層次分析法在消防車購置中的應用

馬 林，劉 洋,陳智慧

(1.新疆消防總隊，新疆 烏魯木齊 830000； 2.武警學院 a.研究生隊； b.消防指揮系，河北 廊坊 065000)

●消防安全評價

層次分析法在消防車購置中的應用

馬 林1，劉 洋2a,陳智慧2b

(1.新疆消防總隊，新疆 烏魯木齊 830000； 2.武警學院 a.研究生隊； b.消防指揮系，河北 廊坊 065000)

針對目前基層消防部隊車輛裝備購置過程中存在的考慮因素多、選擇困難這一現(xiàn)實問題，基于層次分析方法，對消防車購置中的影響因素進行了科學分析，建立了較為合理的評價體系和模型，以期做出更合理的購置方案。

消防車；車輛購置；層次分析法

消防車輛裝備是消防部隊戰(zhàn)斗力的基礎所在，關(guān)系能否真正“能打仗、打勝仗”“打得贏”，關(guān)系部隊長遠發(fā)展和全面建設。因此，發(fā)揮有限資金的最大效益，購置部隊最急需、最符合實戰(zhàn)需要、最符合地區(qū)災情特點的車輛裝備，推動實現(xiàn)車輛裝備建設從數(shù)量規(guī)模型向質(zhì)量效能型的轉(zhuǎn)變，保障和促進消防核心戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變，是基層消防部隊在車輛裝備購置中必須考慮的重要因素。本文擬利用層次分析法，科學界定車輛裝備購置中各因素的權(quán)重，為最終制定合理的車輛購置方案提供科學依據(jù)。

1 當前部隊車輛裝備購置中存在的突出問題

1.1 主戰(zhàn)消防車性能不能滿足戰(zhàn)斗需求

目前公安消防部隊主戰(zhàn)消防車普遍存在比功率低、水泵流量小、器材配置不合理、持續(xù)作戰(zhàn)能力差、智能化水平低、乘員少等問題，嚴重制約了滅火救援第一出動力量，容易使小火釀成大災。消防車底盤、發(fā)動機、消防泵、車載炮是實現(xiàn)上述主戰(zhàn)性能的關(guān)鍵總成和核心部件，其中底盤和發(fā)動機主要決定了車輛的行駛性能、持續(xù)作戰(zhàn)能力和操控的智能化水平，消防泵、炮和隨車裝備決定了消防車的戰(zhàn)術(shù)性能，當然，二者之間也存在必然的聯(lián)系。據(jù)統(tǒng)計，當前配備的發(fā)動機功率不足132 kW的消防車占消防車總數(shù)的55.3 %。消防車發(fā)動機功率偏小，不但難以配備大功率水泵，也難以適應高負荷、長時間的滅火救援戰(zhàn)斗需求。

1.2 駕乘舒適性和操控性能差

消防員在出警時身著戰(zhàn)斗服和消防手套，背載空氣呼吸器，并且要求快速登車，奔赴火場。由于有些消防車生產(chǎn)企業(yè)的設計人員缺乏實戰(zhàn)的駕乘經(jīng)歷，在操控面板、座椅和登車踏板、閥門位置設置、材質(zhì)型式等方面的設計沒有考慮消防員的實際需求，缺少舒適性、人性化設計，甚至影響了消防車的操控性能。

1.3 招標片面考慮價格，造成先天不足

在車輛裝備集中招標過程時，往往因多方面的原因，使裝備的性能、質(zhì)量與預期結(jié)果出入較大：一是受預算經(jīng)費或?qū)ｍ椊?jīng)費總額的限制；二是受地方政府部門審批的限制；三是部隊內(nèi)部對裝備發(fā)展更新研究不夠，缺乏采購經(jīng)驗和盲目追求數(shù)量。尤其在一些地方政府的招標過程中，最低價中標的惡性循環(huán)，往往使廠家惡意壓價，為追求利益的最大化，降低主要性能參數(shù)和隨車裝備的質(zhì)量，使消防車的質(zhì)量和使用性能達不到實戰(zhàn)和訓練要求。

1.4 后期維護保養(yǎng)缺失，使用壽命縮短

一些代理廠商，根本不具備維護保養(yǎng)和業(yè)務培訓的能力，信譽度低，為中標，往往過度承諾或許下承諾陷阱。進口底盤、進口車輛的技術(shù)服務在這方面的問題尤為突出，售后維護保養(yǎng)出現(xiàn)斷檔，造成訓練、使用、維護困難，使得消防車使用壽命大大縮短。

