基于模糊綜合評價的客船應急疏散模型研究

張新放，關克平

(上海海事大學 商船學院，上海 201306)

維修理論

基于模糊綜合評價的客船應急疏散模型研究

張新放，關克平

(上海海事大學 商船學院，上海 201306)

為了評價緊急情況下客船應急疏散的能力，從船舶內部和外部的影響因素入手，分析客船應急疏散的評價指標。通過分析客船人員疏散的特點，確定客船應急疏散評價的指標體系，綜合運用專家估測法與模糊決策理論，建立客船應急疏散能力的模糊綜合評價模型，運用該模型對“石咀客渡035”客船的應急疏散能力進行實證分析，結果表明該評價體系是可行的，對客船人員應急疏散有一定的參考意義。

客船應急疏散；評價指標；模糊綜合評價模型

自航運出現以來，客輪的重大事故屢見不鮮，造成了慘重的人員傷亡和財產損失。例如，2014年4月16日，韓國一艘載有470多人的“歲月(SEWOL)”客輪在韓國全羅南道水域發生浸水事故，造成304人遇難。經事故調查，除了乘客超員、救生器材不足或故障等因素外，人群疏散混亂也是導致海難事故高傷亡率的主要原因[1]。

1 模糊綜合評價的原理

模糊綜合評價的數學模型是建立在模糊數學基礎上的一種定量評價模式，它是應用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評價事物相關的各個因素，對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價[2]，主要步驟如下。

1)確定評價對象的因素集U。設U={u1,u2,…，um}為被評價對象的m種評價因素，ui代表影響因素，m為評價因素的個數。

2)確定評價對象的評語集V。設V={v1，v2，…，vn}是評價者對被評價對象可能做出的各種評價結果組成的評語等級集合。vj代表第j個評價結果，n為評價結果數量。

3)確定評價因素的權重向量A。設A=(a1，a2，…，an)為權重分配模糊矢量，其中ai表示第i個因素的權重。

4)確定模糊關系矩陣R。對評價對象分別按每個評價指標ui計算出其相對于每個評語等級的隸屬度，構成模糊關系矩陣R：

5)多指標綜合評價。確定每個指標的權重以及單因子評價矩陣之后，權重系數A與隸屬矩陣R做合成運算。合成矩陣B：

其中bj是對各種評價結果的隸屬度。

6)對評價結果進行分析。當確定綜合評價的結果屬于哪個評語時，采取最大隸屬度原則bj0=bj max(1≤j≤n)時，則斷定評價結果為第j個評語，綜合評價值最大者即為最佳方案[3]。

2 建立客船應急疏散能力的模糊綜合評價模型

2.1 應急疏散評價指標的選取

客船應急疏散能力的模型，其優劣性在很大程度上取決于所選評價指標的好壞，評價指標的選取應全面且有概括性，各指標之間應具有可比性，各對象的數據應易于獲取[4-5]。

影響客船應急疏散的因素歸結為：乘客因素、疏散指示系統、環境因素、管理因素。乘客因素主要指船員和旅客的生理因素和心理因素等。疏散指示系統主要包括燈光指示系統、應急照明系統、聽覺指示系統等。環境因素是指客船結構、對客船的熟悉程度、海況條件等。管理因素是指客船發生事故時的管理水平和技術水平等[6]。

2.2 模糊綜合評價模型的建立

將評價指標分為2級，先對第一級評價指標評價，將評價結果作為第二級評價的各評價對象的隸屬度，進行第二級評價[7]。

1)因素集和評語集的確定。在客船應急疏散能力評價系統中，U即為客船應急疏散能力等級，m=4，即：U={u1,u2,u3,u4}。u1為乘客因素，u2為疏散指示系統，u3為環境因素，u4為管理因素。u1={u11,u12},u2={u21,u22,u23},u3={u31,u32,u33},u4={u41,u42}。u11為生理因素，u12為心理因素；u21為燈光指示系統，u22為應急照明系統，u23為聽覺指示系統；u31為客船結構，u32為熟悉程度，u33為海況條件；u41為技術水平，u42為管理水平。

