燈塔管理模式模糊優選方法應用研究

付敬杰

摘要：燈塔是一種常見的海上助航標志，但隨著我國航標管理部門財政資金的壓縮、新老職工的更替及現有在編燈塔工人員的不足、招錄人員方式的改變等都導致了現有的燈塔管理模式難以為繼，我國海岸線漫長，燈塔眾多，由于環境、各燈塔主管單位人員年齡結構等因素也有所不同，目前還具備全部采用無人化值守的條件。為更好保障燈塔的正常運行，現階段針對不同的燈塔選取適合的管理模式是非常必要的。本文針對目前我國常見的三種燈塔管理模式進行分析，基于模糊優選方法對三種管理模式進行優選方法研究。最后以我國某燈塔為實例，驗證基于模糊優選方法的燈塔管理模式優選方法有效可行。

關鍵詞：燈塔管理模式;模糊評判模型;模糊優選方法

中圖分類號：U644.8文獻標識碼：A文章編號：1006—7973（2022）05-0040-03

燈塔是一種常見的海上助航標志，一般建于航道關鍵位置，用于引導船舶航行和指示危險海域。作為茫茫大海上的重要地標性建筑物，隨著航海科技和航海保障技術的發展，燈塔衍生出了新的功能，越來越多的航海保障裝置被安裝在燈塔之上。此外近年來，燈塔的其他潛在價值如歷史文化價值、旅游價值以及在爭議海域宣誓主權作用逐漸得到重視。為了保障燈塔的這些功能，燈塔職工一直默默地堅守燈塔，保障燈塔及其他導助航設備正常運行，穩定地發揮效能。

因燈塔通常位于無人孤島，水電不通，交通不便，給島上的職工生活和工作帶來了極大的不便。并且隨著航標管理部門財政資金的壓縮、新老職工的更替及現有在編燈塔工人員的不足、招錄人員方式的改變等都導致了現有的燈塔管理模式難以為繼。在國外，燈塔管理模式向無人值守是一個趨勢，以美國為例，目前全美國僅剩余一座有人值守的燈塔[1]。目前，我國的航標主管部門也逐步通過采用無人化值守方式進行管理模式代替現有的燈塔管理模式。

但是，我國海岸線漫長，燈塔眾多，由于環境、各燈塔主管單位人員年齡結構等因素也有所不同，目前還不具備全部采用無人化值守的條件。我國的航標主管部門也對燈塔的管理模式進行了積極的探索，例如在溫州北麂山燈塔利用社會志愿者值守輔助進行燈塔的管理，但很多管理模式具有一定的局限性，無法在全國范圍內推廣。目前我國航標管理部門最常見的管理模式有三種，分別是航標主管部門自有職工值守模式、外包人力資源值守模式、無人值守模式。為更好保障燈塔的正常運行，現階段針對不同的燈塔選取適合的管理模式是非常必要的。為解決燈塔管理模式的優選問題，本文基于模糊綜合評判方法開展了燈塔管理模式優選方法的研究。

1單元系統模糊優選理論模型

設系統有n個決策，每個決策有m個目標特征值評價其優劣，則有目標特征值矩陣[2]：

其中X_ij為決策j目標i的特征值。i=1，2，…，m，j=1，2，…，n.

