村鎮防災避震能力綜合評價方法

田佳奇 初建宇 馬丹祥

（河北聯合大學建筑工程學院，河北 唐山 063009）

村鎮防災避震能力是衡量地震來襲時居民能否安全疏散，避難生活能否得到有效保障的能力[1]。村鎮防災避震能力評價是村鎮抗震防災規劃的前提和依據，對科學規劃防災資源，保護居民生命財產安全具有重要意義。

1 建立評價指標體系

建立村鎮防災避震能力評價指標體系，需要以承擔避難疏散和救災功能的各種資源作為評價指標，以保證這些防災關鍵資源震后發揮救災功能和支撐作用。評價指標體系包括：組織管理能力，避難救助資源和應急保障基礎設施3個一級指標、10個二級指標以及17個三級指標，見表1。

表1 村鎮防災避震能力評價指標體系[2]

2 基于多層次灰色理論的評價方法

運用灰色系統理論[3-4]對村鎮防災避震能力進行評價是非常適宜的。 設U代表一級評價指標ui所組成的集合，記為U=｛u1, u2,…,ul｝，其中l為一級評價指標個數；ui代表二級評價指標uij所組成的集合，記為 ui={ui1,ui2,…,uimi}，其中mi為第i個評價指標含有的下一級評價指標個數；uij代表三級評價指標uijk所組成的集合，記為uij={uij1,uij2,…，uijnij}，其中nij為第ij個評價指標含有的下一級評價指標個數。多層灰色評價的具體步驟如下：

2.1 確定各層指標的權重

采用90/9-98/9指數標度構造判斷矩陣，可通過計算機進行求解和一致性檢驗，有效地控制計算誤差[5]。

2.2 制定第三級指標評分等級標準

評價指標uijk是定性指標，可以通過制定評價指標評分等級標準實現定性指標的定量化。

2.3 評分并確定評價矩陣

設評價者序號為 h（h=1，2，…，p），組織 p個評價者對受評者按評價指標uijk打分，得分為dijkh，求得評價樣本矩陣D。

2.4 確定評價灰類

設評價灰類序號為 e（e=1，2，…，g），即有 g 個評價灰類，可視具體情況選取一定的白化權函數來描述灰類[6]。

2.5 計算灰色評價系數

對評價指標uijk，受評者屬于第e個評價灰類的灰色評價數，記為Xijke,則有:Xijke=（dijkh）；fe為評價灰類e的白化權函數。由此得到對評價指標uijk，受評者屬于各評價灰類的總灰色評價系數Xijk，Xijk=Xijke。

2.6 計算灰色評價權向量及權矩陣

對于評價指標uijk，所有評價者主張受評者屬第e個灰類的灰色評價權記為rijke，則有rijke。由于有g個灰類，因此，受評者評價指標 uijk的灰色評權向價量為 rijk，rijk=（rijk1，rijk2，…，rijkg）。 將受評者的所uij屬指標uijk對于評價灰類的灰色評價權向量綜合后，得到uij所屬指標uijk對于各評價灰類評價權矩Rij：

2.7 多層灰色綜合評價

（1）對uij綜合評價，其綜合評價結果可記為Bij，則有：

Bij=Aij·Rij=（bij1,bij2,…，bijg）

（2）對ui作綜合評價，由uij的綜合評價成果 Bij，得受評者ui所屬指標uij對于各評價灰類的灰色評價權矩陣Ri：

于是，對受評者的ui作綜合評價，其評價結果為Bi，則有：

Bi=Ai·Ri=（bi1，bi2，…，big）

（3）對U作綜合評價，由ui的綜合評價結果Bi，得受評者的U所屬指標ui對于各評價灰類的灰色評價權矩陣R：

對受評者U的作綜合評價，其綜合評價結果記為B，則有：

B=A·R=（b1，b2，…，bg）

2.8 計算綜合評價值

受評者綜合評價結果B是一個向量，表示受評者綜合狀況分類程度的描述，對B應進一步處理使其單值化，即計算出受評者的綜合評價值W。設將各灰類等級按“灰類水平”賦值，即第一類取d1，第二類取d2，…，第g類取dg，可以得到各評價灰類等級值化向量C=（d1,d2,…，dg）。于是，就可求得受評者的綜合評價W：W=B·CT。求出W值后，就可根據其大小判斷防災避難能力的強弱，值越大說明評價越好，防災避難能力越強。

3 應用實例

利用本文建立的評價指標體系與評價方法對某縣城鎮防災避震能力進行評價。原始數據見文獻[7]。

（1）確定各層指標權重。這里只給出一級指標判斷矩陣C如下：

（2）制定如表2所示的第三級評價指標uijk的評分等級標準。

表2 村鎮防災避震能力評價指標評分等級標準

（3）確定評價矩陣。邀請5位專家按評分等級標準進行打分，得到評價樣本矩陣D。

（4）確定評價灰類。 第一灰類“優”，其白化權函數為 f1（x）；第二灰類“良”，其白化權函數為 f2（x）；第三灰類“中”，其白化權函數為 f3（x）；第四灰類“低”，其白化權函數為 f4（x）；第五灰類“差”，其白化權函數為 f5（x）。

（5）計算灰色評價系數。對于評價指標u111，受評者屬于第一灰類的灰色評價系數為：u1111=f1（0）+f1（0）+f1（0）+f1（2）=0/9+0/9+0/9+0/9+2/9=0.2222，其它略。

（6）計算灰色評價權向量及權矩陣。所有評價者就評價指標u111，主張受評者屬各灰類的灰色評價權向量為：r111=（0.0399,0.0513,0.0718,0.1196,0.7175），其它略。

得到u11所屬指標對于各評價灰類的灰色評價權矩陣R11（同理可得到 R12～R34）：

R11=[0.0399,0.0513,0.0718,0.1196,0.7175]

（7）多層灰色綜合評價。對受評者的u11作綜合評價，其評價結果可記為B11：

B11=A11·R11=(0.0399,0.0513,0.0718,0.1199,0.7175)

B1=A1·R1=（0.1158，0.1489，0.2018，0.2420，0.2914）

對U作綜合評價，由ui的綜合評價結果Bi，得受評者的U所屬指標ui對于各評價灰類的灰色評價權矩陣R，U綜合評價結果記為B,則有：

B=A·R=（0.3693,0.3349,0.2014,0.5693,0.0374）

（8）計算綜合評價值。按前述方法，得各種評價灰類等級值化向量C=[10864 2]，于是可以得到該縣城鎮防災避難能力的綜合評價值：

W=B·CT=7.8841

該縣城鎮防災避難能力屬于“良”灰類，對其評價結果專家較贊同。

［1］初建宇,劉嘉娜,王麗蕓,等.圖說村鎮災害與防災避難[M].北京:知識產權出版社,2014.

［2］蘇幼坡,王興國.城鎮防災避難場所規劃設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2012.

［3］劉思峰,楊英杰,吳利豐,等.灰色系統理論及其應用[M].7 版.北京:科學出版社,2014.

［4］胡笙煌.主觀指標評價的多層次灰色評價法[J].系統工程理論與實踐,1996(1):12-20.

［5］駱正清,楊善林.層次分析法中幾種標度的比較[J].系統工程理論與實踐,2004(9):51-60.