基于層次分析法和模糊綜合評價(jià)法的應(yīng)急管理能力綜合評價(jià)研究

侯風(fēng)壘

（廈門軌道建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，福建廈門 361000）

1 引言

地鐵建設(shè)工程因具有線路長、作業(yè)空間小、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多、協(xié)調(diào)難度大等特點(diǎn)，在施工階段將面臨更多不確定、不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，而這些小概率風(fēng)險(xiǎn)均有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故災(zāi)害，如軌行區(qū)事故、基坑坍塌、火災(zāi)、起重傷害等。然而目前地鐵企業(yè)的應(yīng)急管理普遍存在協(xié)調(diào)機(jī)制不完善、預(yù)防能力不足、預(yù)警信息及流程不順暢、制度執(zhí)行不到位等問題，造成應(yīng)急管理只是應(yīng)“急”，而不能真正實(shí)現(xiàn)預(yù)防與應(yīng)急相結(jié)合，這不僅降低企業(yè)的應(yīng)急管理能力，也給人們的生命、財(cái)產(chǎn)等造成嚴(yán)重的損失。若要有效減少因事故帶來的人員、財(cái)產(chǎn)等的直接經(jīng)濟(jì)損失和社會負(fù)面影響，就需要具備完善、高效的應(yīng)急管理能力，但是要具備完善、高效的應(yīng)急管理能力，前提是能系統(tǒng)全面的判斷影響應(yīng)急管理能力的諸多因素以及重要性排序，并運(yùn)用合適有效的數(shù)學(xué)工具分析出現(xiàn)有應(yīng)急管理能力體系中各因素的優(yōu)勢和不足，從而做到強(qiáng)化優(yōu)勢、彌補(bǔ)劣勢。而層次分析法和模糊綜合評價(jià)法等模糊數(shù)學(xué)分析的方法可為這種分析提供理論依據(jù)。

2 層次分析法和模糊綜合評價(jià)法

2.1 層次分析法

層次分析法是美國匹茲堡大學(xué)教授、運(yùn)籌學(xué)家薩迪（A.L.Saaty）于20世紀(jì)70年代提出的將定性與定量相結(jié)合的、將決策者對復(fù)雜系統(tǒng)的評價(jià)決策思維過程數(shù)學(xué)化的一種方法。該方法先把一個(gè)復(fù)雜的問題分解為若干個(gè)組成因素，再將這些因素按支配關(guān)系分組，從而形成一個(gè)有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性，然后結(jié)合決策者的判斷以確定各因素相對重要性的排序。運(yùn)用層次分析法進(jìn)行決策時(shí)，其基本步驟如下文所述。

2.1.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

對地鐵企業(yè)應(yīng)急管理能力進(jìn)行評價(jià)的過程中，首先確定目標(biāo)層，目標(biāo)層是地鐵施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)，然后根據(jù)應(yīng)急管理能力評價(jià)體系將其分為2級評價(jià)指標(biāo)。

2.1.2 構(gòu)建比較判斷矩陣

用兩兩成對比較法和相對尺度來量化各指標(biāo)之間的相對重要度，用1個(gè)比較尺度Cij來表示同一準(zhǔn)則層第i個(gè)指標(biāo)Xi相對于第j個(gè)指標(biāo)Xj的相對重要度。這個(gè)相對重要度的取值通過Saaty的1～9標(biāo)度法來確定各項(xiàng)指標(biāo)之間的比較尺度，如表1所示。由此，可以構(gòu)建出比較判斷矩陣R，其表達(dá)形式為：

表1 比較尺度取值

2.1.3 權(quán)重計(jì)算及其一致性檢驗(yàn)

通過各項(xiàng)指標(biāo)兩兩比較的結(jié)果而構(gòu)建出的比較判斷矩陣R，往往又會受各評價(jià)人員素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)歷等主觀因素的影響，從而可能導(dǎo)致得出的權(quán)重向量存在較大的偏離，所以需要通過一致性檢驗(yàn)，來衡量權(quán)重向量ω的可靠度。進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的步驟如下。

（1）計(jì)算一致性檢驗(yàn)指標(biāo)CI：

式（2）中，λmax為比較判斷矩陣的最大特征根；n為判斷矩陣階數(shù)。

（2）計(jì)算平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，以及計(jì)算一致性比例CR：

式（3）中，CI為矩陣一致性指標(biāo)，CI愈小，說明一致性愈大。RI為矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，如表2所示。其中，RI與判斷矩陣的階數(shù)相關(guān)聯(lián)，一般來說，判斷矩陣的階數(shù)越多，出現(xiàn)一致性隨機(jī)偏離的可能性也會越大。

