王巖峰,于文舉,寧春林,劉芳明,丁軍航,官晟

(1.自然資源部第一海洋研究所 青島 266061;2.青島大學 青島 266071)

0 引言

隨著“一帶一路”倡議的提出和實施,我國與相關國家之間的海洋科技合作迎來良好發(fā)展機遇,使我國與國際海洋經(jīng)濟、文化和政治等的合作關系更具建設性和豐富性[1-4]。促進海洋領域技術合作,推動我國自主海洋科學技術的輸出和國際推廣,是“一帶一路”倡議的重要合作方向[5]。海洋環(huán)境安全保障通用技術包括海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)、區(qū)域海洋環(huán)境預測預報系統(tǒng)以及海洋環(huán)境災害預警和應急系統(tǒng)三大類。經(jīng)過多年發(fā)展,我國海洋環(huán)境安全保障通用技術的發(fā)展取得顯著成果,多項技術得到泰國、印度尼西亞、馬來西亞和斯里蘭卡等“21世紀海上絲綢之路”沿線國家的政府或應用單位的認可。

與此同時,在技術合作實踐方面,考慮到“21世紀海上絲綢之路”沿線國家與我國在自然環(huán)境、技術基礎和社會制度等方面存在差異,須針對各國的實際需求和應用情況開展海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價,從而更加客觀地評價技術推廣效果和科學合理地聚焦技術攻關目標,提升我國自主海洋科學技術在相關國家的影響力[6-8]。本研究設計海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價模型和相應評價方法,并以白龍浮標為例探索開展技術適應性評價,以期為我國自主海洋科學技術的國際應用提供科學評價方法。

1 評價模型

參照已有研究成果[9],本研究將海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價定義為:建立科學、全面和實用的評價系統(tǒng),在“21世紀海上絲綢之路”沿線國家不同的自然環(huán)境、技術基礎和社會制度等的條件下,對保持我國自主海洋科學技術的規(guī)定特性和滿足當?shù)丶夹g應用能力的偏移程度進行評定,并得到量化的適用程度的結論。

參照已有研究成果[10],構建海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價模型。模型共分為4層結構:①目標層為海洋環(huán)境安全保障技術的評價目標,即適用性;②準則層是技術指向的3個利益攸關方,包括直接用戶、技術輸出方和管理方,其中直接用戶指技術輸入國中技術的直接使用者,技術輸出方指本國科研機構和人員,管理方指技術輸入國相對應的管理機構和人員;③指標層是3個利益攸關方角度的不同指標,包括社會性評價、經(jīng)濟性評價、環(huán)境評價、合規(guī)性評價、人員知識技能評價和技術性評價6個維度;④方案層為綜合評價結果(圖1)。

圖1 海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價模型

2 評價方法

在各類系統(tǒng)的綜合評價中,已有多種評價方法得到廣泛應用,包括層次分析法[11-12]、網(wǎng)絡分析法[13]、模糊綜合評價法[14-15]和人工神經(jīng)網(wǎng)絡法[16]等。層次分析法可將復雜的評價系統(tǒng)按照分解、比較判斷和綜合的思路進行決策分析,思路清晰,但定量數(shù)據(jù)較少,定性成分居多,難以準確評價系統(tǒng);模糊綜合評價法可通過精確的數(shù)據(jù),對模糊的系統(tǒng)進行科學合理的量化評價,有助于解決決策的模糊性和不確定性。

基于海洋環(huán)境安全保障通用技術的特點,本研究將層次分析法和模糊綜合評價法相結合,建立海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價方法。運用層次分析法衡量專家對某項指標的偏移程度并建立量化判斷矩陣,計算各項指標的相對重要度向量,通過數(shù)據(jù)歸一化得到各項指標的權重;運用模糊綜合評價法選擇合適的隸屬度函數(shù),對各項指標進行量化分析處理,最終得到綜合評價結果。

2.1 獨立評價

2.1.1 權重向量

運用層次分析法[12]確定準則層和指標層的要素權重。利用九級標度法確定各要素的重要性偏移程度,構造判斷矩陣(W),并計算各要素的相對重要度向量:

式中:wij為各要素的相對重要度;n為要素數(shù)量。

對其進行歸一化,可得到一級指標的權重向量:

