糊综合评判模型在上海辖区航标效能评估上的应用

文/上海航标处 杨青

1 航标效能评估的重要性

设置于船舶交通流密度比较高、水文地理条件较为复杂的水域上的航标，由于具备定位、危险警告、确认和指示交通等功能，成为整个航海保障体系中重要的组成部分。而航标效能评估恰好是一个反映航标提供这种服务水平的重要标志。因此，研究并使用科学合理的航标效能评估方法，促进航标配布的进一步完善，维护船舶安全有序航行，意义尤为重要。

2 航标效能评估流程简述

现有的航标效能评估流程是根据《海区航标效能验收规范》，主要分以下四步进行：

第一步：重点围绕助航服务水平、技术应用水平和管理维护水平制定评估计划；

第二步：现场调查和搜集资料。重点搜集基础数据资料，如航标资料、航路资料、水域测量图、船舶资料、用户意见等等；

第三步：审查分析。重点从航标效能评估的必要性、影响因素、评估方案及各项效益上进行审查分析；

第四步：编写评估报告。根据对航标效能调查研究和审查分析的结果，提出决策建议。

从航标效能评估的几个流程中不难看出，现有的航标效能评估主要是从定性的角度出发进行的，涉及定量评估的内容较少，基本上采用的是实地测定方法，根据专家意见形成综合评价结论。这种方法虽然直观，但却掺杂了较大的人为主观性，评价结果难以做到科学性。

本文通过采用模糊数学与层次分析相结合的理论方法建立模糊综合评判数学模型，本着理论指导实践，实践修正理论的思路，实际工作中应用该模型对上海辖区的航标效能评估进行定量分析。

3 模糊综合评判模型及其应用

3.1 水域航标评估模型结构

根据水域中的航道与航标的拓扑关系，采用如图 1所示的点—线—面的思路，绘制出整个水域的航标效能评估简化图：

图1 水域航标评估模型结构

3.2 航标效能综合评估指标体系

根据《海区航标效能验收规范》和IALA相关文件，结合相关的一些研究成果，综合确定区域航标效能的综合评价指标如图2：

3.3 模糊综合评判指标权重(W)的确定

根据航标效能评估模型结构和综合评估指标体系，按照模糊数学理论，首先通过专家问卷调查的形式由各位专家根据多年的实践经验对各个指标的重要程度进行两两比较，给出一个重要性排序，在利用层次分析法中两两比较判断的排序方法得到各个指标的权重结果。详见图3

图2 区域航标效能综合评价指标体系

3.4 指标的隶属度

根据《上海航标处辖区航标助航交通及工作情况征询调查表》以及《上海航标处服务质量调查表》可以得到，每个指标实际测量值在模糊集中得取值都属于很好这一等级，单个指标的隶属度取极限好状态值：

3.5 模糊综合评判模型

当指标权重集W与指标综合评判矩阵R已知时，按照模糊矩阵的乘法运算，即可得到模糊综合评判集B

3.6 评判结果V

利用加权平均法：

注：Vj评价集；Bi权数集；

3.7 评分标准

本次将评分标准划分为 5个级别，即：评分标准 V=｛不合理，不太合理，一般合理，比较合理，合理｝

注： Bi 取值根据实际情况选定

3.8 在辖区水域的实际应用

根据建立起来的模糊综合评判模型 B，对黄浦江航段航标以及九江灯船附近水域改造前与改造后的航标分别进行了效能评估。

3.8.1 黄浦江航段应用

黄浦江水域航道的特点一是该水域船舶类型多为小型船舶，二是航道与沿岸不断变迁，河底淤泥速度较快。世博改造前，应用该模型计算出区域航标的权重 W、各个航标的模糊隶属度R，得到一个综合评判结果B，继而得出评价结果V1，对比世博航标改造后计算出的V2，明显 V2＞V1,这一结果与改造后的实际调查结果一致，从而说明基于该模型下的航标效能评估具有一定程度的可靠性。

3.8.2 九段灯船附近水域的应用

同理，将该模型应用于九段灯船附近水域，对该区域航标改造前与改造后的航标进行效能评估，得到的评判结果与黄浦江一致。

4 小结

为全面掌握航标实际效能，日工作中通过用户调查、上门沟通、用户座谈会和实际调查等多种方式取得第一手资料，本文对这些资料通过进一步分类、汇总和分析，引入模糊数学有关理论，建立航标效能评估模型，并将分析后的数据应用于这一模型中，对区域航标效能进行定量分析，以求更为科学地提高评估方式，并为今后开展相关研究工作提供一个参考。

1.《海区航标效能验收规范》

2.《上海辖区航标效能评估》，上海海事大学.2011.08