表2 矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

若CR≥0.1時(shí)，則需要重新構(gòu)建判斷矩陣；CR＜0.1時(shí)，則可以認(rèn)為該比較判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)，此時(shí)數(shù)值就是該指標(biāo)內(nèi)容的權(quán)重，該權(quán)重可以在后續(xù)評價(jià)中使用。

2.2 模糊綜合評價(jià)法

模糊綜合評價(jià)法是采用模糊數(shù)學(xué)的方法，將一些邊界不清、不易定量的因素進(jìn)行定量處理，從多個(gè)因素對被評價(jià)對象隸屬度等級狀況進(jìn)行綜合性評價(jià)的一種方法，其基本步驟如下。

（1）確定評價(jià)指標(biāo)。建立評價(jià)指標(biāo)A={B1，B2，B3，B4} ={預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備，信息監(jiān)測與預(yù)警，應(yīng)急處置與救援，事后恢復(fù)與重建}。

（2）確定評價(jià)對象的評價(jià)等級。評價(jià)等級是對每一指標(biāo)所處的狀態(tài)的n種決斷，P={p1，p2，p3，…，pn}，其中pi表示第i個(gè)評價(jià)結(jié)果，i= 1，2，3，…，n，n為總的評價(jià)結(jié)果數(shù)，本文將評價(jià)等級劃分為優(yōu)秀、良好、一般、差、很差等5個(gè)等級，即P={p1，p2，p3，…，pn}={優(yōu)秀，良好，一般，差，很差}。

（3）構(gòu)造評價(jià)矩陣和確定權(quán)重向量，ω= （ω1，ω2，ω3，...，ωn）為權(quán)重向量。

（4）進(jìn)行單因素模糊評價(jià)。確立模糊關(guān)系矩陣R，單獨(dú)從1個(gè)因素出發(fā)進(jìn)行評價(jià)，以確定評價(jià)對象對評價(jià)集合P的隸屬程度。

（5）多指標(biāo)綜合評價(jià)。利用合適的模糊合成算子將模糊權(quán)重向量ω與模糊關(guān)系矩陣R合成得到各被評價(jià)對象的模糊綜合評價(jià)結(jié)果矢量P。

（6）結(jié)果分析。運(yùn)用最大隸屬度法則，得到最終評價(jià)結(jié)果并進(jìn)行相應(yīng)的分析。

3 應(yīng)急管理能力評價(jià)數(shù)學(xué)模型建立

地鐵施工階段的應(yīng)急管理能力評價(jià)指標(biāo)體系的建立，從應(yīng)急管理全過程管理的角度分析，需要包含應(yīng)急管理事前預(yù)防與應(yīng)急精準(zhǔn)、信息監(jiān)測與預(yù)警、事中應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建等全過程管理的內(nèi)容，這是地鐵施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)指標(biāo)選取基本原則和要求。結(jié)合《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對法》及Robrt Heath危機(jī)管理的4R理論，以地鐵施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)為目標(biāo)層，該目標(biāo)層包含4個(gè)準(zhǔn)則層，即一級評價(jià)指標(biāo)，分別為預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備B1、信息監(jiān)測與預(yù)警B2、應(yīng)急處置與救援B3、事后恢復(fù)與重建B4；根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者、專家等對應(yīng)急管理評價(jià)體系的分析與研究，對每一個(gè)一級評價(jià)指標(biāo)，將其進(jìn)一步細(xì)分為16個(gè)二級評價(jià)指標(biāo)，如表 3所示。

4 應(yīng)急管理能力評價(jià)模型應(yīng)用驗(yàn)證

本文以廈門地鐵 4 號線工程為例對應(yīng)急管理能力評價(jià)模型進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

4.1 廈門地鐵4號線概況

廈門地鐵 4 號線工程為島外環(huán)灣快線，設(shè)計(jì)最高速度120 km/h。包含地下、地面和高架線路，氣象條件、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及周邊環(huán)境十分復(fù)雜，施工階段安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多且安全風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)線路長且容易受到臺風(fēng)等自然天氣的影響，事故隱患多，若應(yīng)急管理措施不全面、不系統(tǒng)，就無法做到防患于未然，甚至?xí)?dǎo)致事故災(zāi)害的擴(kuò)大化。

