模糊綜合評(píng)價(jià)法在公路建設(shè)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

晉從俊 王艷華

摘 要：文章針對(duì)公路建設(shè)的實(shí)際情況，從3M1E（人力、設(shè)備、管理和環(huán)境）方面分析了影響公路建設(shè)的安全因素，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論和層次分析法建立模糊評(píng)價(jià)模型，并結(jié)合工程實(shí)際，進(jìn)行模糊決策。結(jié)果表明：該方法能夠減少主觀因素確定權(quán)重的弊端，對(duì)公路建設(shè)進(jìn)行客觀的安全評(píng)價(jià)，使得評(píng)價(jià)和決策結(jié)果更科學(xué)更精確。

關(guān)鍵詞：公路建設(shè)；模糊綜合評(píng)價(jià)；層次分析法；安全評(píng)價(jià)

前言

公路是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)展和管理的重點(diǎn)之一。公路建設(shè)在地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，公路作為交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，不僅滿足了人們出行的需要，而且對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)和文化都有著不可替代的影響，在現(xiàn)代化建設(shè)中具有舉足輕重的地位，因此，發(fā)展公路交通是國(guó)家經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)。

現(xiàn)階段我國(guó)的公路事業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，公路工程的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，相應(yīng)的，安全事故的發(fā)生率也逐年增高，政府及計(jì)會(huì)對(duì)公路建設(shè)工程的安全生產(chǎn)問(wèn)題關(guān)注度日益增高，因此加強(qiáng)公路工程建設(shè)的安全管理工作有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章結(jié)合某公路項(xiàng)目工程實(shí)踐，基于安全評(píng)價(jià)的角度分析分析模糊綜合評(píng)價(jià)法的應(yīng)用實(shí)踐。

1 模糊綜合評(píng)價(jià)法概述

所謂模糊綜合評(píng)價(jià)法是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合層次分析法及模糊決策法，對(duì)模糊安全信息進(jìn)行量化處理，再對(duì)多個(gè)因素做出定量評(píng)價(jià)與決策的方法。對(duì)于公路工程安全評(píng)價(jià)工作而言，很多風(fēng)險(xiǎn)因素由于體現(xiàn)出較強(qiáng)的不確定性、隨機(jī)性與模糊性，所以很難模型化及定量化處理，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法則可以將對(duì)安全管理產(chǎn)生決定性影響的因素確定下來(lái)，再采用多位專家評(píng)分的方式，確定評(píng)價(jià)結(jié)果的權(quán)值、一致性檢驗(yàn)及模糊決策。由此可見(jiàn)，模糊綜合評(píng)價(jià)法將主觀因素確定權(quán)重的弊端控制在最小范圍，保證公路建設(shè)安全評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性與精確性。

1.1 建立因素集

因素集是指以評(píng)價(jià)系統(tǒng)中影響評(píng)判的各種因素所組成的集合。通常用U表示，即：U={u1，u2，…，un}。

1.2 建立評(píng)判集

評(píng)判集是評(píng)判者對(duì)評(píng)判對(duì)象可能做出的各種總的評(píng)判結(jié)果所組成的集合。通常用V表示，即：V={v1，v2，……，vn}

1.3 建立判斷矩陣

因素集U中兩個(gè)不同的方案兩兩進(jìn)行比較，ui與uj作對(duì)比時(shí)，用aij表示ai對(duì)aj的重要程度，存在1-9，這9個(gè)整數(shù)作為一個(gè)因素比較于另一個(gè)因素指標(biāo)的相對(duì)重要度的標(biāo)度。具體標(biāo)度取值方法見(jiàn)表1。

表1 判斷矩陣元素的標(biāo)度方法

則可得判斷矩陣A：

并且要求aij滿足

①aii=1，aij>0； ②aij=

1.4 評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量近似值：

（1）

將（1）式計(jì)算的近似值歸一化處理，求評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量：

（2）

1.5 矩陣的一致性檢驗(yàn)

計(jì)算最大特征值λmax和一致性指標(biāo)（CI），并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性。即：

（3） （4）

取一致性指標(biāo)（CI）對(duì)隨機(jī)一致性指標(biāo)值（RI）之比，作為一致性檢驗(yàn)判別式，即CR=若CR<0.1，則認(rèn)為該判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。其中平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）取值如表2所示。

表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）取值表

1.6 模糊關(guān)系矩陣計(jì)算

通過(guò)專家打分法，可以分別確定某因素對(duì)某個(gè)主要方面影響的嚴(yán)重程度。由某方面的因素組成的矩陣，稱為隸屬度矩陣（通常用Run表示）。各級(jí)別判斷矩陣的權(quán)重與隸屬度矩陣的乘積稱為該級(jí)別的隸屬度（通常用Rn表示）。最后確定模糊關(guān)系矩陣R。

