基于A(yíng)HP-Entropy綜合權(quán)重法的航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)

胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務(wù)學(xué)院航空四站系，江蘇徐州221000）

基于A(yíng)HP-Entropy綜合權(quán)重法的航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)

胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務(wù)學(xué)院航空四站系，江蘇徐州221000）

針對(duì)航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)問(wèn)題，提出了基于層次分析法和熵權(quán)法的綜合權(quán)重模糊評(píng)價(jià)模型。在構(gòu)建航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，綜合利用層次分析法、熵權(quán)法的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了權(quán)重確立方法。該方法將影響因素的主觀(guān)性與客觀(guān)性相結(jié)合，得出各指標(biāo)綜合權(quán)重。通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)某航空四站裝備保障實(shí)例分析，結(jié)果表明該權(quán)重確立法客觀(guān)合理，可為航空四站裝備保障風(fēng)險(xiǎn)控制提供判斷依據(jù)。

航空四站裝備保障；安全評(píng)價(jià)；綜合權(quán)重；熵權(quán)法；層次分析法；模糊

航空四站裝備保障安全是航空四站保障安全中的重要組成部分，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取及權(quán)重的確定是保證評(píng)價(jià)結(jié)果客觀(guān)準(zhǔn)確的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[1]運(yùn)用專(zhuān)家調(diào)查法確定各指標(biāo)權(quán)重，簡(jiǎn)單明了，但有較強(qiáng)的主觀(guān)局限性。文獻(xiàn)[2]在分析影響航空四站裝備保障能力的基礎(chǔ)上，利用層次分析法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值，系統(tǒng)性強(qiáng)、適用面廣，但存在評(píng)價(jià)過(guò)程中的隨機(jī)性和評(píng)價(jià)專(zhuān)家主觀(guān)上的不確定性。文獻(xiàn)[3]采用熵權(quán)法確定航空裝備維修安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，熵權(quán)法是一種根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)所提供信息量大小來(lái)確定權(quán)重的客觀(guān)賦權(quán)法，可以對(duì)賦權(quán)的主觀(guān)性進(jìn)行部分修正，但權(quán)值受極差影響，會(huì)出現(xiàn)不重要的指標(biāo)，因?yàn)榭陀^(guān)數(shù)據(jù)浮動(dòng)大而得到較小的權(quán)重。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文引入AHP-Entropy綜合權(quán)重法。對(duì)熵權(quán)法求得的客觀(guān)權(quán)重與AHP求得的主觀(guān)權(quán)重進(jìn)行組合賦權(quán)，既體現(xiàn)了專(zhuān)家對(duì)不同指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也客觀(guān)反映了各指標(biāo)數(shù)據(jù)的全部信息[4]。在構(gòu)建航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，充分考慮各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重分配，得出綜合權(quán)重，并運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，為航空四站裝備保障安全決策與控制措施提供理論依據(jù)。

1 航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

航空四站保障是圍繞飛行保障需求，依托各種專(zhuān)業(yè)保障裝備進(jìn)行的[5]。航空四站裝備保障主要分為相關(guān)器材部件和保障車(chē)輛2個(gè)部分。一方面，航空四站保障裝備都有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)性能要求，儀表指示故障、管路連接不牢固等都會(huì)給四站裝備保障安全帶來(lái)嚴(yán)重影響。另一方面，航空四站保障任務(wù)繁重、工作量比較大，裝備超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象層出不窮，因裝備短缺而私自改變裝備用途，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，這種現(xiàn)象也時(shí)有出現(xiàn)，加上保障時(shí)車(chē)輛來(lái)往、行駛頻繁，所以超負(fù)荷保障、行車(chē)不規(guī)范、車(chē)輛維修不到位也是影響航空四站裝備保障安全的重要因素。

通過(guò)對(duì)相關(guān)資料的匯總分析和進(jìn)行專(zhuān)家咨詢(xún)，合并同類(lèi)指標(biāo)、排除次要指標(biāo)，初步構(gòu)建了航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。將該指標(biāo)體系交由航空四站裝備保障人員，使其在四站裝備保障實(shí)際中進(jìn)行對(duì)照判斷，檢查是否存在不符合實(shí)際或者不合理的地方，將結(jié)果及時(shí)匯總并反饋給專(zhuān)家，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步修改完善后，最終確定了航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[6]，如表1所示。

表1 航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.1 Safety assessment index of aerospace ground equipment support

2 綜合權(quán)重確定的原理與步驟

2.1 AHP法確定權(quán)重的步驟

1）建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。建立航空四站裝備保障指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)是運(yùn)用層次分析法確定權(quán)重中最重要的一步。在咨詢(xún)專(zhuān)家的基礎(chǔ)上，分析場(chǎng)站各因素之間的聯(lián)系和相互影響，并將它們劃分層次。一般建立指標(biāo)層X(jué)、準(zhǔn)則層V、目標(biāo)層U三級(jí)遞階層次結(jié)構(gòu)模型。

