基于模糊綜合評價(jià)的客船應(yīng)急疏散模型研究

張新放，關(guān)克平

(上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306)

維修理論

基于模糊綜合評價(jià)的客船應(yīng)急疏散模型研究

張新放，關(guān)克平

(上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306)

為了評價(jià)緊急情況下客船應(yīng)急疏散的能力，從船舶內(nèi)部和外部的影響因素入手，分析客船應(yīng)急疏散的評價(jià)指標(biāo)。通過分析客船人員疏散的特點(diǎn)，確定客船應(yīng)急疏散評價(jià)的指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用專家估測法與模糊決策理論，建立客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評價(jià)模型，運(yùn)用該模型對“石咀客渡035”客船的應(yīng)急疏散能力進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明該評價(jià)體系是可行的，對客船人員應(yīng)急疏散有一定的參考意義。

客船應(yīng)急疏散；評價(jià)指標(biāo)；模糊綜合評價(jià)模型

自航運(yùn)出現(xiàn)以來，客輪的重大事故屢見不鮮，造成了慘重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如，2014年4月16日，韓國一艘載有470多人的“歲月(SEWOL)”客輪在韓國全羅南道水域發(fā)生浸水事故，造成304人遇難。經(jīng)事故調(diào)查，除了乘客超員、救生器材不足或故障等因素外，人群疏散混亂也是導(dǎo)致海難事故高傷亡率的主要原因[1]。

1 模糊綜合評價(jià)的原理

模糊綜合評價(jià)的數(shù)學(xué)模型是建立在模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的一種定量評價(jià)模式，它是應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評價(jià)[2]，主要步驟如下。

1)確定評價(jià)對象的因素集U。設(shè)U={u1,u2,…，um}為被評價(jià)對象的m種評價(jià)因素，ui代表影響因素，m為評價(jià)因素的個(gè)數(shù)。

2)確定評價(jià)對象的評語集V。設(shè)V={v1，v2，…，vn}是評價(jià)者對被評價(jià)對象可能做出的各種評價(jià)結(jié)果組成的評語等級集合。vj代表第j個(gè)評價(jià)結(jié)果，n為評價(jià)結(jié)果數(shù)量。

3)確定評價(jià)因素的權(quán)重向量A。設(shè)A=(a1，a2，…，an)為權(quán)重分配模糊矢量，其中ai表示第i個(gè)因素的權(quán)重。

4)確定模糊關(guān)系矩陣R。對評價(jià)對象分別按每個(gè)評價(jià)指標(biāo)ui計(jì)算出其相對于每個(gè)評語等級的隸屬度，構(gòu)成模糊關(guān)系矩陣R：

5)多指標(biāo)綜合評價(jià)。確定每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重以及單因子評價(jià)矩陣之后，權(quán)重系數(shù)A與隸屬矩陣R做合成運(yùn)算。合成矩陣B：

其中bj是對各種評價(jià)結(jié)果的隸屬度。

6)對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析。當(dāng)確定綜合評價(jià)的結(jié)果屬于哪個(gè)評語時(shí)，采取最大隸屬度原則bj0=bj max(1≤j≤n)時(shí)，則斷定評價(jià)結(jié)果為第j個(gè)評語，綜合評價(jià)值最大者即為最佳方案[3]。

2 建立客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評價(jià)模型

2.1 應(yīng)急疏散評價(jià)指標(biāo)的選取

客船應(yīng)急疏散能力的模型，其優(yōu)劣性在很大程度上取決于所選評價(jià)指標(biāo)的好壞，評價(jià)指標(biāo)的選取應(yīng)全面且有概括性，各指標(biāo)之間應(yīng)具有可比性，各對象的數(shù)據(jù)應(yīng)易于獲取[4-5]。

影響客船應(yīng)急疏散的因素歸結(jié)為：乘客因素、疏散指示系統(tǒng)、環(huán)境因素、管理因素。乘客因素主要指船員和旅客的生理因素和心理因素等。疏散指示系統(tǒng)主要包括燈光指示系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、聽覺指示系統(tǒng)等。環(huán)境因素是指客船結(jié)構(gòu)、對客船的熟悉程度、海況條件等。管理因素是指客船發(fā)生事故時(shí)的管理水平和技術(shù)水平等[6]。

2.2 模糊綜合評價(jià)模型的建立

將評價(jià)指標(biāo)分為2級，先對第一級評價(jià)指標(biāo)評價(jià)，將評價(jià)結(jié)果作為第二級評價(jià)的各評價(jià)對象的隸屬度，進(jìn)行第二級評價(jià)[7]。

1)因素集和評語集的確定。在客船應(yīng)急疏散能力評價(jià)系統(tǒng)中，U即為客船應(yīng)急疏散能力等級，m=4，即：U={u1,u2,u3,u4}。u1為乘客因素，u2為疏散指示系統(tǒng)，u3為環(huán)境因素，u4為管理因素。u1={u11,u12},u2={u21,u22,u23},u3={u31,u32,u33},u4={u41,u42}。u11為生理因素，u12為心理因素；u21為燈光指示系統(tǒng)，u22為應(yīng)急照明系統(tǒng)，u23為聽覺指示系統(tǒng)；u31為客船結(jié)構(gòu)，u32為熟悉程度，u33為海況條件；u41為技術(shù)水平，u42為管理水平。

