基于灰色层次分析法的道路运输应急风险评价

殷 涛

四川交通职业技术学院，经济管理系，成都 611130

0 引 言

道路运输应急评价指标体系的建立有助于确定道路运输应急管理工作的重点，有助于推动道路运输应急管理的建设、完善、深化和提高，真正实现安全和谐的道路运输。但另一方面，评价指标建立后，则应注意利用评价指标对道路运输应急管理进行全面、客观的评价，道路运输应急风险的影响因素很多[1]，如监测预报的准确性、应急日常管理的规范性、应急培训演练的针对性、应急组织体系的完善有效性、通讯报警及应急保障的可靠性和充分性等，这些指标当中有定量的、也有定性指标的，且某些信息不完整，只能形成一个认知区间，构成灰色问题。文章以灰色层次分析法(GAHP)，通过对区间灰数的白化处理，借助已构建的四川省道路运输应急评价指标，对现阶段道路运输应急管理进行全面评价，完整构建道路运输应急管理评价体系。

1 灰色层次分析法（GAHP）简介

目前常见的评价方法有模糊综合评判法、灰色关联度法、主成分分析法、神经网络算法等[2]，比较各评价方法的优劣，结合道路运输应急工作存在小样本、信息贫乏的不确定问题和“外延明确，内涵不明”[3]特征，文章选择由灰色系统理论与层次分析法相结合而形成的灰色层次分析法来建立四川省道路运输应急系统的评价体系。利用层次分析法时，确定不同层次决策权数值，并由灰色系统理论计算得到评价值，从而构成了灰色层次分析的评价方法。

灰色层次分析法的步骤分为以下7步[4]：①针对研究对象建立递阶层次结构；②计算各评价指标的组合权重；③确定评估指标值矩阵；④确定评价灰类的白化权函数；⑤计算灰色评估系数；⑥计算灰色评估权向量和权矩阵；⑦进行不同层次各指标的评估和排序，进而确定总体目标的综合评估。

2 四川省道路运输应急评价指标体系

四川省道路运输应急评价体系可分为三个层次：目标层(A)、准则层(B)和措施层(C)。目标层反映四川省道路运输应急风险总体水平；准则层表示道路运输应急评价中的二级评价指标，共有8个指标；措施层（子准则层）表示道路运输应急评价中的三级评价指标，共有 27个指标。具体层次关联如图1所示[5]。

图1 四川省公路运输应急评价体系Fig.1 Road transportation emergency management system of Sichuan province

3 基于灰色层次分析的道路运输应急安全风险评价

3.1 确定评价指标值矩阵

3.1.1 各评价指标的组合权重确定

参照构建四川省道路运输应急评价指标的权重集，得准则层各指标iV对目标层的权重集为[5]：

式中，iα是准则层评价指标iV的权重值，它们满足

措施层评价指标ijV的权重集为具体数值见表1。

表1 四川省道路运输应急风险各级指标评价评分表Tab.1 Evaluation on the all-level indexes of the road transportation emergency risk of Sichuan province

续表1

3.1.2 风险评价指标矩阵的确定[4]

若请 m个专家对各项指标打分，专家序号为k=1，2，…，m。第k位专家对指标ijv的评分为，则由评价情况得 m位专家评价样本矩阵。（1）式中每一行是每一个措施层指标得到的不同专家的评价，每一列是一位专家对所有措施层指标的评价。

风险评价指标值矩阵为

3.2 确定评价灰类的白化权函数[6]

灰类的白化权函数，是将对某个实际问题的定性认识转化为此对象隶属于某一个灰类的概率，是一种定量的函数表达形式。白化权函数是根据很多已知的信息对灰数的取值范围进行主观的识别，这种识别应该以实际情况或者行业背景为依据。

3.2.1 评价标准确定

以美国心理学家理克特提出的 5级量表为依据，把四川省道路运输应急救援能力和安全风险评价水平分为五级：A低风险，B较低风险，C正常风险，D较高风险，E高风险，并分别对其赋值1，2，3，4，5，数值越大风险越高，则可以相应地把安全风险评价灰类的灰数定为5个，相应的白化权函数分别为专家打分之前应明确告知每一级风险具体的意义和极限，避免专家打分误差较大，影响最终的评价效果。