1.7 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果量化

按照表3給不同等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)定以不同的分值，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)不同等級(jí)的隸屬度不同，得出最終的量化評(píng)判結(jié)果。

表3 評(píng)價(jià)等級(jí)賦分表

F=（S1×85）+（S2×75）+（S3×65）+（S4×55） （5）

2 工程應(yīng)用

2.1 建立因素集

在公路的建設(shè)過(guò)程中，其影響因素主要有以下幾個(gè)方面：人力，設(shè)備，管理和環(huán)境，分別記為U1，U2，U3，U4。為了更好地進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步分析，列出二級(jí)評(píng)價(jià)因素，具體如表4所示。

表4 公路建設(shè)工程安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系因素集

2.2 建立評(píng)判集

根據(jù)公路建設(shè)的實(shí)際情況，把評(píng)價(jià)的等級(jí)分為：非常安全，很安全，安全和不安全，分別記為V1，V2，V3，V4。

2.3 建立判斷矩陣

根據(jù)表1判斷矩陣元素的標(biāo)度方法，建立判斷矩陣A如下：

2.4 評(píng)價(jià)因素權(quán)重

根據(jù)公式（1），（2），可得相應(yīng)一級(jí)因素的權(quán)重，見(jiàn)表5所示：

表5 各一級(jí)因素權(quán)重表

2.5 矩陣的一致性檢驗(yàn)

根據(jù)公式（3），（4），可以得到最大特征值λmax和一致性指標(biāo)CI，即：

λmax=4.2373

CI=0.079

由于n=4，由表2可得，RI=0.9，可求得CR：

CR=0.088<0.1，矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

2.6 模糊關(guān)系矩陣計(jì)算

2.6.1 確定隸屬度矩陣

采用專家評(píng)價(jià)法，對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過(guò)多個(gè)專家（10名）打分，對(duì)人員業(yè)務(wù)水平U進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果如表6所示。

表6 人員工作態(tài)度評(píng)價(jià)表

依次對(duì)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行專家評(píng)分，得到二級(jí)指標(biāo)的評(píng)分結(jié)果，如表7所示。

由表7可得，各二級(jí)指標(biāo)的隸屬度矩陣為：

2.6.2 確定權(quán)重

為了確定各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，首先列出各二級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣：

通過(guò)計(jì)算各判斷矩陣一致性檢驗(yàn)值CR<0.1，即判斷結(jié)果可靠。各二級(jí)指標(biāo)權(quán)重集分別為：

WU1=（0.23，0.67，0.10） WU2=（0.64，0.10，0.26）

WU3=（0.16，0.30，0.54） WU4=（0.2，0.8）

各二級(jí)指標(biāo)的隸屬度分別為：

R1= WU1* RU1=（0.29，0.5，0.187，0.023）

R2= WU2* RU2=（0.4，0.454，0.136，0.01）

R3= WU3* RU3=（0.33，0.454，0.2，0.016）

R4= WU4* RU4=（0.52，0.3，0.1，0.08）

模糊關(guān)系矩陣R為：

R=（R1，R2，R3，R4）T

2.7 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果量化

綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果S可表示為模糊矩陣R與一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重乘積，即：

S=W*R=（0.338，0.472，0.17，0.021）

對(duì)S進(jìn)行歸一化，則S=（0.34，0.47，0.17，0.02）

由公式（5）可得，F(xiàn)=76.2（分）

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的量化，可知人員素質(zhì)U 及設(shè)施設(shè)備U 所占權(quán)重較大，表明這兩個(gè)方面是影響該公路建設(shè)工程安全的主要因素；由評(píng)分可得，公路建設(shè)工程的安全等級(jí)為很安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）本文根據(jù)公路實(shí)際建設(shè)情況，從人力、設(shè)備、管理和環(huán)境方面分析了影響公路建設(shè)的安全因素，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法建立模糊評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行模糊決策，為開(kāi)展相關(guān)工作提供一定的理論依據(jù)。

（2）本方法不僅能計(jì)算出公路建設(shè)工程的安全綜合得分，而且能計(jì)算出公路建設(shè)工程內(nèi)部各安全影響因素的得分，系統(tǒng)地揭示了影響公路建設(shè)安全的薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到了事前評(píng)價(jià)的目的，具有一定的指導(dǎo)作用和實(shí)踐性。

（3）模糊綜合評(píng)價(jià)能夠減少主觀因素確定權(quán)重的弊端，對(duì)公路建設(shè)進(jìn)行客觀的安全評(píng)價(jià)，使得評(píng)價(jià)和決策結(jié)果更科學(xué)更精確。

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作者簡(jiǎn)介：王艷華（1982-），女，吉林長(zhǎng)春人，畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)，碩士，環(huán)境工程專業(yè)，主要從事公路相關(guān)的環(huán)境保護(hù)方面的工作。