在客船應(yīng)急疏散綜合評價(jià)中，將評語集取為V= {優(yōu)，良，中，差}，分4個(gè)等級。“優(yōu)”指完全能滿足應(yīng)急疏散的要求，評分區(qū)間為(75,100]；“良”指能滿足應(yīng)急疏散的要求，評分區(qū)間為(50,75]；“中”指不能完全滿足應(yīng)急疏散的要求，評分區(qū)間為(25,50]；“差”指客船存在嚴(yán)重的缺陷，評分區(qū)間為(0,25]。

2)評價(jià)因素權(quán)重的確定。模糊綜合評價(jià)法權(quán)重的確定對評估的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用，直接影響綜合決策的結(jié)果。方法主要有Delphi法、層次分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法和專家估測法等。文章在對船舶應(yīng)急疏散了解的基礎(chǔ)上采用專家估測法確定權(quán)重，起到了較好的效果[8]。

設(shè)因素集U={u1,u2,…，um}，現(xiàn)有k個(gè)專家各自獨(dú)立地給出各因素ui(i=1,2,…,m)的權(quán)重，如表1所示，可取各因素權(quán)重的平均值作為其權(quán)重。

表1 專家估測法確定權(quán)重

(注：j=1,2,……，m)

3 客船人員應(yīng)急疏散案例分析

3.1 “石咀客渡035”客船數(shù)據(jù)及權(quán)重的確定

2012年3月11日，“石咀客渡035”客船航速約13km/h，載客共50人，與“銳豐329”客船在潯江桂平段水域發(fā)生碰撞，20人死亡。結(jié)合該船實(shí)際情況，經(jīng)有關(guān)調(diào)查分析，得出各因素的權(quán)重值，并取平均值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 “石咀客渡035”客船應(yīng)急疏散評估表

3.2 “石咀客渡035”客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評價(jià)

對第一級因素進(jìn)行評價(jià)，計(jì)算出每個(gè)評語等級的隸屬度，得矩陣RA：

RA=(0.4 0.25 0.2 0.15)×

取評價(jià)矩陣P：[88 63 38 13]，則綜合評價(jià)值T=RA×PT。

從評價(jià)結(jié)果可以看出該客船應(yīng)急疏散能力處于“良”的水平。經(jīng)驗(yàn)證該模型對客船人員應(yīng)急疏散評價(jià)具有實(shí)際意義，符合程度較高[9]。

4 結(jié)束語

本文運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法，對客船人員應(yīng)急疏散行為決策進(jìn)行了研究。全面分析了影響客船應(yīng)急疏散的因素，建立了疏散評價(jià)指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用專家估測法和模糊決策等方法，建立評價(jià)客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評價(jià)模型，并通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，獲得了較好的結(jié)果，為今后客船因碰撞、擱淺、火災(zāi)等導(dǎo)致翻沉的事故提供參考。

[1] 徐德江.緊急情況下客船人員撤離運(yùn)動(dòng)模型的研究[D]. 大連：大連海事大學(xué)，2008.

[2] 戴樹龍.寧波試航水域規(guī)劃與模糊綜合評價(jià)研究[D]. 大連：大連海事大學(xué)，2011.

[3] 王巨川,章前,王剛.多指標(biāo)模糊綜合評價(jià)[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào),1998,23(4):69-71.

[4] 張軍.船舶應(yīng)急疏散順序灰色聚類決策模型研究[D]. 大連：大連海事大學(xué)，2010.

[5] Hsin-Pin Fu, Kuo-Kuang Chu, Sheng-Wei Lin，et al. A STUDY ON FACTORS FOR RETAILERS IMPLEMENTING CPFR - A FUZZY AHP ANALYSIS[J]. Journal of Systems Science and Systems Engineering,2012,19(2):192-209.

[6] 章澤虎. 基于模糊綜合評價(jià)的船舶碰撞危險(xiǎn)度模型研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2012.

[7] 郭靖. 客運(yùn)船舶海事安全評估與監(jiān)管研究[D]. 大連：大連海事大學(xué)，2014.

[8] 劉紅, 夏東進(jìn). 基于模糊綜合評價(jià)的客船火災(zāi)人員應(yīng)急疏散評價(jià)體系研究[J]. 中國水運(yùn),2013,13(12):112-115.

[9] 趙晨. 桂平“311”銳豐“329”輪與“石咀客渡035”船碰撞事故調(diào)查報(bào)告[J]. 中國海事，2014(7):38-39.

In order to evaluate the ability of passenger ship emergency evacuation in an emergency,the evaluation index is analyzed by considering the factors from the ship's internality and externality.Through analyzing the characteristic of evacuation,the index system can be confirmed,by using expert forecast method and fuzzy decision,the fuzzy comprehensisve evaluation model of passenger ship emergency evacuation can be built up.This model is verified to be feasible according to the ship SHIJUKEDU 035,which can be some certain reference for the passenger ship emergency evacuation.

passenger ship emergency evacuation;evaluation index;fuzzy comprehensive evaluation model

張新放(1991-)，男，河南商丘人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榇昂叫信c航海環(huán)境。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.014

2015-12-23