為消除m個目標特征值量綱不同的影響，需要將矩陣X規格化。即分別對越大越優、越小越優、中間型目標特征值采用不同的規格化公式，將矩陣X轉化為目標相對優屬度矩陣R：

根據相對隸屬度的定義，劣與優分別處于參考連續統的兩個極點，則劣、優決策的目標相對劣屬度與優屬度向量分別為：

b=（0，0，…0）^T（3）

g=（1，1…，1）^T（4）

若m個目標具有不同的權重，設權向量為：

w=（w₁，w₂，…w_m）^T（5）

W_i須滿足：

由矩陣R可知決策j的目標相對優屬度向量：

r_j=（r_1j，r_2j，…，r_mj）^T（7）

則決策j與優、劣決策的廣義權距離分別為：

設決策j對優的相對隸屬度即決策j的相對優屬度以u_j表示，對劣的相對隸屬度以u_j^c表示，按對立模糊集定義，有：

u_j^c=1-u_j（10）

將相對隸屬度定義為權重，則決策j與優決策之間的加權廣義權距離：

D_jg=u_jd_jg（11）

決策j與劣決策間的加權廣義權距離（簡稱距劣距離）為：

2_jb=u_j^cd_j^b=（1-u_j）d_jb（12）

為求解決策j相對優屬度的最優值，建立目標函數為：

min{F（u_j）=u_j²d_jg²+（1-u_j）²d_jb²}（13）

解：

則得到決策相對優屬度計算模型，

決策相對優屬度模型是模糊優選方法中的一種重要模型。

把公式（14）變換為可變模型：

（1）在公式（8）、（9）中引入距離參數p。

p=2歐氏距離，p=1海明距離

（2）在式（14）中引入優化準則參數α。

式（17）稱為模糊概念的可變模型。

當α=1，p=1時，式（17）變為：

用向量式表示：D94A8715-4AD3-479C-A711-AC227A050FCC

即式（17）變為模糊綜合評價模型。

對比決策相對優屬度模型和模糊綜合評價模型，由于模糊綜合評價模型的評判值趨于均化，常出現各方案的綜合評判值相差不大，難以作出決策與選擇。取p=1時的決策相對優屬度模型是非線性函數，在拐點兩側有更大的離散性，即各方案的相對優屬度有更大的分散性，更于做出決策與選擇。本文的燈塔管理模式優選方法將基于決策優屬度模型進行。

2燈塔管理模式優選方法研究

根據我國航標管理部門在燈塔管理方面的實際情況，基于單元系統模糊優選理論模型，將目標特征值分為成本（包括維護成本、改造成本等）、燈塔運行效果（包括導助航效果、歷史文化價值發揮效果等）、運行風險（包括人員安全風險、設備物資損失風險等）。確定目標矩陣X如表1所示。

其中燈塔運行效果及運行風險評價方法主要以定性評價為主，難于用量化的指標來表示燈塔運行效果及運行風險兩個目標特征值的實際情況。

2.1燈塔運行效果及運行風險量化評估

燈塔運行效果及運行風險是燈塔管理中最重要評價指標，但由于缺乏評判標志，目前對于這兩項指標的評判仍具有較大的主觀性。為量化這兩項指標，本文首先根據燈塔實際情況對各影響因素建立評價指標如表2所示。

3應用實例

本文以我國沿海某燈塔為例，該燈塔位于無人孤島，水電不通，交通不便，海島上毒蛇蚊蟲較多，燈塔職工生活條件較差，且島上現有職工四人（1個在編職工和3個外聘職工）中在編職工和另一外聘職工也將于近兩年內退休，因此有必要選擇合適的燈塔管理模式代替現行的燈塔管理模式。

該燈塔目前主要設備為燈塔內的旋轉航標燈，燈器供電采用太陽能。燈塔職工生活用電采用柴油發電機組及太陽能光伏發電共同進行。若后續采用無人化值守方式，需要新增防盜報警系統、監控安防等設備，同時對圍墻進行加高。通過統計估算，自有職工值守模式、外包人力資源值守模式、無人值守模式改造及后續費用（按兩年費用計算）如表3所示。

通過判斷矩陣標度方法對燈塔運行效果、其他風險兩個目標特征值和權向量進行評判，為使權向量滿足模糊綜合評判方法的要求，對其進行等比換算，經換算，權向量w=（0.4，0.3，0.3）^T。

綜上，確定目標矩陣X，

因此，對于此燈塔，現階段采用外包人力資源值守的燈塔管理模式更為適合。

4結論

本文針對目前我國常見的三種燈塔管理模式進行分析，基于模糊優選方法對三種燈塔管理模式進行優選。最后以我國某燈塔作為實例，驗證模糊優選方法在燈塔管理模式優選中有效可行。

參考文獻：

[1]任萬里.燈塔值守服務中志愿者參與的管理研究[D].西北農林科技大學，2018.

[2]陳守煜.可變模糊集理論與模型及其應用[M].大連理工大學出版社，2009

[3]周永林.基于模糊綜合評判的可信度評估模型及方法研究[D].電子科技大學，2016.D94A8715-4AD3-479C-A711-AC227A050FCC