基于模糊VIKOR的電力企業(yè)救援能力評(píng)估

國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司 張韶華 李 放 郝宗良 張 波

近年來(lái)全國(guó)各電力企業(yè)仍有重大安全事故發(fā)生，安全形勢(shì)依然不容樂觀。針對(duì)近兩年電力事故情況，2020年較2019年在事故起數(shù)和死亡人數(shù)方面均有增加。電力企業(yè)事故集中在墜落、觸電、物體打擊、中毒窒息方面。這是因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)安全生產(chǎn)重視不夠，個(gè)別員工安全意識(shí)水平低，救援能力和救援體系都有待提高。

目前電力應(yīng)急救援體系仍存在著缺陷，電力安全所關(guān)聯(lián)行業(yè)多、范圍廣，在事故發(fā)生時(shí)往往難以統(tǒng)一協(xié)調(diào)。由于職工編制、人員工資、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)等問題，大多數(shù)企業(yè)內(nèi)采用代維護(hù)和聘用兼職人員的模式，企業(yè)應(yīng)急能力缺乏，在事故發(fā)生時(shí)無(wú)法第一時(shí)間得到解決。企業(yè)內(nèi)部的救援支持保障體系也并不完善，監(jiān)控設(shè)備、信息傳遞平臺(tái)、決策系統(tǒng)、技術(shù)支持無(wú)法實(shí)現(xiàn)，應(yīng)急救援物資和設(shè)備鏈等難以保障。本文針對(duì)上述問題建立基于理論的VIKOR 評(píng)估模型，并對(duì)五家電力企業(yè)應(yīng)急救援能力進(jìn)行評(píng)估。

確定應(yīng)急預(yù)案評(píng)價(jià)指標(biāo)是確定電力企業(yè)救援能力評(píng)價(jià)的首要工作，本文在選取電力應(yīng)急預(yù)案指標(biāo)時(shí)考慮了事故發(fā)生的整個(gè)過(guò)程，包括了應(yīng)急救援能力儲(chǔ)備（各級(jí)應(yīng)急預(yù)案編制、項(xiàng)目危險(xiǎn)源識(shí)別預(yù)警、企業(yè)預(yù)防機(jī)制完備性、企業(yè)安全管理培訓(xùn)）、事故故響應(yīng)能力（各級(jí)單位信息傳遞能力、事故現(xiàn)場(chǎng)指揮能力、事故現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源診斷能力、事故再擴(kuò)大排除能力）、事故恢復(fù)能力（現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)能力、媒體溝通能力、總結(jié)提升能力）。選取了較為完整的應(yīng)急預(yù)案評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)的選取遵循準(zhǔn)確、完整、可比、實(shí)用的原則。

1 基于模糊集理論的VIKOR 評(píng)估模型構(gòu)建

1.1 猶豫模糊語(yǔ)言

專家對(duì)電力企業(yè)的應(yīng)急能力進(jìn)行評(píng)估時(shí)，往往會(huì)因?qū)＜冶旧淼恼J(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)有限，無(wú)法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行清晰的描述，如專家強(qiáng)行做出一個(gè)判斷可能會(huì)導(dǎo)致一些誤差，因此專家往往會(huì)使用語(yǔ)言變量來(lái)描述指標(biāo)重要性，這樣能更好表達(dá)專家的意見。同時(shí)對(duì)于電力企業(yè)應(yīng)急救援能力的評(píng)估，許多指標(biāo)難以量化，因此可采用模糊值來(lái)描述它。因此本文采用猶豫模糊語(yǔ)言來(lái)描述專家對(duì)于指標(biāo)重要性的不同偏好和對(duì)于指標(biāo)值的確定，這樣可以更靈活地表達(dá)專家意見信息，得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

為了能夠更好的表達(dá)決策者和專家的意見，建立了如下術(shù)語(yǔ)集：S={s-3,s-2,s-1,s0,s1,s2,s3}={極其不重要，非常不重要，不重要，中等，重要，非常重要，極其重要}，對(duì)于語(yǔ)言和相應(yīng)語(yǔ)義的映射，給出了圖1。對(duì)于猶豫模糊元素hM1和hM2之間的距離計(jì)算，采用曼哈頓距離，有如下定義：d(M1,M2)=1/ln此外還有一些模糊數(shù)的基本運(yùn)算如下：設(shè)h,h1,h2為三個(gè)猶豫模糊元素，存在f＞0為常數(shù),則有

圖1 七值術(shù)語(yǔ)集

1.2 基于模糊賦權(quán)的VIKOR

VIKOR 是一種為評(píng)估系統(tǒng)提供折衷解決方案的排名方法。VIKOR 降低了不同單位標(biāo)準(zhǔn)化的難度，因此VIKOR 方法的選擇給應(yīng)急供應(yīng)商的選擇帶來(lái)了極大的方便。本文在前人的基礎(chǔ)上對(duì)VIKOR 進(jìn)行了擴(kuò)展，說(shuō)明了該方法的實(shí)用性和有效性[1]。