3.2.2 白化权函数确定

文章采用中心点三角白化权函数法设计白化权函数，以减少灰类的交叉重合。基本思路是：先根据划分的五级标准确定中心点，由实际经验及道路运输实际情况确定各个指标点的取值区间。A级，决定专家打分一般不能高于2分；B级，一般为1到2分，不高于3分；C级以3分为多，范围介于1～4分；D级，代表某项指标引起了打分专家的注意，故中心值为4分，范围介于3～5分；E级代表了该项指标被打分专家定义为存在不可忽视的不安全因素，分值大于4，当分值超过4或者5后都应划归到这类函数中去。

由此考虑，这五个白化权函数的定义及其图像如式（2）～（6）及图2所示。

图2 白化权函数图像Fig.2 Whitened weight function

3.2.3 专家评价情况

在建立了四川省道路运输应急评价指标体系后，为进一步确定体系评价的计算，作者邀请了 5位在道路运输安全及应急领域有较丰富经验的专业人士对各项指标进行独立评价，对每项措施内容按要求和实际完成的情况，结合自身感受打分，分值分为5（风险高，应急能力急需改进）、4（风险较高，应急能力需要改进）、3（可控制的风险，应急能力能满足需求）、2（较低风险，应急能力较强）、1（低风险，应急能力强）。专家评分结果见表1。

3.3 灰色评价系数、权向量计算及评分结果[6]

这里以准则层中风险监测预报 B1所包括的措施层指标构成样本矩阵及属于第e个评价灰类的灰色评价系数11en 计算的详细过程来说明，并以此计算所有的灰色评价权向量。

风险监测预报B1的评价得分矩阵见下式：

对于评价指标11v属于第e个评价灰类的灰色评价系数11en 为：

同理可得，e=3时，1133n = ；e=4时，1141n =；e=5时，1150n = 。

则11v的总体灰色评价系数为：

再计算灰色评价权向量，11v 的灰色评价权向量为所有措施的灰色评价系数和评价权向量见表1。

根据措施层各指标矩阵，计算每个准则层指标评价权矩阵，公式如下：

这里计算第一个准则层的权矩阵1P：

4 结论与建议

从各级评分并结合风险数值定义上来看，各项指标基本处于中等可控制水平，表明基本能满足应急需要的水平。但少数措施层指标，如 C23（应急信息数据库）、C52（报警程序）、C12（监测点的选取）等处于较弱的地位，也意味着这些指标存在应预重视和改进的地方。其它指标均评分也表明有提升的空间。

建议从以下几方面进行改善和提高：（1）对于权重较大的准则层所含措施层指标应重点改善和提高，如 B1中，C11（检测设备监测结果的准确性，占目标层的权重为0.0885）：应提高检测设备的可靠性、准确性，以保证监测结果可信水平提高，C13（发布预报的及时性，占目标层的权重为0.0885）：及时进行准确科学的突发事件预报对于整个应急救援十分重要，故人员的选择、信息通道的可靠性、设备的维护、人员的培训和关怀是提高此项水平的基础保证。C62（信息发布系统，占目标层的权重为0.1128）：保障应急过程中的信息通畅，在促进各种交通应急资源协调合理调用，有效救助灾区民众，有效消除公众恐慌心理等方面均有不可忽视的作用。（2）对于指标表现较差的措施层指标（如C23、C52、C12）应优先改进和提高，充分利用现阶段各级政府对应急保障能力高度重视的契机，优先完善提高，为保证道路运输应急能力完善提高提供有力的支撑。（3）注意避免只建不管、总结不及时，各项行动滞后等问题。（4）定期分析研究我省道路运输应急风险的趋势情况，并及时形成相关制度文件并下达。（5）应急救援系统涉及各阶层、各方面设备和人员的大系统，因此应督促全员人员全方位参与。（6）权重相对较低的指标并不意味着在应急管理中不重要，每个指标、每个部门、每个环节都是不可缺少的，任何一个指标的不重视都会使整个应急系统受到影响，从而也对整个应急系统带来安全隐患。

[1] 林佳武，赵 新．交通应急能力评价指标体系研究[J]．科技创新导报，2011，27：9-11．

[2] 李 刚，秦红玲．综合评价方法及探讨[J]．节能，2004，10：12-15．

[3] 刘思峰，党耀国，方志耕 等．灰色系统理论及其应用[M]．北京：科学出版社，2010．

[4] 杨 羽．民用机场应急管理能力评价与对策研究[D]．四川：中国民用航空飞行学院，2011：25-39．

[5] 殷 涛．基于层次分析法构建道路运输应急能力评价指标体系[J]．西南师范大学学报（自然科学版），2012，11(37)：107-111．

[6] 殷 涛．四川省道路运输应急管理体系构建[M]．成都：电子科技大学出版社，2012．