基于信息熵—未確知測度評價法的VTS綜合評估

胡惟璇 杜妍

摘要：文章通過構建船舶交通管理系統（縮寫VTS）綜合評估指標體系，對A省轄區5個VTS中心的服務效率進行排序。研究結果表明，信息熵-未確知測度評價法切實可行，為全面科學評估VTS綜合運行效果提供了方法和指導，為VTS建設和發展提供了有益的參考。

關鍵詞：信息熵-未確知測度評價法；船舶交通管理系統；VTS；綜合評估；海事系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：U676 文章編號：1009-2374（2016）06-0015-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.008

1 概述

隨著海事的不斷發展，船舶交通管理系統（VTS）成為實施船舶交通服務和管理重要的手段之一，其在海事管理中的地位和作用日趨凸顯。國際海事組織（IMO）在《VTS指南》中對VTS的定義是：由主管機關實施，用于提高船舶交通安全和效率及保護環境的服務，在VTS覆蓋水域內，這種服務應能與交通相互作用并對交通形勢變化做出反應，為船舶交通服務。

為準確全面評估VTS的效用，對VTS做綜合評估是必要的：一方面，綜合評估可判斷VTS作為一個綜合性海事管理和服務平臺是否完成了應有的信息服務、助航服務、交通組織等多項職能；另一方面，綜合評估結果可為VTS未來的建設和發展提供有益的建議。

2 基于信息熵-未確知測度評價法的VTS綜合評估模型

熵指變量的不確定性概率大小，可以用來表示信息的有序程度，引入信息熵來度量信息源中平均信息量的大小，從而表示整個信息系統的平均不確定程度，并且信息越有序，信息熵就越低，信息源越不確定，信息熵就越大。VTS的評價數據涉及方方面面，且具有大量不確定因素，信息熵可將其量化，并向決策者提供更多有用的信息。信息熵-未確知測度的評價步驟如圖1所示：

圖1 信息熵-未確知測度的評價步驟

2.1 VTS評價指標體系的建立

根據VTS定義結合當前用戶實際運行中對VTS的功能需求，將VTS綜合評估的重點放在系統運行與管理能力、資源服務能力兩方面。在向海事局專家咨詢四輪，意見趨于一致后，構建VTS綜合評估指標體系，見表1。

2.2 評價矩陣的確定及評價指標的篩選

設對于個評價對象通過個評價指標對其進行評估，設評價對象向量，評價指標向量，則，其中，為對于指標對象的評價值，評價矩陣為：

通過信息熵的概念公式計算指標的熵值和熵權（即指標區分度），并刪除對評價對象而言幾乎無區分度的指標，將約簡后的指標體系進行重新整合。

2.3 單指標未確知測度

單指標未確知測度是指通過確定指標的評價等級和單指標測度函數來計算各指標的測度值，進而得到指標的測度空間矩陣。具體如下：

對tij設個評價等級，則評價向量，

且為有序向量，即，則有分類標準矩陣，且（）為根據未確知測度模型得到的屬于等級的未確知度，除此之外，單指標測度需要符合以下特性：

非負有界性：

可加性：

歸一性：

2.4 各指標權重的確定

通過信息熵的定義得到指標的峰值為：

（1）

式中：p為等級數；為單指標測度；指標的重要度可用Vij表示，則的權重為：

（2）

其中，。

2.5 多指標未確知測度

根據權重可得評價對象的綜合未確知測度，則多指標未確知測度矩陣為：

（3）

2.6 置信度識別

若滿足，對置信度計算得 （4）

則認為屬于等級。

對ti進行排序，可以將下式作為評分規則計算：

（5）

其中對以-2為公差的等差數列取值，并依據對比較并排序分析。

3 基于信息熵-未確知測度評價法的VTS綜合評估模型應用

以A省轄區內5個VTS中心（以A-E標識）為評估對象。根據式（1）、式（2）可得A省5個VTS中心評估指標權重為：

WAj=（0.054013556，0.094873234，0.094873234，0.059590985，0.094873234，0.070682591，0.054609884，0.054013556，0.094873234，0.094873234，0.054013556，0.070682591，0.054013556，0.054013556）

WBj=（0.048863623，0.084890309，0.048863623，0.084890309，0.084890309，0.063245098，0.063245098，0.048330043，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.048330043）

WCj=（0.093317718，0.053127964，0.093317718，0.069523698，0.053714515，0.069523698，0.069523698，0.058613947，0.093317718，0.053127964，0.093317718，0.093317718，0.053127964，0.053127964）

WDj=（0.046372063，0.081451175，0.046372063，0.046372063，0.081451175，0.081451175，0.046372063，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175）

WEj=（0.049843475，0.087548608，0.049843475，0.049843475，0.087548608，0.087548608，0.087548608，0.049843475，0.050393764，0.049843475，0.087548608，0.087548608，0.087548608，0.087548608）

根據式（3）可得各個評價對象對應的各指標未確知測度矩陣為：

根據多指標未知測度矩陣，進行各個對象的排序，取，由式（4）可得：，，，即B中心和E中心VTS綜合運行水平很好，A中心和D中心VTS綜合運行水平好，C中心一般。

取代入式（5），則（3.085763，5.942322，2.42076，5.441135，3.37411），即，故5個VTS中心評價的綜合效用從高到低排序為VTS（B）、VTS（D）、VTS（E）、VTS（A）、VTS（C）。

4 結論及建議

本文系統評估了A省VTS運行的有效性、軟件及管理的實施情況，并結合人員與管理模式等因素，從VTS構架、功能、建設運行情況、人員監管模式等方面進行深入評估。研究結果表明，信息熵-未確知測度評價法適合VTS綜合評估且切實可行，為更全面科學地評估VTS綜合運行效果提供了方法和指導，為VTS建設和發展提供了有益的參考。具體建議包括以下兩個方面：（1）從評估最終結果來看，VTS（B）運行效果最佳，VTS（D）和（E）居中，VTS（A）和（C）隨后。在硬件設施基本相同的情況下，VTS運行功效取決于海事值班人員及海事中心領導創新及管理能力，應加強對VTS國際化的認識和研究，及時調整不適應VTS管理的工作模式，建設符合國際標準的VTS機構和操作管理員工隊伍。（2）VTS中心的綜合能力均有發展提升空間，主要表現在對VTS的功能應用和增值功能的開發利用上。建議海事管理部門以船舶監督和服務為主導，加強VTS建設標準化研究，建設集水上交通信息中心、控制中心、指揮中心為一體的現代化船舶交通管理體系。

參考文獻

[1] 國際海事組織.VTS指南[S].1997.

[2] 郭亞軍.綜合評價理論、方法及應用[M].北京：科學出版社，2007.

（責任編輯：周 瓊）