上荊江河段客觀因子礙航程度的加權評價＊

孫松平 徐 勝 陳 松 周海賓

（荊州海事局1） 荊州 434000） （武漢理工大學航運學院2） 武漢 430063）

枝城至藕池口所在的長江河段又稱“上荊江”，河段內有松滋口、太平口、藕池口分汊入洞庭湖．上荊江河段江面較寬（平均寬度1 300m），河床底質以礫石、砂和泥組成，河道蜿蜒曲折，常年來河床沖淤多變，河段內枯水期航道相對窄、淺，個別重點淺區需要疏浚施工并輔以控制通航才能基本滿足安全通航的要求．目前，隨著三峽大壩的建成和高位蓄水運行，以及政府加大對長江航道的整治力度，上荊江的航道條件得到有效地改善［1］．

從以往的研究成果來看，研究程度較深的有阮瑞文的“內河礙航物礙航評價標準及評價工作程序的研究”［2］．為了客觀、準確地反映客觀因子的礙航程度，根據人－機－環境的系統原理［3］，運用安全評價理論，采用模糊層次分析法，在定性分析與定量分析兩方面對這些客觀礙航因子的礙航程度進行全面評價，對上荊江河段的通航安全管理將有著良好的促進意義．

1 礙航因子加權分析

1.1 上荊江河段客觀礙航因子

在全面調研，以及對多年水上交通事故統計分析和各類資料統計整理的基礎上，將上荊江的各類客觀礙航因子分成3類．其中，將客觀因子的礙航程度（A）分成3層：第1層為目標層，第2層為主因素層，第3層為評價指標層．評價指標體系為：水文（B1），包括水位（枯水期）C1，水位（洪水期）C2，流速C3，流態C4；天氣（B2），包括霧C5，風C6，雨雪C7，雷暴C8；航道條件等（B3），包括航道深度C9，航道寬度C10，彎曲半徑C11，淺灘C12，航道整治工程C13，水工建筑物C14，船舶流C15．

1.2 礙航因子權重值的確定

1．2．1 判斷矩陣的構造 為將判斷定量化，用層次分析法（AHP）引入1～9比率標度的方法構造判斷矩陣．2元素相比標度1，3，5，7，9分別表示一個元素比另一元素優劣相等、稍優、優于、甚優、極優；有時采用2，4，6，8表示上述相鄰的中間值．2個元素反過來相比為其倒數，判斷矩陣元素的取值是根據資料、專家意見和研究分析人員的綜合比較所最終確定的，見表1［4－5］．

1．2．2 權向量計算及一致性檢驗 通常情況下，有實際得到的判斷矩陣不一定是一致的情況，即不一定滿足傳遞性和一致性．實際中，也不必要求一致性絕對成立，但要求大體上一致，即不一致的程度控制在容許的范圍內．檢驗主要考查以下指標：

表1 判斷矩陣元素的取值

（1）一致性指標 CI＝（λmax－n）／（n－1）．

（2）隨機一致性指標 RI通常由實際經驗給定的，見表2．

經過以上步驟得到各個層次的判斷矩陣及一致性檢驗見表3～表7．

表2 隨機一致性指標的取值［3］

表3 A－B判斷矩陣及一致性檢驗

表4 B2－C判斷矩陣及一致性檢驗

表5 B2－C判斷矩陣及一致性檢驗

表6 B3－C判斷矩陣及一致性檢驗

表7 客觀礙航因子權重值

2 礙航程度的綜合評價

2.1 各因子隸屬度的確定

評價因素集

U ＝｛C1，C2，C3，…，C14，C15｝＝

｛枯水期，洪水期，…，船舶流｝

評判集

V＝｛嚴重影響，很大影響，較大影響，

一般影響，輕微影響｝

通過專家打分，給出每個因素相對于不同評語等級的隸屬度（見表8）．

2.2 綜合評價

依據表7，有：評價指標的權重w＝（0．438 16，0．153 77，0．048 28，0．048 28，0．088 68，0．029 63，0．011 64，0．012 96，0．045 56，0．025 18，0．008 26，0．039 17，0．008 26，0．008 26，0．008 26）

表8 各因子不同評語等級的隸屬度

由表8，可以得到各礙航因子對目標層（礙航程度）的評判矩陣［5］為

則綜合評價模型為

按照最大隸屬原則［6］評價，上荊江各礙航因子的綜合礙航程度相對較大．在實際意義上，評價結果可進一步促使主管機關對上荊江綜合礙航程度的關注，并有效地建立預警和監管機制，以保障船舶的航行安全．

3 結束語

上荊江客觀礙航因素眾多，應用普通方法對其進行評價，較難同時實現全面、準確及定量分析．綜合層次分析法和模糊綜合評價的方法，克服了單純層次分析法主觀性偏強的不足．但是，模糊層次分析法應用于礙航評價，還應注意：評價模型中各個影響因素的確定須有詳細數據統計資料的支撐，以及各礙航因子之間的交叉影響需要充分掌握．

［1］高志斌．吳世勇．長江荊江河段床沙分析［C］∥中國水力發電工程學會水文泥沙專業委員會第七屆學術討論會論文集（上冊）［G］．北京：水利水電出版社，2007．

［2］阮瑞文．內河礙航物礙航評價標準及評價工作程序的研究［D］．武漢：武漢理工大學航運學院，2003．

［3］茅云生，盧笑慶，馬運義．潛艇內部人－機－環境系統的多級模糊綜合評判［J］．武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2004，28（3）：322－325．

［4］姜啟源，謝金星，葉 俊．數學模型［M］．3版．北京：高等教育出版社，2004．

［5］郭亞軍．綜合評價理論、方法及應用［M］．北京：科學出版社，2007．

［6］蔣澤軍．模糊數學教程［M］．北京：國防工業出版社，2007．