2 消防車購置影響因素

2.1 關(guān)鍵核心部件和總成的性能

筆者結(jié)合多年消防車購置招標工作實踐，總結(jié)認為，影響消防車購置的因素可以概括為六個方面：一是底盤、發(fā)動機；二是消防泵、車載炮；三是價格；四是隨車裝備；五是操控性能；六是服務保障。其中底盤、發(fā)動機是核心部件，可定義為最重要的因素；消防泵、車載炮是體現(xiàn)滅火救援效能的最重要裝備，可定義為核心部件的延伸。消防部隊擔負滅火與應急救援任務，講求第一出動力量的準確、迅速，因此車輛發(fā)動機往往在沒有預熱的情況下就緊急發(fā)動、加速行駛，再加上車輛長時間滿負荷行駛底盤磨損嚴重，這就要求車輛的底盤、發(fā)動機和消防泵在性能和質(zhì)量上必須過硬，只有這樣，才能保證消防救援人員的安全和戰(zhàn)斗力，提高救援的效率[1]。

2.2 價格因素

價格因素是制約購置車輛裝備的重要方面，經(jīng)費的多少直接關(guān)系到裝備的購置數(shù)量和質(zhì)量。由于不同總隊財政狀況不同，對于車輛裝備購置給予的財政支持不同；政府消防隊、企業(yè)專職消防隊等又由于體制的不同在裝備經(jīng)費保障實力上也各不一樣。因此，本文結(jié)合國內(nèi)購置招標實際情況，從經(jīng)費充足和經(jīng)費不足兩種情況分別對方案層選擇進行評分、排序，對比選出最佳方案，供同行參考借鑒。

2.3 人性化設計和操控性能

國產(chǎn)消防車與進口消防車在便捷性、舒適性和駕駛操控性等方面都各有不足和優(yōu)勢。本文在優(yōu)選方案評估時主要考慮了隨車裝備和操控性能兩個關(guān)鍵要素。隨車裝備的全與否、先進和實用，可定義為體現(xiàn)滅火救援效能的次要因素；操控性能主要表現(xiàn)在實際駕駛操控感受，各類開關(guān)是否設置合理、操作方便，可定義為實戰(zhàn)效能的實戰(zhàn)體現(xiàn)。

2.4 服務保障

服務保障是看購置合同中是否約定24小時維修保障，并根據(jù)購置方的要求適當增減或者改裝相關(guān)設備。隨著技術(shù)的統(tǒng)型發(fā)展，車輛裝備的競爭越來越體現(xiàn)在服務保障方面的競爭，誰的服務保障到位，誰的產(chǎn)品就越有市場，越具有競爭力。服務保障同樣是消防車購置時必須考慮的重要因素之一[2]。

3 層次分析法

影響消防車購置的因素是多種多樣的，因此在購置過程中就具有復雜性、層次性和綜合性等特點，這就要求平衡這些因素并根據(jù)消防部隊實際情況建立指標體系。

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

美國運籌學家托馬斯·塞蒂(T.L.Saaty)提出的層次分析法，是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標決策分析方法，特別是將經(jīng)驗判斷給予量化，在目標(因素)結(jié)構(gòu)復雜且缺乏必要的數(shù)據(jù)情況下更為實用。該方法將方案問題中的影響因素分為最高層、中間層和最底層，即分為目標層A、準則層B和方案層C。

圖1 層次結(jié)構(gòu)模型

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣表示相對上一層某一因素時，本層次各因素之間的兩兩相對重要性程度。設A層因素與下一層B中的因素B1,B2,B3，…，Bn有聯(lián)系，則可以構(gòu)成判斷矩陣

其中，aij>0；aij=1/aji(i≠j)。其值可以用數(shù)字1～9及其倒數(shù)表示，這些數(shù)字稱為判斷矩陣標度，標度方法如表1所示[3]。

