王璞 董玉亮

摘 要：針對鐵路應(yīng)急管理中多應(yīng)急點(diǎn)——多資源調(diào)度情況下需要考慮各應(yīng)急點(diǎn)對資源需求緊急度的問題，給出一種基于層次分析法/包絡(luò)分析法（AHP/DEA）的資源需求緊急度評價方法。通過構(gòu)建應(yīng)急資源需求緊急度評價框架，建立了應(yīng)急資源需求緊急度評價指標(biāo)體系，并給出了評價指標(biāo)量化方法，建立了基于AHP/DEA的鐵路應(yīng)急資源需求緊急度評價計算模型，并通過某路局的實(shí)際案例加以驗(yàn)證。實(shí)例計算結(jié)果表明，該方法具有很好的實(shí)用性，可為下一步的分階段合理資源調(diào)度提供幫助。

關(guān)鍵詞：鐵路運(yùn)輸;需求緊急度評價;AHP/DEA評價方法;鐵路應(yīng)急資源;應(yīng)急物資管理

中圖分類號：U298.6? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2019）02-0031-03

引言

近年來，我國鐵路突發(fā)事件屢有發(fā)生，以某鐵路局為例，1998—2017年統(tǒng)計發(fā)生應(yīng)急事件約275起，其中自然災(zāi)害60起，事故災(zāi)難213起，公共衛(wèi)生事件12起，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。面對時有發(fā)生的各類突發(fā)事件，積極開展應(yīng)急物流調(diào)度研究，在短時間內(nèi)高效地調(diào)集相關(guān)物資，并將其快速運(yùn)送、及時發(fā)放，對于提高應(yīng)急響應(yīng)能力、減少災(zāi)害影響、降低生命財產(chǎn)損失具有重要的意義[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)，鐵路應(yīng)急資源調(diào)度的及時有效性是決定鐵路應(yīng)急救援成效的關(guān)鍵一環(huán)。鐵路應(yīng)急資源調(diào)度包括單應(yīng)急點(diǎn)—單一資源調(diào)度，單應(yīng)急點(diǎn)—多種資源調(diào)度和多應(yīng)急點(diǎn)—多種資源調(diào)度。當(dāng)多個地點(diǎn)同時發(fā)生突發(fā)事件時，需要進(jìn)行多應(yīng)急點(diǎn)調(diào)度，為保證應(yīng)急資源的快速、及時、準(zhǔn)確調(diào)度，需要考慮應(yīng)急點(diǎn)對資源需求的緊急度[3-4]。

當(dāng)前，對應(yīng)急資源需求緊急度評價的研究較少，見諸文獻(xiàn)報道的僅有分級評價法[5-7]和基于模糊綜合評判的應(yīng)急資源需求緊急度評價[3]。前者是憑借主觀判斷將應(yīng)急資源按照重要性、可得性、時效性等因素分成 4 級，并按級別進(jìn)行調(diào)度，但這種靜態(tài)分級方式并沒有考慮應(yīng)急資源的時間和空間效用價值。后者考慮了應(yīng)急資源的時間和空間效用，建立了資源需求緊急度評價指標(biāo)，并用模糊綜合評判方法實(shí)現(xiàn)了鐵路應(yīng)急資源需求緊急度的評價。文獻(xiàn)采用層次分析法（AHP）確定各評價指標(biāo)間的權(quán)重[3]，AHP能充分反映決策者的偏好，但當(dāng)指標(biāo)過多的時候，會給專家的主觀判斷帶來困難，也容易使得判斷矩陣具有不一致性。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）方法采用變化權(quán)來對各決策單元（DMU）進(jìn)行評價，但不能有效地區(qū)分決策單元的優(yōu)劣，并且評價結(jié)果沒有實(shí)現(xiàn)決策單元的完全排序，DEA的局部最優(yōu)性也沒有得到改善[8]。因此，本文首先建立鐵路應(yīng)急資源需求緊急度評價指標(biāo)體系，然后從DEA和AHP方法各自的特點(diǎn)出發(fā)構(gòu)造了DEA/AHP的混合模型實(shí)現(xiàn)鐵路應(yīng)急資源需求緊急度的評價。

一、鐵路應(yīng)急物資需求緊急度評價模型

（一）物資需求緊急度評價框架

鐵路應(yīng)急物資針對某應(yīng)急點(diǎn)的需求緊急度評價框架如圖1所示。圖中最底層為評價指標(biāo)層，包括評價模型的輸入評價指標(biāo)和模型輸出評價指標(biāo);中間層為評價層，在該層進(jìn)行該物資對不同應(yīng)急點(diǎn)的需求緊急度評價;最上層為評價結(jié)果層。

（二）評價指標(biāo)體系及指標(biāo)量化

鐵路突發(fā)事件發(fā)生后，當(dāng)影響范圍或規(guī)模較大，同時造成多處受災(zāi)時，由于各個應(yīng)急點(diǎn)的位置、受災(zāi)等級等不同，在不同時間段各個應(yīng)急點(diǎn)對同種或不同種應(yīng)急資源的需求緊急程度存在一定的差異。鐵路應(yīng)急資源需求緊急度評價指標(biāo)如表 1 所示。

