模糊綜合評價法在艦船風險評價中的應用*

劉海洋　單春暉　劉文超

(1.海軍航空工程學院研究生管理大隊　煙臺　264001)(2.71770部隊　泰安　271000)

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模糊綜合評價法在艦船風險評價中的應用*

劉海洋1單春暉2劉文超1

(1.海軍航空工程學院研究生管理大隊煙臺264001)(2.71770部隊泰安271000)

艦船系統復雜，內外部環境多樣，影響其安全的因素很多，其安全性受到廣泛關注。論文根據系統工程的理論，從人員、設備、環境、管理四個方面構建艦船風險評價指標體系，并細化為20個二級指標。使用模糊綜合評價法對某型艦船進行風險評價，確定艦船安全等級，查找導致艦船風險的主要因素，以預防和減少艦船事故的發生。

艦船; 風險評價; 指標體系; 模糊綜合評價

Class NumberTP391

1　引言

艦船具有系統復雜、裝備眾多、人員密集、危險品集中、各項作業流程危險性高等特點，這就決定了影響艦船安全因素非常繁多，范圍非常廣。隨著人們對其重要性認識的不斷深入，艦船安全受到廣泛關注。

2　艦船風險評價指標體系的建立

艦船風險評價是通過對可能引起艦船危險的各個因素進行系統分析、篩選，確定能夠反映風險水平的關鍵性因素，建立風險評價指標體系，借助定性或定量的模型對各指標進行評判，獲得能夠反映艦船總體風險水平的風險值，并以此為艦船安全管理提供決策支持[1]。根據系統工程理論，艦船風險評價指標體系的建立一般從人員、設備、環境與管理四個要素來考慮。

2.1人員因素

在系統安全中涉及人的因素問題時，采用術語“人失誤”。人失誤是指人的行為的結果偏離了預定的標準。人失誤可能造成能量或危險物質的意外釋放，從而造成危險[2]。人員因素主要包括艦員的敬業程度、健康狀況、業務水平、心理狀態、新艦員比例等，這些因素都可能給艦船安全帶來隱患。

2.2設備因素

物的因素問題可以概括為物的故障。故障是指由于性能低下不能實現預定功能的現象，物的不安全狀態也可以看作是一種故障狀態。物的故障可能直接使約束、限制能量或危險物質的措施失效而發生事故。艦船設備因素主要包括艦型、艦齡、艦體結構、機械設備及電氣設備、航行操縱設備、艦船液體與氣體管系、應急與救生設備、火工品等[3]。

2.3環境因素

艦船是一個相對獨立的海上移動場所，影響其安全的環境因素比較復雜[4]。大量的海難事實表明，惡劣環境是造成艦船事故的重要因素。環境因素大體上可以分為艦船航行環境與自然環境。航行環境一般包括航行海區交通流、艦船密度、海上敵情等。自然環境主要包括狹水道、航道、氣象條件等，具體包括航道寬度、水深及風、流、浪、能見度等[5]。

2.4管理因素

因管理主體不同而存在不同的管理因素，艦船的管理水平表現在很多方面，高效的管理有助于艦船安全的航行，艦船的管理因素主要包括組織機構、管理制度、應急預案等[6]。

風險評價指標體系是決定評價效果的關鍵，根據上述分析，篩選出對艦船安全影響較大的20個因素，由此得到艦船風險評價指標體系如圖1。

圖1　艦船風險評價指標體系

3　基于模糊綜合評價的艦船風險評價

3.1建立評價指標的因素集

綜合評價指標因素集U是影響評價對象的各個因素所組成的集合，即U={U1，U2，U3，U4}={人員因素，設備因素、環境因素、管理因素}，每個因素再向下劃分，最終細化為20個因素集。

3.2建立評價集并確定權重

評價集是由評價對象可能做出的評價結果組成的集合，可以表示為V={V1，V2，V3，V4，V5}，V1為安全，V2為較安全，V3為一般，V4為危險，V5為很危險[7]。

評價因素的權重大小表明各因素在因素集合中的重要程度。權重的確定通常有三種方法，即德爾菲法、熵值法和層次分析法，這里采用層次分析法來獲取各指標權重[8]。目標層為第一層，即艦船風險評價指標體系。準則層為第二層，即人員因素、設備因素、環境因素和管理因素，指標層為第三層，是評價系統安全的具體指標或參量，是各個子系統的影響因素。準則層指標權重和指標層指標權重通過構造兩兩比較的判斷矩陣來確定[9]，表1給出了準則層兩個指標比較標度取值。

表1　準則層兩個指標比較標度取值

由表1，可以得到判斷矩陣為

采用和積法計算權重向量，對A按列規范化得到下列矩陣。

按行相加求得和向量，再進行歸一化處理得到準則層各指標的權重值。

從權重值可以看出，設備因素是影響艦船安全的主要因素，在艦船安全管理中必須加以重視。

同理，求出各指標層的比較矩陣和權重分配集合Ai。

采用和積法，計算指標層的各權重分配集合為

A2={0.1320.0580.0280.2960.058

0.2960.132}

3.3建立評價矩陣

以某型艦船為例，請專家對各子因素狀況進行投票，建立各子因素的評分等級，表2～表5分別給出了各因素的評價表。

表2　人員因素評價表

表3　設備因素評價表

表4　環境因素評價表

表5　管理因素評價表

由表2～表5，可以得到指標層各因素的評價矩陣Ri。

3.4得出各因素評價結果

得到指標層各因素評價矩陣后，根據Bi=Ai°Ri，通過歸一化處理后，可以得到各因素綜合評價結果[10]。

從指標層各因素的評價結果可知，根據最大隸屬度原則：人員因素最終評價結果為

安全狀態等級為安全；設備因素最終評價結果為

安全狀態等級為較安全；環境因素最終評價結果為

安全狀態等級為較安全；管理因素最終評價結果為

安全狀態等級為較安全。

3.5綜合評價

4　結語

本文分析了影響艦船風險的因素，構建了艦船風險評價指標體系，并運用了模糊綜合評價法進行艦船風險評價，其計算過程簡單，并且對多因素、多層次的復雜問題具有良好的評價效果，但其在隸屬度和權重的確定過程中有較大的主觀性，而且不能解決評價因素間的相關性所造成的評價信息重復的問題。

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Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation in Warship Risk Evaluation

LIU Haiyang1SHAN Chunhui2LIU Wenchao1

(1.Graduate Students’ Brigade, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai264001)(2.No.71770 Troops of PLA, Taian271000)

There are lots of factors affecting the safety of warship because of complex system and internal and external environment of warship. The safety of the warship attracts wide attention. Based on theory of systems engineering, this paper sets up assessment index system of the warship from personnel, equipment, environment and management, and divides into 20 secondary factors. This paper researches risk evaluation of a type warship by using fuzzy comprehensive evaluation, determines security levels of the warship, finds out the key point of the warship safety, prevents the warship accidents.

warship, risk evaluation, target system, fuzzy comprehensive evaluation

2016年4月10日,

2016年5月13日

劉海洋，男，碩士研究生，研究方向：裝備安全管理。單春暉，男，碩士，研究方向：裝備綜合保障。劉文超，男，碩士研究生，研究方向：裝備安全管理。

TP391

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.10.029