曾 威， 曾嘉偉， 陳曉勇， 曹衛(wèi)平

(湖南省交通科學(xué)研究院有限公司, 湖南 長(zhǎng)沙 410015)

0 引言

根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2020年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，截至2020年底，全國(guó)公路隧道21316處、2199.93萬(wàn)m，其中，特長(zhǎng)隧道1394處、623.55萬(wàn)m，長(zhǎng)隧道5541處、963.32萬(wàn)m。公路隧道空間相對(duì)封閉、通風(fēng)采光較差，一旦發(fā)生突發(fā)事故，容易發(fā)生擁堵、火災(zāi)煙氣聚集沉降、通風(fēng)不良等情況，導(dǎo)致人員逃生困難、救援條件不利，因此要求公路隧道對(duì)異常事件具有良好的應(yīng)急能力[1]。美國(guó)、日本等國(guó)家于20世紀(jì)90年代就已對(duì)應(yīng)急能力評(píng)價(jià)進(jìn)行了分析探究，形成了各自的評(píng)價(jià)體系；我國(guó)雖然對(duì)應(yīng)急能力評(píng)價(jià)研究起步較晚，但近幾年隨著政府部門對(duì)應(yīng)急能力的重視，不少學(xué)者在交通運(yùn)輸行業(yè)領(lǐng)域取得了不俗的科研成果，不過(guò)大多集中在城市道路、軌道交通、鐵路等方面。楊海東等[2]采用突變理論對(duì)城市道路交通安全突發(fā)事件的應(yīng)急能力進(jìn)行了分析研究；鄧云峰等[3]介紹了國(guó)內(nèi)外開展應(yīng)急能力評(píng)估研究進(jìn)展?fàn)顩r，構(gòu)造了城市應(yīng)急能力評(píng)估體系；林立等[4]建立了地鐵突發(fā)事件安全應(yīng)急響應(yīng)能力評(píng)價(jià)模型；楊樹森[5]針對(duì)城市軌道交通應(yīng)急能力面臨的挑戰(zhàn)、應(yīng)急能力的構(gòu)成以及提升應(yīng)急能力的措施進(jìn)行了研究分析；龍京[6]基于企業(yè)能力理論和知識(shí)管理理論，構(gòu)建了鐵路局應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。但是，對(duì)于公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)卻鮮有人研究。對(duì)公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，分析影響其應(yīng)急能力的因素，并采取相應(yīng)的管理機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，這對(duì)提升公路隧道應(yīng)急能力具有重要意義。本文擬采用層次分析法對(duì)公路隧道應(yīng)急能力進(jìn)行分析，以期為公路隧道運(yùn)營(yíng)單位采取安全措施提升應(yīng)急能力提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 層次分析法簡(jiǎn)介

層次分析法，簡(jiǎn)稱AHP，是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Saaty教授在20世紀(jì)70年代初提出的一種層次權(quán)重決策分析方法，該方法主要用于系統(tǒng)中有分層結(jié)構(gòu)的決策問(wèn)題。依據(jù)層次分析法的分析方法步驟，針對(duì)實(shí)際情況，建立風(fēng)險(xiǎn)因素層次結(jié)構(gòu)模型，并計(jì)算出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重及其排序。

根據(jù)建立的層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造因素判斷矩陣。依據(jù)計(jì)算因素判斷矩陣的特征向量，得到各層次因素的權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[7]，層次分析法計(jì)算方法一般步驟如下所述[8]。

1.1 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣元素的值表示同一層次各個(gè)指標(biāo)之間的相對(duì)重要度。通過(guò)比較同一層次下各個(gè)指標(biāo)之間優(yōu)劣程度并給予量化，使判斷矩陣能夠進(jìn)行定量計(jì)算。在層析分析法中，判斷矩陣各元素之間的比較一般通過(guò)1-9標(biāo)度法進(jìn)行，如表1所示。

表1 判斷矩陣1-9標(biāo)度比較法標(biāo)度定義說(shuō)明1兩兩比較,前者比后者同等重要3兩兩比較,前者比后者稍微重要5兩兩比較,前者比后者明顯重要7兩兩比較,前者比后者強(qiáng)烈重要9兩兩比較,前者比后者極端重要2、4、6、8兩兩比較,前者與后者重要度處于上述兩個(gè)數(shù)之間倒數(shù)上述前者與后者反比較