權重向量的合理性須通過計算判斷矩陣的一致性指標(CI)來檢驗。當CI≤0.1時,即通過一致性檢驗。

2.1.2 獨立評價值

每個利益攸關方對6個方面指標的評價側(cè)重點不同,須單獨進行權重分配工作,因此引入獨立評價值,即在每個準則層下分別對各項指標進行評價,且每個準則層下的評價值相互獨立、互不影響。

求取獨立評價值包括4個步驟。

(1)確定評價等級集合S=(S1,S2,…,Sn)和評價指標集U=(U1,U2,…,Un),建立五級評價等級及其評分細則。

(2)統(tǒng)計并確定各項指標的隸屬度向量[15],構造隸屬度矩陣:

式中:Ti為指標i的單因素評價值;tin為指標i在評價等級n下的頻率,通常將其歸一化,使

(3)計算第n個評價等級的綜合隸屬度:

式中:×為模糊合成算子[17]。

(4)計算獨立評價值:

式中:X為評分區(qū)間的中值。

2.2 綜合評價

所有準則層下的獨立評價結果為K=[K1,K2,K3,…,Ki],準則層的綜合評價結果由獨立評價值和權重向量得到:

根據(jù)評分標準,80≤J＜100為“適用”;60≤J＜80為“基本適用”;J＜60為“不適用”。

2.3 評價流程

結合海洋環(huán)境安全保障通用技術用戶群體廣泛和評價指標眾多的特點,制定適用性評價流程(圖2)。

3 案例分析

白龍浮標是我國在印度洋投放的首個深海浮標,也是首個上傳數(shù)據(jù)至全球電信系統(tǒng)(GTS)從而實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)共享的浮標[18]。近年來,隨著我國海洋觀測事業(yè)的發(fā)展和國際海洋觀測合作的加強,白龍浮標得到更加廣泛的應用。開展白龍浮標在“21世紀海上絲綢之路”沿線國家的適用性評價,有助于了解該項技術在不同環(huán)境下的通用性和兼容性,為科學合理的技術改進提供參考依據(jù)。

采用專家打分法確定準則層中直接用戶、技術輸出方和管理方的權重,得到評價矩陣。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后,求得一致性指標CI=0.004 6,表明評價矩陣通過一致性檢驗,進而得到3個利益攸關方各自的權重ωW=[0.457 9,0.126 0,0.416 1]。

邀請多位從事白龍浮標研發(fā)和應用工作的專家填寫調(diào)查問卷并評分。為確保數(shù)據(jù)的客觀性和準確性,對3個利益攸關方分別進行調(diào)查,并對基礎數(shù)據(jù)進行處理,確定各項指標的權重(表1)。

表1 指標權重

隸屬度矩陣如表2至表4所示。

表2 隸屬度矩陣(直接用戶)

表3 隸屬度矩陣(技術輸出方)

表4 隸屬度矩陣(管理方)

將隸屬度矩陣導入評價模型,得到模糊綜合評價矩陣和各方的獨立評價權重矩陣:

3個利益攸關方的獨立評價值為[88.35,91.72,89.52]。

根據(jù)3個利益攸關方的權重,白龍浮標技術的適用性評價值為89.26,評價結果為“適用”,表明該項技術不僅得到相關國家和單位的認可,并且在技術合作實踐方面能夠適應當?shù)氐淖匀画h(huán)境、技術基礎和社會制度等條件以及滿足當?shù)氐膶嶋H需求。

4 結語

隨著“一帶一路”海上合作的持續(xù)推進,我國將有越來越多的自主海洋科學技術在沿線國家應用,因此構建評價相關技術適用性的方法體系至關重要。本研究首次將我國自主海洋科學技術與適用性評價相結合,以評價海洋環(huán)境安全保障通用技術在“21世紀海上絲綢之路”沿線國家應用的適應程度。由于海洋環(huán)境安全保障通用技術的用戶群體廣泛,其適用性評價體系指標眾多且受多種因素制約,采用基于層次分析法的模糊綜合評價法,不僅使評價模型的層次結構和求解過程更加清晰,而且將對模糊系統(tǒng)的定性分析轉(zhuǎn)為定量評價。白龍浮標的適用性評價結果初步驗證本研究構建的海洋環(huán)境安全保障通用技術適用性評價模型的有效性,下一步將陸續(xù)對其他自主海洋科學技術的適用性進行評價,從而為“一帶一路”海上合作提供參考。