各指標(biāo)又分為定性（影響因素不能給出明確確定）和定量（影響因素能夠給出明確確定）兩種指標(biāo)。定性指標(biāo)采用模糊化處理，5個等級（輕微、輕、中等、嚴(yán)重、非常嚴(yán)重）分別用（1、2、3、4、5）進(jìn)行量化。定量指標(biāo)直接由數(shù)量表示，用1、2、3、4、5表示受損線路五個等級（地方鐵路、國鐵其他等級、國鐵II級、國鐵I級、高鐵），用1、2表示資源專用程度兩個等級（非專用、專用），數(shù)字越大表示等級越高。

（三）基于AHP與DEA的鐵路應(yīng)急物資需求緊急度評價模型

在鐵路應(yīng)急資源需求緊急度評價問題中，假定有n個備選資源應(yīng)急點(diǎn)，已確定采用m個輸入評價指標(biāo)和s個輸出評價指標(biāo)。這n個評價對象的輸入、輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)如下：

評價單元：DMU1，DMU2，…，DMUn;輸入指標(biāo)：x1，x2，…，xn;輸出指標(biāo)y1，y2，…，yn。其中，xi=（x1i，x2i，…，xmi）T，yj=（y1i，y2i，…，ysi）T，分別為評價單元DMUi的輸入、輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)。

根據(jù)選定的輸入、輸出指標(biāo)體系，對第i個決策單元可建立一般意義上的DEA模型：

在實(shí)際問題中，往往有較多的決策單元都能取到最大的效率值1，因此，僅用E一般不能區(qū)分這些決策單元的優(yōu)劣。此外，模型（1）讓每一個DMUi用最有利于自己的權(quán)重wi計算出Eii，這種只重視少數(shù)有利的輸入和輸出指標(biāo)，而不重視其他指標(biāo)的現(xiàn)象，使模型（1）計算出的自我評價值E不能完全反映出DMU的優(yōu)劣。為了解決這個問題，引入交叉評價機(jī)制。交叉評價（cross—evaluation）的基本思想是：用每一個DMUi的最佳權(quán)重w*i計算其他DMUk的效率值，得交叉評價值為

一般，對于n個決策單元兩兩效率的比較值為aij=（Eii+Eij）/（Ejj+Eji），并且，aij=1/aji，aii=1。構(gòu)造出的判斷矩陣如下：

由上面的DEA方法構(gòu)造出的判斷矩陣不包含主觀性，因此不需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。運(yùn)用層次分析法解出最大的特征值和相應(yīng)的特征向量。由于這里的層次分析法只有一層，所以排在第i位的特征向量也就反映了第i個決策單元的優(yōu)先度。

二、實(shí)例分析

2011年6月成都鐵路局轄區(qū)發(fā)生特大暴雨并引起多處洪水塌方，救援工作需要同時對三個災(zāi)難點(diǎn)展開。災(zāi)難點(diǎn)1處于客運(yùn)專線，線路及沿線受損較輕。災(zāi)難點(diǎn)2位于地方貨運(yùn)專線，線路及沿線受損較嚴(yán)重。災(zāi)難點(diǎn)3在客貨混跑的一般線路，線路及沿線受損嚴(yán)重。三個災(zāi)難點(diǎn)都需要鋼軌、鐵路道渣、木枕普枕、應(yīng)急食品等應(yīng)急物資，但由于運(yùn)力不足，無法同時滿足三個災(zāi)難點(diǎn)的需求。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況對各應(yīng)急物資對三個災(zāi)難點(diǎn)的需求緊急度進(jìn)行排序，然后根據(jù)緊急程度大小進(jìn)行物資調(diào)度。主要應(yīng)急物資需求應(yīng)急度評價指標(biāo)量化結(jié)果如表2所示。

利用需求緊急度評價計算模型，計算得到各應(yīng)急物資針對不同應(yīng)急點(diǎn)的需求緊急度，評價結(jié)果如表3所示。

可以看出，P60鋼軌、鐵路道渣和木枕普枕對三個應(yīng)急點(diǎn)的優(yōu)先順序是：應(yīng)急點(diǎn)1>應(yīng)急點(diǎn)3>應(yīng)急點(diǎn)2;應(yīng)急食品對三個應(yīng)急點(diǎn)的優(yōu)先順序是：應(yīng)急點(diǎn)3>應(yīng)急點(diǎn)1>應(yīng)急點(diǎn)2。評價結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況符合。

三、結(jié)論

資源需求緊急度是資源效用的集中體現(xiàn)，應(yīng)急事件處置過程中資源需求緊急度的有效評價有助于優(yōu)化應(yīng)急資源的調(diào)度，保證資源調(diào)度的時間和空間有效性。本文在分析鐵路應(yīng)急資源需求緊急度評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，建立了基于AHP和DEA的資源需求緊急度評價模型，給出了相應(yīng)算法，并通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。應(yīng)急資源需求緊急度的合理評價可以為運(yùn)力和時間受限條件下進(jìn)行科學(xué)合理分階段調(diào)度提供決策依據(jù)。

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