在客船應急疏散綜合評價中，將評語集取為V= {優，良，中，差}，分4個等級?！皟灐敝竿耆軡M足應急疏散的要求，評分區間為(75,100]；“良”指能滿足應急疏散的要求，評分區間為(50,75]；“中”指不能完全滿足應急疏散的要求，評分區間為(25,50]；“差”指客船存在嚴重的缺陷，評分區間為(0,25]。

2)評價因素權重的確定。模糊綜合評價法權重的確定對評估的準確性起到決定性作用，直接影響綜合決策的結果。方法主要有Delphi法、層次分析法、數理統計法、調查統計法和專家估測法等。文章在對船舶應急疏散了解的基礎上采用專家估測法確定權重，起到了較好的效果[8]。

設因素集U={u1,u2,…，um}，現有k個專家各自獨立地給出各因素ui(i=1,2,…,m)的權重，如表1所示，可取各因素權重的平均值作為其權重。

表1 專家估測法確定權重

(注：j=1,2,……，m)

3 客船人員應急疏散案例分析

3.1 “石咀客渡035”客船數據及權重的確定

2012年3月11日，“石咀客渡035”客船航速約13km/h，載客共50人，與“銳豐329”客船在潯江桂平段水域發生碰撞，20人死亡。結合該船實際情況，經有關調查分析，得出各因素的權重值，并取平均值，統計結果如表2所示。

表2 “石咀客渡035”客船應急疏散評估表

3.2 “石咀客渡035”客船應急疏散能力的模糊綜合評價

對第一級因素進行評價，計算出每個評語等級的隸屬度，得矩陣RA：

RA=(0.4 0.25 0.2 0.15)×

取評價矩陣P：[88 63 38 13]，則綜合評價值T=RA×PT。

從評價結果可以看出該客船應急疏散能力處于“良”的水平。經驗證該模型對客船人員應急疏散評價具有實際意義，符合程度較高[9]。

4 結束語

本文運用模糊綜合評價法，對客船人員應急疏散行為決策進行了研究。全面分析了影響客船應急疏散的因素，建立了疏散評價指標體系，綜合運用專家估測法和模糊決策等方法，建立評價客船應急疏散能力的模糊綜合評價模型，并通過實例進行驗證，獲得了較好的結果，為今后客船因碰撞、擱淺、火災等導致翻沉的事故提供參考。

[1] 徐德江.緊急情況下客船人員撤離運動模型的研究[D]. 大連：大連海事大學，2008.

[2] 戴樹龍.寧波試航水域規劃與模糊綜合評價研究[D]. 大連：大連海事大學，2011.

[3] 王巨川,章前,王剛.多指標模糊綜合評價[J].昆明理工大學學報,1998,23(4):69-71.

[4] 張軍.船舶應急疏散順序灰色聚類決策模型研究[D]. 大連：大連海事大學，2010.

[5] Hsin-Pin Fu, Kuo-Kuang Chu, Sheng-Wei Lin，et al. A STUDY ON FACTORS FOR RETAILERS IMPLEMENTING CPFR - A FUZZY AHP ANALYSIS[J]. Journal of Systems Science and Systems Engineering,2012,19(2):192-209.

[6] 章澤虎. 基于模糊綜合評價的船舶碰撞危險度模型研究[D].大連：大連海事大學，2012.

[7] 郭靖. 客運船舶海事安全評估與監管研究[D]. 大連：大連海事大學，2014.

[8] 劉紅, 夏東進. 基于模糊綜合評價的客船火災人員應急疏散評價體系研究[J]. 中國水運,2013,13(12):112-115.

[9] 趙晨. 桂平“311”銳豐“329”輪與“石咀客渡035”船碰撞事故調查報告[J]. 中國海事，2014(7):38-39.

In order to evaluate the ability of passenger ship emergency evacuation in an emergency,the evaluation index is analyzed by considering the factors from the ship's internality and externality.Through analyzing the characteristic of evacuation,the index system can be confirmed,by using expert forecast method and fuzzy decision,the fuzzy comprehensisve evaluation model of passenger ship emergency evacuation can be built up.This model is verified to be feasible according to the ship SHIJUKEDU 035,which can be some certain reference for the passenger ship emergency evacuation.

passenger ship emergency evacuation;evaluation index;fuzzy comprehensive evaluation model

張新放(1991-)，男，河南商丘人，在讀碩士研究生，研究方向為船舶航行與航海環境。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.014

2015-12-23