3.3 計算特征值、特征向量，做一致性檢驗

對判斷矩陣B來說，首先要計算滿足PW=λW的特征根與特征向量，式中λmax為B的最大特征根，

表1 層次分析法標度方法

W為對應于λmax的單位特征向量，W的分向量就是被比較元素對于該因素的相對權(quán)重。然后將W正規(guī)化，可以得出同一層次各因素對于上一層某個因素相對重要性的權(quán)值排序，這個過程就是層次單排序。由于實際情況復雜多變，人們對事物的認識往往具有單一性，要達到完全一致是幾乎不可能的。因此在對一個判斷矩陣進行單層排序后需要對判斷矩陣進行一致性檢驗[4]。

3.4 計算各指標的權(quán)向量

3.5 確定層次總排序，做出決策

以上所做的工作只是第二、三層對上一層因素的權(quán)值排序，而我們需要最底層各方案對最高層目標層的權(quán)值排序，這就需要自下而上將權(quán)重進行合并，最后將層次單排序轉(zhuǎn)換成層次總排序，從而做出決策。

4 層次分析法在消防車購置問題中的應用

4.1 建立層次模型

第一層與第二層之間的矩陣為C-F判斷矩陣、第二層與第三層的矩陣為F1-P，F(xiàn)2-P,…,F6-P六個矩陣。本例中，根據(jù)消防車購置實際情況，從兩個方面分別運用層次分析法進行對比分析，一種情況是經(jīng)費充足，即價格作為不重要因素分析；第二種情況是考慮性價比，即價格作為與車輛性能同等重要因素分析。招標方案有三個廠家，其中A廠家為業(yè)界一流的、掌握國際頂尖技術(shù)的大型汽車生產(chǎn)廠商，底盤和發(fā)動機采用國際先進技術(shù)，車輛穩(wěn)定性較好；B廠家為主要依靠國內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)，自主研發(fā)的汽車生產(chǎn)商；C廠家為國內(nèi)相對比較低端，生產(chǎn)車輛的質(zhì)量和總體性能相對還處于中下層次的廠商。在消防車購置問題中，層次結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

圖2 消防車購置層次結(jié)構(gòu)模型

4.2 討論

4.2.1 經(jīng)費充足情況

在價格為最不重要因素條件下，C-F判斷矩陣和F-P判斷矩陣如表2～8所示。

表2 C-F判斷矩陣

表3 F1-P判斷矩陣

表4 F2-P判斷矩陣

表5 F3-P判斷矩陣

表6 F4-P判斷矩陣

表7 F5-P判斷矩陣

表8 F6-P判斷矩陣

表9 判斷矩陣一致性檢驗

使用判斷矩陣去推算層次各因素的重要次序，對權(quán)重指標歸一化處理。使用方根法算出各判斷矩陣中各因素的權(quán)值。F層相對于C層，各因素權(quán)值為w0=(0.280 974，0.077 619, 0.046 23, 0.029 562, 0.177 003，0.388 612)。

P層相對于F1層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w1=(0.704 936，0.210 92，0.084 144)T；

P層相對于F2層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w2=(0.742 867，0.193 882，0.063 252)T；

P層相對于F3層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w3=(0.088 077,0.194 688,0.717 235)T；

P層相對于F4層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w4=(0.770 312,0.161 755,0.067 933)T；

P層相對于F5層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w5=(0.088 983, 0.323 386,0.587 631)T；

P層相對于F6層，A,B,C三種方案的權(quán)值為w6=(0.733 384,0.199 071,0.067 545)T。

在層次單排序的基礎上，進行層次總排序，得出三種方案的優(yōu)劣程度：

因此，在經(jīng)費充足條件下，即價格作為最不重要因素時，三種方案的總權(quán)重為A=0.583 325，B=0.222 696，C=0.193 979，優(yōu)劣排序為A>B>C。

4.2.2 經(jīng)費不足情況

同理，在經(jīng)費不足情況下價格作為一項主要因素進行考慮，C-F判斷矩陣如表10所示。

表10 C-F判斷矩陣

再次使用判斷矩陣去推算層次各因素的重要次序，對權(quán)重指標歸一化處理。使用方根法算出各判斷矩陣中各因素的權(quán)值。F層相對于C層，各因素權(quán)值為w0=(0.159 606,0.046 257,0.030 14,0.433 814,0.098 591,0.231 592)。

在層次單排序的基礎上，進行層次總排序，得出三種方案的優(yōu)劣程度：

因此，在經(jīng)費不充足即價格作為重要因素時，三種方案的總權(quán)重為A=0.662 7,B=0.195 2,C=0.142 1,優(yōu)劣排序為A>B>C。