判斷矩陣中各元素的取值依據(jù)主要包括分析對(duì)象的系統(tǒng)資料、相關(guān)專家或工作人員意見(jiàn)。

1.2 層次單排序

為了得到各指標(biāo)在同一層次下的重要度即指標(biāo)權(quán)重，需要計(jì)算各判斷矩陣的特征向量及其對(duì)應(yīng)的特征值，計(jì)算公式如下：

AW=λmaxW

(1)

利用數(shù)學(xué)方法可以求得判斷矩陣的特征向量W及特征值λmax，再進(jìn)行歸一化處理得到指標(biāo)權(quán)重。

1.3 一致性檢驗(yàn)

由于判斷矩陣中各元素的取值是人為確定的，帶有一定的主觀性，經(jīng)過(guò)層次單排序得出的權(quán)重指標(biāo)不一定合理。因此，需要對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。若不滿足一致性，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修改，直至滿足一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)公式如下：

(2)

(3)

式中：CI為一致性檢驗(yàn)指標(biāo)，當(dāng)CR<0.10時(shí)，表示判斷矩陣具有一致性；n為判斷矩陣階數(shù)；CR為隨機(jī)一致性比率；RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，其取值如表2所示。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值矩陣階數(shù)12345678910RI000.580.901.121.241.321.411.451.49

2 公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

2.2 構(gòu)造因素判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

針對(duì)影響公路隧道應(yīng)急能力的各個(gè)因素，構(gòu)造因素判斷矩陣，判斷矩陣中各元素的取值依據(jù)主要是專家問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)。分別對(duì)來(lái)自高校科研院所、政府應(yīng)急管理部門以及公路隧道運(yùn)營(yíng)單位等30位專家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，將調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到如下指標(biāo)權(quán)重。

圖1 公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1A-B層判斷矩陣

該判斷矩陣表示相對(duì)于總目標(biāo)公路隧道應(yīng)急能力而言，二級(jí)指標(biāo)各風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相對(duì)重要度，如表3所示。

表3 A-B層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算AB1B2B3B4B5WB1112131/530.091B221121440.144B33211/350.229B4543170.490B51314151710.044

其中λmax=5.137 4，CI=0.034 4，RI=1.12，CR=0.030 7，通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

從表3中可以看出，在影響公路隧道應(yīng)急能力的5個(gè)因素中，應(yīng)急處置能力所占權(quán)重最大，為0.490；其次為資源保障能力，權(quán)重為0.229；影響最小的為應(yīng)急恢復(fù)能力，權(quán)重僅占0.044。這說(shuō)明公路隧道應(yīng)急能力重在應(yīng)急處置和資源保障，隧道運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)制定科學(xué)合理的應(yīng)急處置措施和應(yīng)急資源保障制度，確保隧道發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能夠及時(shí)有效地開展應(yīng)急救援工作。

2.2.2B-C層判斷矩陣

B-C層各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表4～8所示。表4中，λmax=5.033 1，CI=0.008 3，RI=1.12，CR=0.007 4；表5中，λmax=5.068 1，CI=0.017 0，RI=1.12，CR=0.015 2；表6中，λmax=5.036 4，CI=0.009 1，RI=1.12，CR=0.008 1；表7中，λmax=6.167 8，CI=0.033 6，RI=1.24，CR=0.027 1；表8中，λmax=4.051 1，CI=0.017 0，RI=0.90，CR=0.018 9。以上均通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

表4 B-C層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(安全管理能力)B1C1C2C3C4C5WC112121310.136C21/2113141/20.079C32311/220.244C4342130.403C512121310.136

表5 B-C層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力)B2C6C7C8C9C10WC61231/240.262C71/2121/330.160C8131211/420.097C9234150.418C101413121510.061

表6 B-C層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(資源保障能力)B3C11C12C13C14C15WC111112141/30.087C121112141/30.087C1322113120.152C14443120.414C153321/210.257

表7 B-C層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(應(yīng)急處置能力)B4C16C17C18C19C20C21WC16113132350.148C173114570.329C183114570.329C1912141/41240.096C2013151512130.063C21151717141/310.032