4.2 應(yīng)急管理能力評價(jià)層次結(jié)構(gòu)體系

地鐵施工階段具有線路長、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多、施工人員素質(zhì)普遍不高等特點(diǎn)，因此在施工階段既要保證安全管理措施齊全有效，也要確保發(fā)生突發(fā)事故時(shí)有高效的應(yīng)急管理能力。如何甄別現(xiàn)有應(yīng)急管理中的薄弱環(huán)節(jié)和不足，就需要對突發(fā)事件應(yīng)急管理能力進(jìn)行評價(jià)。本文結(jié)合國內(nèi)該領(lǐng)域?qū)W者的文獻(xiàn)、理論及廈門地鐵4號線現(xiàn)有應(yīng)急管理的實(shí)際情況，構(gòu)造出地鐵施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)指標(biāo)體系，如表3所示。

表3 地鐵施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)指標(biāo)體系

4.3 比較判斷矩陣的構(gòu)建及一致性檢驗(yàn)

利用Saaty的1～9標(biāo)度法，結(jié)合對應(yīng)急管理人員訪談的結(jié)果，對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，構(gòu)造出比較判斷矩陣R，如表4～表8所示。并采用和法（即每一列歸一化后近似權(quán)重）來計(jì)算各指標(biāo)的相對權(quán)重ω，同時(shí)對所得到的判斷矩陣R進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

表4 A-B比較判斷矩陣

表5 B1-C比較判斷矩陣

表6 B2-C比較判斷矩陣

表7 B3-C比較判斷矩陣

表8 B4-C比較判斷矩陣

根據(jù)構(gòu)建的比較判斷矩陣A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C，并采用和法（即每一列歸一化后近似權(quán)重）來計(jì)算各層次指標(biāo)的相對權(quán)重向量ω。求解結(jié)果如下：

基于上述原理，分別對構(gòu)建的比較判斷矩陣A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，可以得出以下數(shù)值，如表9所示。

由表9可知，各比較判斷矩陣均有CR＜0.1，因此可認(rèn)為上述5個(gè)比較判斷矩陣均通過一致性檢驗(yàn)，得出的相應(yīng)權(quán)重向量可以用于后續(xù)評價(jià)。

表9 各比較判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)結(jié)果

將以上表格的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到相關(guān)權(quán)重的量化表（小數(shù)點(diǎn)后取兩位小數(shù)），如表10所示。

表10 施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)各權(quán)重量化表

4.4 模糊綜合評價(jià)

通過統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷中參調(diào)人員對廈門地鐵4號線應(yīng)急管理能力的評分結(jié)果，如表11所示，可以建立起廈門地鐵施工階段應(yīng)急管理能力各層次的模糊關(guān)系矩陣R，即二級評價(jià)指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣R1～R4。

表11 施工階段應(yīng)急管理能力評價(jià)隸屬度關(guān)系打分結(jié)果

（1）預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備各子因素的評價(jià)矩陣R1：

（2）信息監(jiān)測與預(yù)警各子因素的評價(jià)矩陣R2：

（3）應(yīng)急處置與救援各子因素的評價(jià)矩陣R3：

（4）事后恢復(fù)與重建各子因素的評價(jià)矩陣R4：

則單因素模糊評價(jià)矩陣為：

進(jìn)一步將上述單因素的模糊評價(jià)矩陣與相應(yīng)的權(quán)重結(jié)合，可得到多因素的模糊綜合評價(jià)矩陣P：式（18）中，ω為各指標(biāo)權(quán)重的數(shù)據(jù)集合；R為模糊關(guān)系矩陣；P為模糊綜合評價(jià)矩陣。

4.5 應(yīng)急管理能力等級評價(jià)結(jié)論

本文將評價(jià)等級劃分為優(yōu)秀、良好、一般、差、很差等5個(gè)等級，即P={p1，p2，p3，p4，p5}={優(yōu)秀，良好，一般，差，很差}。所以，根據(jù)最大隸屬度的法則，評估可得，廈門地鐵4號線施工階段應(yīng)急管理能力為優(yōu)秀。

4.6 綜合評價(jià)結(jié)果分析及相關(guān)建議

通過以上研究可知，廈門地鐵得益于運(yùn)行良好的“1 + 4 +N”應(yīng)急救援搶險(xiǎn)機(jī)制（即1個(gè)應(yīng)急搶險(xiǎn)中心（軌道集團(tuán)）＋4個(gè)分區(qū)應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)（中交應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)、中鐵建應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)、中鐵工應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)、中建應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)）+各施工單位工區(qū)應(yīng)急搶險(xiǎn)分隊(duì))。在應(yīng)急救援與處置方面表現(xiàn)良好，但是通過分析可得，在預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、信息檢測與預(yù)警方面優(yōu)勢并不明顯，尚有較大的提升空間。基于本文研究成果提出以下改進(jìn)建議。

