谷洪雁 GU Hong-yan

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，石家莊 050091）

（Hebei College of Industry and Technology，Shijiazhuang 050091，China）

0 引言

城市災(zāi)害損失評估和災(zāi)害等級劃分是災(zāi)害學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要組成部分。近年來，隨著各種新理論和技術(shù)手段的不斷發(fā)展和學(xué)科間的交叉應(yīng)用，一些學(xué)者和科技工作者運用新方法，從不同角度探討災(zāi)情損失評估方法和災(zāi)害等級劃分等問題，開始由傳統(tǒng)的定性分析和描述發(fā)展為定性和定量分析相結(jié)合并使整個評價過程定量化的計算和分析。本文基于灰色系統(tǒng)理論，運用灰色聚類法，探討災(zāi)情損失和劃分災(zāi)害等級。

1 灰色聚類法

灰色聚類法是以灰數(shù)的白化函數(shù)生成為基礎(chǔ)的方法。它將聚類對象對于不同聚類指標(biāo)所擁有的白化數(shù)，按p個灰類進行歸納，從而判斷聚類對象所屬的灰類。

記i為聚類對象 (令i=1,2,3…,n);j為聚類指標(biāo) (令j=1,2,3,…,m);k為聚類灰類(令k=1,2,3,…,p);dif為第i個聚類對象對于第j個聚類指標(biāo)所擁有的白化數(shù)。

設(shè) F={fjk|j=1,2,3,…m;k=1,2,3,…,p}為白化權(quán)函數(shù)集,其中fjk為第j個聚類指標(biāo)屬于第k個灰類的白化權(quán)函數(shù)集。則第i個聚類對象對于第k個灰數(shù)的聚類系數(shù)為:

式中ηjk為第j個聚類指標(biāo)屬于第k個灰類的聚類權(quán)，即

式中：λjk為灰類白化權(quán)函數(shù)的閾值。

第i個聚類對象的聚類向量為

根據(jù)擇大原則進行聚類，從而判斷聚類對象所屬的灰類。

2 灰色聚類法用于我國壓力管道災(zāi)害損失的評價

灰色聚類法評價的主要步驟為確定各類白化函數(shù)；確定聚類權(quán)重；求聚類系數(shù)；確定各聚類對象所屬質(zhì)量級別。本文的聚類樣本是選取2005年到2009年5個年度，每個年度包括事故起數(shù)(次)，死亡人數(shù)(人)，受傷人數(shù)(人)，直接經(jīng)濟損失(萬元)四項指標(biāo)。統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 我國壓力管道事故統(tǒng)計結(jié)果

另外，根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展水平劃分為4個事故等級見表2。

表2 災(zāi)害等級的評價標(biāo)準(zhǔn)

取表2中每一類型的均值為其代表值，結(jié)果如表3所示。

表3 不同災(zāi)害指標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)的灰類值

2.1 數(shù)據(jù)的無量綱化處理 在壓力管道災(zāi)害等級評價中，由于個聚類指標(biāo)的劃分等級的區(qū)間大小不同，且量級有很大差別，因而不能直接進行計算，通常采用無量綱化處理，計算公式為

即采用平均標(biāo)準(zhǔn)化進行處理。表1和表3中的數(shù)據(jù)進行無量綱化處理后見表4和表5。

表4 我國壓力管道事故無量綱化的統(tǒng)計結(jié)果

表5 無量綱化后的灰類值

2.2 聚類權(quán)重的計算 根據(jù)公式（2）計算聚類權(quán)重，將表5中的數(shù)據(jù)代入式（2）可求得聚類權(quán)重，見表6。

2.3 求聚類系數(shù)及聚類結(jié)果 根據(jù)公式（1）及公式（3）求得聚類系數(shù)及聚類結(jié)果，見表7。

表6 各灰類中各因子的權(quán)重值

表7 聚類系數(shù)及聚類結(jié)果

3 結(jié)語

由上述灰色聚類法原理和應(yīng)用舉例分析可以看出，灰色聚類法具有以下優(yōu)點：灰色聚類法考慮了系統(tǒng)的灰色性和白化程度，以及各災(zāi)害指標(biāo)的綜合影響而進行聚類加權(quán)，其權(quán)重的確定方法也比其他方法更合理；灰色聚類法本身考慮了災(zāi)情損失程度，即受災(zāi)程度的重要特性，也就是系統(tǒng)的灰色性比較適合災(zāi)害評價研究，符合實際情況；灰色聚類法不僅具有可比性，而且具有綜合性等特點。聚類結(jié)果既便于科學(xué)分析，又便于按灰類進行管理規(guī)劃，且計算過程簡單，是進行災(zāi)情損失評估和等級劃分的有效方法。

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