2）構(gòu)造判斷矩陣。通過(guò)專(zhuān)家評(píng)估或歷史數(shù)據(jù)，對(duì)同一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)1～9位標(biāo)度法對(duì)不同情況的評(píng)比給出數(shù)量標(biāo)度，構(gòu)成判斷矩陣。

3）層次單排序及一致性檢驗(yàn)。所謂層次單排序是指根據(jù)判斷矩陣計(jì)算，對(duì)于上一層某因素而言，本層次與之有聯(lián)系的因素的重要性次序的權(quán)值。對(duì)判斷矩陣A，計(jì)算滿(mǎn)足AW=λmaxW的特征根與特征向量。λmax為A的最大特征根，W為對(duì)應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量，W的分量Wi即是相應(yīng)因素單排序的權(quán)值。為避免出現(xiàn)前后判斷不一致的情況，需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

當(dāng)CR＜0.10時(shí)，便認(rèn)為判斷矩陣具有滿(mǎn)意的一致性。否則，就需要調(diào)整判斷矩陣，使之滿(mǎn)足式（1），從而達(dá)到滿(mǎn)意的一致性[7]。

2.2 熵權(quán)法確定權(quán)重的步驟

熵權(quán)法是通過(guò)信息熵原理求權(quán)重，其步驟為[8]：

1）假設(shè)專(zhuān)家Nj對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)Vijk的打分結(jié)果為uji，則指標(biāo)的信息熵為：

2）定義第i個(gè)指標(biāo)的μA(uji) 差異因素gi=1-ei。

4）得指標(biāo)體系的權(quán)重向量W=(w1,w2,…,wn)。

2.3 綜合權(quán)重的確定

層次分析法能進(jìn)行數(shù)量化、層次化分析，但很難排除個(gè)人因素對(duì)指標(biāo)權(quán)重的影響；運(yùn)用熵權(quán)法求得的權(quán)值大小取決于各指標(biāo)客觀(guān)信息差異的大小。將2種方法結(jié)合，經(jīng)過(guò)運(yùn)算規(guī)整，使得到的數(shù)據(jù)更能反映實(shí)際情況。綜合權(quán)重確立的方法步驟如下[9-12]。

1）設(shè)指標(biāo)體系共有n個(gè)準(zhǔn)則層，m個(gè)指標(biāo)層，準(zhǔn)則層對(duì)應(yīng)指標(biāo)個(gè)數(shù)分別為m1,m2,…,mn，且m1+m2+…+mn=m。用AHP法確定的準(zhǔn)則層的權(quán)重為，指標(biāo)層確定的權(quán)重為。

3）將同準(zhǔn)則層內(nèi)的指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理得

4）將歸一化所得權(quán)重A′與對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層權(quán)重Φ相乘得到權(quán)重

A″=(ω′11,ω′12,…,ω′1m1,ω′21,ω′22,…,ω′2m2,…,ω′nmn)，其中，ω′ij=φiωij，i=1,2,…,n；j=1,2,…,l，l∈(m1,m2,…,mn)。

3 模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)的一般步驟為[13-15]：

1）建立綜合評(píng)價(jià)集。共設(shè)為5個(gè)等級(jí)，每一個(gè)等級(jí)的成績(jī)區(qū)間為：優(yōu)秀（90分以上）、良好（80～90分）、一般（60～80分）、較差（30～60分）、很差（30分以下），相應(yīng)的B=(β1,β2,β3,β4,β5)，其中，β1至β5對(duì)應(yīng)分值分別為：90、70、50、30、10。

2）采用專(zhuān)家評(píng)分法對(duì)n項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到隸屬度向量Ri和隸屬度矩陣

其中，rij（i=1,2,…,n，j=1,2,…,5）指多個(gè)評(píng)價(jià)主體對(duì)某個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象在αi方面做出βj評(píng)定的可能性程度，即第i項(xiàng)因素對(duì)應(yīng)第j個(gè)等級(jí)的隸屬關(guān)系。

3）計(jì)算綜合隸屬度向量。

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)原理，最大分量bi所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)βj即為綜合評(píng)價(jià)的最終結(jié)果。

4）量化分析評(píng)價(jià)結(jié)果G=S·BT。

4 實(shí)例分析

4.1 AHP權(quán)重計(jì)算

根據(jù)2.1節(jié)中的AHP法計(jì)算步驟，以器材部件因素準(zhǔn)則層為例，專(zhuān)家的評(píng)判數(shù)據(jù)見(jiàn)表2～4，調(diào)用Matlab函數(shù)矩陣計(jì)算權(quán)重值。