4.3 評估結(jié)果

4.3.1 結(jié)合消防實際情況建立層次模型，進行建模分析得出結(jié)論：在經(jīng)費充足或不充足兩種情況下，購置消防車時都應該考慮選擇A方案，即優(yōu)先考慮底盤、發(fā)動機性能突出且泵流量滿足實戰(zhàn)需求的消防車。以水罐消防車為例，其主要參數(shù)應滿足發(fā)動機功率≥180kW、比功率≥10kW·t-1、消防泵額定流量≥40L·s-1的要求；主戰(zhàn)消防車比功率應≥12kW·t-1，消防泵額定流量≥60L·s-1，乘員≥6人。同時要進一步提升消防車底盤專用化水平，推廣應用消防車專用底盤。

4.3.2 要樹立全壽命費用和全壽命管理的理念。當前消防車的性能越來越受到部隊關(guān)注，把好入口關(guān)，是確保其性能的重要一環(huán)，而其中，樹立全壽命的費用和管理理念至關(guān)重要。在車輛裝備購置時，不僅要考慮購置價格，還要綜合考慮其維護保養(yǎng)成本和價格，易于維護維修、周期短、服務到位的裝備應重點考慮。

4.3.3 推行裝備招標綜合評分制度。筆者建議，可結(jié)合上文中提到的兩種情況，即價格是否作為決定因素的情況，建立依此為權(quán)重的車輛招標評分體系，分別如表11和表12所示。

表11 經(jīng)費充足情況下消防車招標評分體系

表12 經(jīng)費不足情況下消防車招標評分體系

5 結(jié)論與建議

5.1 層次分析法邏輯嚴密，可以很好地克服在決策過程中主觀因素的影響，應用層次分析法，可以計算各個因素對決策結(jié)果的權(quán)重，反映各個因素的重要程度，優(yōu)化方案的選擇。分析方法自下到上逐步分析，從單排序到總權(quán)重，是具有較高精度的判斷方法。但是層次分析法只能是在已有的方案中擇優(yōu)選擇，不能提出新的策略，這是在消防車購置問題應用中的局限性。

5.2 在消防車采購工作中，根據(jù)采購經(jīng)費情況可分別以表11、表12的權(quán)重和評分系統(tǒng)，建立考評方案。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在三個方面：一是有效降低最低價中標的惡性競爭；二是督促廠家將主要精力放在提升消防車的底盤、發(fā)動機、泵等核心部件的質(zhì)量上；三是雖最終未必是最高分者中標，但其綜合的評分系統(tǒng)，可在車輛裝備購置中起到輔助決策作用。

[1] 吳體令.淺談消防車底盤選型和改裝部件的布置[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2014,(5).

[2] 李晶，張連民.淺析國產(chǎn)消防車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2006,(3).

[3] 錢頌迪.運籌學[M].北京：清華大學出版社，2012.

[4] 陳欣.模糊層次分析法在方案優(yōu)選方面的應用[J].計算機工程與設計，2004,(10).

[5] 楊政，范曄，金義重.對我國消防部隊裝備管理及建設的思考[J].消防科學與技術(shù)，2009,28(12).

(責任編輯 李 蕾)

A Research on Fire Engines Purchase Based on the Analytic Hierarchy Process

MA Lin1, LIU Yang2a, CHEN Zhihui2b

(1.FireCropsofXinjiangAutonomousRegion,Urumqi830063,China；2.a.TeamofGraduateStudent;b.DepartmentofFireCommanding,TheArmedPoliceAcademy,Langfang，HebeiProvince065000,China)

The main current problems with the fire engines purchase were summarized in the paper. Based on the Analytic Hierarchy Process(AHP) , the affecting factors of fire engines purchase were analyzed and the hierarchical model was established, in order to formulate a reasonable fire engines purchasing plan.

firefighting; fire engines; fire engines purchase; AHP

2015-04-29

馬林(1977— )，男(回族)，新疆和碩人，高級工程師； 劉洋(1992— )，男，新疆巴州人，安全工程專業(yè)在讀碩士研究生； 陳智慧(1971— )，女，河北廊坊人，教授。

TU998.13

A

1008-2077(2015)06-0069-05