引入基于接近理想解的多準(zhǔn)則排序指標(biāo)度量方法，稱為L(zhǎng)p 度量，HFSs 的猶豫模糊語(yǔ)言歐式Lp度量如下式1，其中，ded(Hj+,Hij)和ded(Hj+,Hj-)是模糊的歐氏距離度量，ωj為相應(yīng)的準(zhǔn)則權(quán)值、滿足0≤ωj≤1。

模糊算子賦權(quán)。專家對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行人為的判斷，采用猶豫模糊語(yǔ)言來(lái)描述專家們的偏好，通過(guò)猶豫模糊加權(quán)算子α、β、γ 來(lái)計(jì)算指標(biāo)的主觀權(quán)重，計(jì)算公式如式2～6，其中表示中第L 個(gè)元素。用猶豫和模糊的語(yǔ)言來(lái)描述。根據(jù)原始數(shù)據(jù)構(gòu)造決策矩陣，然后對(duì)決策矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其中的，是專家對(duì)難以量化和準(zhǔn)確描述的指標(biāo)給出猶豫模糊評(píng)分后的數(shù)據(jù)，再考慮專家權(quán)重進(jìn)行綜合。為了消除大數(shù)據(jù)差異和不同維度對(duì)結(jié)果的影響，有必要對(duì)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，具體步驟如式4。

通過(guò)專家打分、構(gòu)造模糊矩陣，得到各子準(zhǔn)則下的正理想解xj+和負(fù)理想解xj-。通過(guò)比較猶豫元素和模糊元素的大小得到了正理想解和負(fù)理想解。具體比較方法見表1。同時(shí)正理想解和負(fù)理想解應(yīng)滿足以下要求:

計(jì)算群體效用值Si和個(gè)體遺憾值Ri如式7～8，其中 ，同理可得

根據(jù)Ri、Si、Qi的數(shù)值排序得到一個(gè)折衷的解。得到的妥協(xié)解應(yīng)為最優(yōu)解且滿足兩個(gè)條件：可接受的優(yōu)勢(shì)。Q2-Q1≥1/(m-1)，式中，Q1和Q2分別為排名第一和第二的折衷方案，m 為方案數(shù)量；可接受的決策穩(wěn)定性。Q1在Si和Ri中也應(yīng)該是最優(yōu)排序。如果第二種情況不滿足，則考慮A1和A2同時(shí)為最優(yōu)解。如果第一種情況不滿足則計(jì)算Qn-Q1＜1/(m-1)，n 是從最大的值開始選取[2]。

2 案例評(píng)估

為驗(yàn)證HF-VIKOR 評(píng)估模型的有效性，本文對(duì)某五家電力企業(yè)（A1,A2,A3,A4,A5）進(jìn)行了應(yīng)急救援能力評(píng)估。

構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣：為合理進(jìn)行評(píng)估，邀請(qǐng)了20名專家分為5個(gè)專家組對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，為保證結(jié)果的有效性，邀請(qǐng)的專家分別來(lái)自電力企業(yè)的安全管理人員、應(yīng)急管理研究學(xué)者等。專家對(duì)指標(biāo)進(jìn)行了判斷，通過(guò)模糊語(yǔ)言進(jìn)行了描述，然后通過(guò)模糊得分的方式去模糊化，得到了最終的評(píng)價(jià)矩陣。對(duì)于專家的判斷，為保證判斷的準(zhǔn)確性和計(jì)算的方便，利于模糊數(shù)展開法將專家的判斷語(yǔ)言展開到相同長(zhǎng)度[3]，結(jié)果見圖2。

圖2 猶豫模糊評(píng)價(jià)矩陣

計(jì)算指標(biāo)權(quán)重值：專家對(duì)各個(gè)指標(biāo)的重要性進(jìn)行了判斷，通過(guò)模糊語(yǔ)言進(jìn)行描述，通過(guò)模糊算子α、β、γ得到了最終的權(quán)重值[4]，計(jì)算得到了各個(gè)指標(biāo)的算子值和權(quán)重值如表1。

表1 猶豫模糊算子及權(quán)重值

得到綜合評(píng)估結(jié)果：計(jì)算群體效用值Si和個(gè)體遺憾值Ri,然后得到最終評(píng)估值Qi：電力企業(yè)A1～A5的Qi/排名分別為0.745/2、0.814/4、0.865/5、0.764/3、0/1。通過(guò)得到的Qi得到A5企業(yè)是排名第一，然后驗(yàn)證結(jié)果是否是最佳選擇[5]。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)A5的Si和Ri值在5個(gè)電力企業(yè)中表現(xiàn)是最佳的，滿足可接受的決策穩(wěn)定性，同時(shí)其Q2-Q1≥1/(m-1)，因此A5企業(yè)的綜合應(yīng)急救援能力是最佳的。

綜上，本文研究成果對(duì)于保障電力安全具有一定的參考價(jià)值，能更好地服務(wù)于電力應(yīng)急系統(tǒng)。本文雖然利用了模糊數(shù)學(xué)理論和群決策去減少指標(biāo)數(shù)據(jù)的主觀性，但是評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)沒有很客觀、直觀地反映真實(shí)性，在數(shù)據(jù)的收集方面還有一定的提升空間。各電力企業(yè)要正確認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)、隱患與事故的內(nèi)在關(guān)系，深入推進(jìn)一線班組安全基礎(chǔ)建設(shè)。