計(jì)算得準(zhǔn)則層權(quán)重：

器材部件因素權(quán)重：

四站車(chē)輛因素權(quán)重：

表2 器材部件因素AHP分析Tab.2 AHP analysis of equipment component factor

表3 四站車(chē)輛因素AHP分析Tab.3 AHP analysis of aerospace ground vehicle factor

表4 準(zhǔn)則層AHP分析Tab.4 AHP analysis of standard level

4.2 熵權(quán)計(jì)算

綜合考慮各方面情況，邀請(qǐng)10位空軍裝備部的專(zhuān)家、航空四站裝備修理廠(chǎng)成員組成評(píng)價(jià)小組，對(duì)航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予分值。小組成員既熟悉四站保障業(yè)務(wù)，又具備豐富的四站實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保了咨詢(xún)結(jié)果的可靠性。評(píng)價(jià)以問(wèn)卷形式開(kāi)展，按照百分制進(jìn)行，分值越高說(shuō)明該指標(biāo)在保障中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素越大。專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表5。

由2.2節(jié)中熵權(quán)法的計(jì)算步驟，利用Excel工具，計(jì)算出各指標(biāo)的數(shù)據(jù)權(quán)重如表6所示。

4.3 綜合權(quán)重計(jì)算

將層分析法計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，即：

并照綜合權(quán)重運(yùn)算步驟計(jì)算綜合權(quán)重的權(quán)值，結(jié)果如表6所示。

4.4 模糊綜合評(píng)價(jià)

2016年1月某機(jī)場(chǎng)四站裝備保障安全評(píng)價(jià)各指標(biāo)對(duì)評(píng)語(yǔ)等級(jí)的隸屬度如表7所示。

表5 專(zhuān)家評(píng)分Tab.5 Expert rating

表6 綜合權(quán)重Tab.6 Comprehensive weight

表7 安全評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度Tab.7 Degree of index of safety assessment

航空四站裝備保障隸屬度評(píng)價(jià)：

等級(jí)計(jì)算如下：

由得分可知，2016年1月，某機(jī)場(chǎng)四站裝備保障安全評(píng)價(jià)等級(jí)為一般。參考規(guī)范化材料匯總，該單位2015年記錄的36個(gè)安全事故中因航空四站裝備保障導(dǎo)致的安全事故有4個(gè)，需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行整改，如規(guī)范健全規(guī)章制度，加強(qiáng)管理等。由此可見(jiàn)，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際調(diào)查相吻合，說(shuō)明本文提出的評(píng)價(jià)模型具有一定的可行性。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著新型四站裝備不斷裝配部隊(duì)，如何科學(xué)、準(zhǔn)確得對(duì)航空四站裝備保障安全進(jìn)行評(píng)估是提高戰(zhàn)斗力、控制保障風(fēng)險(xiǎn)要解決的一個(gè)重大理論和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本文在對(duì)現(xiàn)行航空四站裝備保障充分考察的基礎(chǔ)上，建立了航空四站裝備保障安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合層次分析法和熵權(quán)法的優(yōu)勢(shì)，將影響因素的主觀(guān)性與客觀(guān)性相結(jié)合，確立了各指標(biāo)的綜合權(quán)重。并用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)安全等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)。實(shí)例驗(yàn)證表明，此方法能優(yōu)化指標(biāo)屬性，結(jié)果符合客觀(guān)實(shí)際，具有很強(qiáng)的科學(xué)性和合理性，具有一定的推廣使用價(jià)值。

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Aerospace Ground Equipment Support Safety Assessment Based on AHP-Entropy Comprehensive Weight Method

HU Zongshun,HUANG Zhijie,ZHU Qian,WU Xiaojie,LIU Shenyang
（Department of Aviation Four Stations,Air Force Logistics College,Xuzhou Jiangsu 221000,China）

Aiming at the problem of aerospace ground equipment support safety assessment,a fuzzy assessment model based on comprehensive weight of AHP and entropy method was proposed.On the basis of constructing the safety assess?ment index system of aerospace ground equipment support,comprehensively using the advantage of determining weights in the theory of AHP and entropy method,an improved weights determination method was proposed.This method combined the subjective and objective of the influencing factors,then comprehensive weights were obtained.Through an example analysis of one aerospace ground equipment support,this method was reasonable and objective,it could be used as the judgment basis for risk control of aerospace ground equipment support.

aerospace ground equipment support;safety assessment;comprehensive weight;entropy method;AHP;fuzzy

E920

A

1673-1522（2016）06-0660-06

10.7682/j.issn.1673-1522.2016.06.011

2016-09-30；

2016-10-25

胡宗順（1992-），男，碩士生。