表8 B-C層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(應(yīng)急恢復(fù)能力)B5C22C23C24C25WC2212350.472C231/21240.284C241312130.169C2515141/310.072

從表4～8可以看出，在安全管理能力方面，應(yīng)急演練所占權(quán)重最大，為0.403，這說(shuō)明應(yīng)急演練的重要性很大，公路隧道運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)該每年定期組織隧道綜合或?qū)ｍ?xiàng)演練，提高應(yīng)急處置能力。在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力方面，預(yù)警信息的收集與分析權(quán)重占比最大，為0.418；其次為監(jiān)測(cè)設(shè)備建設(shè)，權(quán)重占比為0.262。因此，隧道運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)注重預(yù)警監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)置，以及預(yù)警信息的收集與分析，做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早報(bào)告、早處置。在資源保障能力方面，應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)權(quán)重占比最大，為0.414，這是因?yàn)榭茖W(xué)、高效的應(yīng)急救援隊(duì)伍是保障隧道應(yīng)急工作開展的基礎(chǔ)。在應(yīng)急處置能力方面，應(yīng)急指揮調(diào)度和應(yīng)急資源統(tǒng)籌權(quán)重占比最大，均為0.329，因此，運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)合理的應(yīng)急指揮體系和應(yīng)急資源調(diào)配制度，并進(jìn)行應(yīng)急演練，不斷提高應(yīng)急救援能力。在應(yīng)急恢復(fù)能力方面，恢復(fù)重建能力權(quán)重占比最大，為0.472，這說(shuō)明在應(yīng)急處置結(jié)束后，第一要?jiǎng)?wù)是恢復(fù)重建。

2.3 合成權(quán)重總排序

基于一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值，得出二級(jí)指標(biāo)的合成權(quán)重值并進(jìn)行總排序，總排序是指二級(jí)指標(biāo)所有元素對(duì)于公路隧道應(yīng)急能力總目標(biāo)層(A)的相對(duì)重要度。合成權(quán)重是由各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重(C)與二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)權(quán)重(B)共同決定的，合成權(quán)重值=二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重(C)×一級(jí)指標(biāo)權(quán)重(B)。公路隧道應(yīng)急能力合成權(quán)重及層次總排序計(jì)算結(jié)果如圖2所示。

圖2 公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)二級(jí)指標(biāo)合成權(quán)重及排序

從二級(jí)指標(biāo)合成權(quán)重統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，應(yīng)急指揮調(diào)度和應(yīng)急資源統(tǒng)籌的排序均居于第1位，為0.161。因此，在公路隧道突發(fā)事件應(yīng)急救援處理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注重建立相應(yīng)的應(yīng)急指揮調(diào)度體系和應(yīng)急資源統(tǒng)籌制度。在二級(jí)指標(biāo)合成權(quán)重中位于第3位的是應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)，應(yīng)急隊(duì)伍是突發(fā)事件中的主要救援力量，因此，應(yīng)不斷提升應(yīng)急隊(duì)伍的技術(shù)能力以及裝備的更新?lián)Q代速度。

3 實(shí)例應(yīng)用分析

為驗(yàn)證模型的實(shí)用性和科學(xué)性，以湖南省某公路隧道為例，通過(guò)實(shí)地調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)訪談、查閱資料等方式組織了7位專家對(duì)該公路的應(yīng)急能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。

3.1 評(píng)判等級(jí)的確定

根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料[11-12]以及專家會(huì)商結(jié)果，將公路隧道的應(yīng)急能力分為5個(gè)等級(jí)，即很強(qiáng)、較強(qiáng)、一般、較弱、很弱，各等級(jí)對(duì)應(yīng)分值如表9所示。

表9 公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)等級(jí)評(píng)價(jià)等級(jí)很強(qiáng)較強(qiáng)一般較弱很弱評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)/分90～10080～8970～7960～690～59

3.2 應(yīng)急能力評(píng)價(jià)分析

以湖南省某公路隧道為例，組織了7位專家對(duì)該公路隧道的25個(gè)應(yīng)急能力二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行打分(每個(gè)二級(jí)指標(biāo)滿分為100分)，打分結(jié)果如表10所示。

