策矩陣

1)首先對決策矩陣按照式(6)進(jìn)行規(guī)范化處理,得到矩陣R(zij)nm，如表8所示。

表8 進(jìn)行規(guī)范化處理的決策矩陣

2)根據(jù)式(7)計算某一方案對其余方案的離差Vij，結(jié)果如表9所示。

3)根據(jù)式(8)計算所有方案對其余方案的離差Vi，結(jié)果如表9所示。

表9 各方案與其余方案的離差

4)根據(jù)式(9)計算出各指標(biāo)的客觀權(quán)重系數(shù)，結(jié)果如表10所示。

4.3 確定綜合權(quán)重

表10 各指標(biāo)的相對權(quán)重系數(shù)及層次總排序

4.4 模糊綜合評判模型的應(yīng)用

4.4.1 一級模糊綜合評判

1)確定模糊綜合評判判斷矩陣。共50名專業(yè)人員參與評價，根據(jù)式(11)對評價結(jié)果進(jìn)行歸一化處理,得到判別矩陣Rrij,一級模糊綜合評判的判別矩陣為

2)根據(jù)式(12)確定模糊綜合評判向量，具體計算結(jié)果為

BC1=(0.273，0.360,0.202,0.107,0.058),

BC2=(0.278，0.263，0.254，0.156，0.049)，

BC3=(0.121，0.355，0.245，0.201，0.078)，

BC4=(0.174，0.365，0.180，0.186,0.095).

4.4.2 二級模糊綜合評判

1)二級模糊綜合評判的判別矩陣如下：

R(bcij)=(BC1,BC2,BC3,BC4,BC5)T=

2)根據(jù)式(13)確定模糊綜合評判向量,即

BB=(0.605,0.222,0.086,0.087)·

R(bcij)=(0.252,0.338,0.216,0.133,0.061).

3)根據(jù)式(14)計算燃?xì)夤黄髽I(yè)安全水平綜合評價得分值，即

MB=(0.252,0.338,0.216,0.133,0.061)·

同理可得，駕駛員本質(zhì)安全評價得分值MC1=76.83；車輛本質(zhì)安全評價得分值MC2=75.65；外部環(huán)境本質(zhì)安全評價得分值MC3=72.40；管理本質(zhì)安全評價得分值MC4=73.35。

5 結(jié) 論

1)由相對權(quán)重系數(shù)計算結(jié)果可知，層次分析法與離差最大化法計算出的權(quán)重系數(shù)存在一定差異。從主觀權(quán)重可以看出，各指標(biāo)間的權(quán)重系數(shù)存在非常大的差異，根據(jù)實際情況可以判斷這種結(jié)果受到較大的主觀因素影響。但由于客觀賦權(quán)法也存在一定的弊端，導(dǎo)致對于同一指標(biāo)體系的不同樣本，其確定的權(quán)重系數(shù)結(jié)果也可能存在較大差異。最后，通過合成算法得出的綜合權(quán)重更加科學(xué)合理、符合實際情況，可為燃?xì)夤黄髽I(yè)進(jìn)行安全評價提供參考的結(jié)論。

2)采用多級模糊綜合評判，對燃?xì)夤黄髽I(yè)運營本質(zhì)安全水平進(jìn)行定量評價，最終得到企業(yè)運營安全綜合評價得分值為75.88，屬于“一般”安全水平，而且其四項準(zhǔn)則層指標(biāo)評價得分值均處于“一般”等級，故該企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重發(fā)展、不斷完善自身。

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