（1）強(qiáng)化應(yīng)急全過程管理在應(yīng)急預(yù)案體系中的運(yùn)用，貫徹預(yù)防優(yōu)先于應(yīng)急的思路，基于以“情景-任務(wù)-能力”為技術(shù)路線的應(yīng)急預(yù)案編制方法，按照情景推演的方式來推測事故演化的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、演化的規(guī)模及演化的趨勢等，從而在預(yù)防和應(yīng)急準(zhǔn)備方面增強(qiáng)系統(tǒng)本身的反脆弱性，從本質(zhì)安全、反脆弱性、系統(tǒng)安全等角度來提升應(yīng)急管理能力，而不只是側(cè)重于事后的應(yīng)急救援措施。

（2）建設(shè)單位、各標(biāo)段、各工區(qū)單位要構(gòu)建起系統(tǒng)、統(tǒng)一的應(yīng)急管理思維，強(qiáng)調(diào)應(yīng)急管理“一盤棋”的思路，統(tǒng)籌做好應(yīng)急管理工作。同時(shí)，加強(qiáng)對于周邊應(yīng)急資源的梳理及協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各參建單位內(nèi)部資源及外部資源在應(yīng)急管理中的有效協(xié)同，從而確保應(yīng)急管理能力執(zhí)行的高效性。

（3）重視“數(shù)字化”工程在應(yīng)急管理中的作用，加強(qiáng)應(yīng)急管理綜合信息化平臺的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)廣泛協(xié)同。運(yùn)用數(shù)字化的手段規(guī)范應(yīng)急管理行為、運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)并融合災(zāi)害事故的發(fā)展規(guī)律、前置條件、征兆等發(fā)現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警、防災(zāi)準(zhǔn)備、前期處置等環(huán)節(jié)可能遇到的問題，著力提升應(yīng)急管理的“預(yù)防和監(jiān)測”能力。同時(shí)，通過專家研判、現(xiàn)場事故信息獲取、地理信息系統(tǒng)（GIS）+建筑信息模型（BIM）等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，并從同類事故應(yīng)急案例庫調(diào)取、結(jié)合現(xiàn)有應(yīng)急救援資源和應(yīng)急技術(shù)打造專業(yè)的輔助決策平臺。

（4）對地鐵線路進(jìn)行摸查，找準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測要點(diǎn)和重點(diǎn)，對不同的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行層次化的管理，構(gòu)建系統(tǒng)高效、完善、層次分明的監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)新預(yù)警預(yù)測技術(shù)，提升信息監(jiān)測和預(yù)警能力。

5 結(jié)語

完善地鐵施工階段建設(shè)單位應(yīng)急管理能力建設(shè)的前提是進(jìn)行全面、有效的應(yīng)急管理能力評價(jià)。本文采用模糊數(shù)學(xué)的思想，從應(yīng)急管理全過程管理的角度，運(yùn)用定性與定量相結(jié)合的層次分析法和模糊綜合評價(jià)法對地鐵施工階段建設(shè)單位應(yīng)急管理能力評價(jià)進(jìn)行研究，目的是為提高地鐵施工階段建設(shè)單位應(yīng)急管理能力提供參考。

地鐵施工階段建設(shè)單位應(yīng)急管理評價(jià)指標(biāo)體系包括預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、信息監(jiān)測與預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建4個(gè)一級評價(jià)指標(biāo)、16個(gè)二級評價(jià)指標(biāo)。本文通過運(yùn)用層次分析法對應(yīng)急管理能力評價(jià)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦值，通過評價(jià)結(jié)果可知，各指標(biāo)因素的重要性由強(qiáng)到弱依次為信息監(jiān)測與預(yù)警、事后恢復(fù)與重建、預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急處置與救援。根據(jù)建立的應(yīng)急管理能力評價(jià)模型對廈門地鐵應(yīng)急管理能力進(jìn)行綜合評價(jià)，根據(jù)最大隸屬度的法則，評估廈門地鐵在施工階段的應(yīng)急管理能力為優(yōu)秀。同時(shí)也驗(yàn)證運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評價(jià)法對應(yīng)急管理能力進(jìn)行評價(jià)是有效的、可行的、重要的。