表10 湖南省某公路隧道應(yīng)急能力專家打分結(jié)果二級(jí)指標(biāo)專家1專家2專家3專家4專家5專家6專家7C191878590888384C288848089779089C390918488877882C485818084817883C585868187747580C665636767666162C766646166656265C870697574706872C964656168636465C1071727474746976C1175777075787069C1284818886767280C1380758180747073C1463646267706064C1578807781697275C1676717780777075C1777746981816565C1875767882747270C1962606066656265C2071716974706868C2173747675787571C2272767475807570C2376747377746870C2476757177767670C2578807678847073

對(duì)表10的專家打分結(jié)果進(jìn)行匯總整理，依據(jù)表9應(yīng)急能力評(píng)價(jià)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以得到該公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)等級(jí)為“一般”(見(jiàn)表11)。

通過(guò)對(duì)7位專家的打分結(jié)果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該隧道安全管理能力方面評(píng)分較高，這表明該隧道安全管理部門在制度、培訓(xùn)、演練、應(yīng)急預(yù)案的制定等方面做得較好；在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力方面，監(jiān)測(cè)設(shè)備建設(shè)、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力、預(yù)警信息收集與分析等方面評(píng)分較低，這說(shuō)明該隧道在預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

表11 湖南省某公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)等級(jí)二級(jí)指標(biāo)得分平均分評(píng)價(jià)等級(jí)專家173.8專家272.8專家372.1專家477.272.6一般專家574專家668.4專家769.8

方面存在薄弱環(huán)節(jié)，急需加強(qiáng)改進(jìn)；在資源保障能力、應(yīng)急處置能力以及應(yīng)急恢復(fù)能力方面，專家評(píng)分絕大多數(shù)在70～80分，處于“一般”水平，還有進(jìn)一步加強(qiáng)的空間；其中，在應(yīng)急處置能力方面，消防設(shè)施設(shè)備有效性評(píng)分較低，平均分為62.9分，這主要是因?yàn)樵撍淼澜ㄔO(shè)較早，現(xiàn)有消防設(shè)施設(shè)備陳舊落后，加上平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)做得不到位，導(dǎo)致消防系統(tǒng)可靠性不足。

4 結(jié)論

本文針對(duì)公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)，運(yùn)用層次分析法(AHP)對(duì)影響公路隧道應(yīng)急能力的關(guān)鍵因素進(jìn)行了分析研究，可以得出如下結(jié)論：

1)建立了公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型，確定了公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建了判斷矩陣，且判斷矩陣均通過(guò)了一致性檢驗(yàn)，說(shuō)明該模型在一定程度上具有可操作性和適用性。

2)影響公路隧道應(yīng)急能力5個(gè)因素的相對(duì)重要性排序依次為：應(yīng)急處置能力(0.490)>資源保障能力(0.229)>風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力(0.144)>安全管理能力(0.091)>應(yīng)急恢復(fù)能力(0.044)。從中可以看出，應(yīng)急處置能力和資源保障能力對(duì)公路隧道應(yīng)急能力的評(píng)價(jià)有著極為重要的意義，因此，在日常安全管理中，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)應(yīng)急處置能力建設(shè)和應(yīng)急資源保障工作。

3)對(duì)影響公路隧道應(yīng)急能力的二級(jí)指標(biāo)合成權(quán)重進(jìn)行排序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)急指揮調(diào)度和應(yīng)急資源統(tǒng)籌的影響是首位的，其次是應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)。這為如何提高公路隧道應(yīng)急能力建設(shè)水平劃出了重點(diǎn)，也為公路隧道安全對(duì)策的制定提供了科學(xué)的依據(jù)。

4)以湖南省某公路隧道為研究對(duì)象，對(duì)公路隧道應(yīng)急能力評(píng)價(jià)模型進(jìn)行了實(shí)例分析，結(jié)果表明，該公路隧道的應(yīng)急能力評(píng)價(jià)等級(jí)為“一般”，與實(shí)際相符。該公路隧道在安全管理能力方面表現(xiàn)較好，在預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、消防設(shè)施設(shè)備等方面急需提高改進(jìn)，以滿足該公路隧道應(yīng)急能力現(xiàn)實(shí)需要。