基于AHP-Entropy綜合權重法的航空四站裝備保障安全評價

胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務學院航空四站系，江蘇徐州221000）

基于AHP-Entropy綜合權重法的航空四站裝備保障安全評價

胡宗順，黃之杰，朱 倩，吳瀟潔，劉慎洋

（空軍勤務學院航空四站系，江蘇徐州221000）

針對航空四站裝備保障安全評價問題，提出了基于層次分析法和熵權法的綜合權重模糊評價模型。在構建航空四站裝備保障安全評價指標體系的基礎上，綜合利用層次分析法、熵權法的優點，改進了權重確立方法。該方法將影響因素的主觀性與客觀性相結合，得出各指標綜合權重。通過模糊綜合評價法對某航空四站裝備保障實例分析，結果表明該權重確立法客觀合理，可為航空四站裝備保障風險控制提供判斷依據。

航空四站裝備保障；安全評價；綜合權重；熵權法；層次分析法；模糊

航空四站裝備保障安全是航空四站保障安全中的重要組成部分，評價指標的選取及權重的確定是保證評價結果客觀準確的關鍵環節。文獻[1]運用專家調查法確定各指標權重，簡單明了，但有較強的主觀局限性。文獻[2]在分析影響航空四站裝備保障能力的基礎上，利用層次分析法對各評價指標權重賦值，系統性強、適用面廣，但存在評價過程中的隨機性和評價專家主觀上的不確定性。文獻[3]采用熵權法確定航空裝備維修安全評價指標權重，熵權法是一種根據評價指標所提供信息量大小來確定權重的客觀賦權法，可以對賦權的主觀性進行部分修正，但權值受極差影響，會出現不重要的指標，因為客觀數據浮動大而得到較小的權重。

針對以上問題，本文引入AHP-Entropy綜合權重法。對熵權法求得的客觀權重與AHP求得的主觀權重進行組合賦權，既體現了專家對不同指標的經驗，同時也客觀反映了各指標數據的全部信息[4]。在構建航空四站裝備保障安全評價指標體系的基礎上，充分考慮各風險因素的權重分配，得出綜合權重，并運用模糊綜合評價法進行實例驗證，為航空四站裝備保障安全決策與控制措施提供理論依據。

1 航空四站裝備保障安全評價指標體系

航空四站保障是圍繞飛行保障需求，依托各種專業保障裝備進行的[5]。航空四站裝備保障主要分為相關器材部件和保障車輛2個部分。一方面，航空四站保障裝備都有專門的技術性能要求，儀表指示故障、管路連接不牢固等都會給四站裝備保障安全帶來嚴重影響。另一方面，航空四站保障任務繁重、工作量比較大，裝備超負荷運行的現象層出不窮，因裝備短缺而私自改變裝備用途，進而導致嚴重的安全事故，這種現象也時有出現，加上保障時車輛來往、行駛頻繁，所以超負荷保障、行車不規范、車輛維修不到位也是影響航空四站裝備保障安全的重要因素。

通過對相關資料的匯總分析和進行專家咨詢，合并同類指標、排除次要指標，初步構建了航空四站裝備保障安全評價指標體系。將該指標體系交由航空四站裝備保障人員，使其在四站裝備保障實際中進行對照判斷，檢查是否存在不符合實際或者不合理的地方，將結果及時匯總并反饋給專家，經過進一步修改完善后，最終確定了航空四站裝備保障安全評價指標體系[6]，如表1所示。

表1 航空四站裝備保障安全評價指標Tab.1 Safety assessment index of aerospace ground equipment support

2 綜合權重確定的原理與步驟

2.1 AHP法確定權重的步驟

1）建立系統的遞階層次結構。建立航空四站裝備保障指標體系的層次結構是運用層次分析法確定權重中最重要的一步。在咨詢專家的基礎上，分析場站各因素之間的聯系和相互影響，并將它們劃分層次。一般建立指標層X、準則層V、目標層U三級遞階層次結構模型。

2）構造判斷矩陣。通過專家評估或歷史數據，對同一層次的各元素關于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，根據1～9位標度法對不同情況的評比給出數量標度，構成判斷矩陣。

3）層次單排序及一致性檢驗。所謂層次單排序是指根據判斷矩陣計算，對于上一層某因素而言，本層次與之有聯系的因素的重要性次序的權值。對判斷矩陣A，計算滿足AW=λmaxW的特征根與特征向量。λmax為A的最大特征根，W為對應于λmax的正規化特征向量，W的分量Wi即是相應因素單排序的權值。為避免出現前后判斷不一致的情況，需進行一致性檢驗。

當CR＜0.10時，便認為判斷矩陣具有滿意的一致性。否則，就需要調整判斷矩陣，使之滿足式（1），從而達到滿意的一致性[7]。

2.2 熵權法確定權重的步驟

熵權法是通過信息熵原理求權重，其步驟為[8]：

1）假設專家Nj對評價指標Vijk的打分結果為uji，則指標的信息熵為：

2）定義第i個指標的μA(uji) 差異因素gi=1-ei。

4）得指標體系的權重向量W=(w1,w2,…,wn)。

2.3 綜合權重的確定

層次分析法能進行數量化、層次化分析，但很難排除個人因素對指標權重的影響；運用熵權法求得的權值大小取決于各指標客觀信息差異的大小。將2種方法結合，經過運算規整，使得到的數據更能反映實際情況。綜合權重確立的方法步驟如下[9-12]。

1）設指標體系共有n個準則層，m個指標層，準則層對應指標個數分別為m1,m2,…,mn，且m1+m2+…+mn=m。用AHP法確定的準則層的權重為，指標層確定的權重為。

3）將同準則層內的指標進行歸一化處理得

4）將歸一化所得權重A′與對應準則層權重Φ相乘得到權重

A″=(ω′11,ω′12,…,ω′1m1,ω′21,ω′22,…,ω′2m2,…,ω′nmn)，其中，ω′ij=φiωij，i=1,2,…,n；j=1,2,…,l，l∈(m1,m2,…,mn)。

3 模糊綜合評價

模糊綜合評價的一般步驟為[13-15]：

1）建立綜合評價集。共設為5個等級，每一個等級的成績區間為：優秀（90分以上）、良好（80～90分）、一般（60～80分）、較差（30～60分）、很差（30分以下），相應的B=(β1,β2,β3,β4,β5)，其中，β1至β5對應分值分別為：90、70、50、30、10。

2）采用專家評分法對n項指標進行評價，得到隸屬度向量Ri和隸屬度矩陣

其中，rij（i=1,2,…,n，j=1,2,…,5）指多個評價主體對某個評價對象在αi方面做出βj評定的可能性程度，即第i項因素對應第j個等級的隸屬關系。

3）計算綜合隸屬度向量。

根據模糊綜合評價原理，最大分量bi所對應的評價等級βj即為綜合評價的最終結果。

4）量化分析評價結果G=S·BT。

4 實例分析

4.1 AHP權重計算

根據2.1節中的AHP法計算步驟，以器材部件因素準則層為例，專家的評判數據見表2～4，調用Matlab函數矩陣計算權重值。

計算得準則層權重：

器材部件因素權重：

四站車輛因素權重：

表2 器材部件因素AHP分析Tab.2 AHP analysis of equipment component factor

表3 四站車輛因素AHP分析Tab.3 AHP analysis of aerospace ground vehicle factor

表4 準則層AHP分析Tab.4 AHP analysis of standard level

4.2 熵權計算

綜合考慮各方面情況，邀請10位空軍裝備部的專家、航空四站裝備修理廠成員組成評價小組，對航空四站裝備保障安全評價指標賦予分值。小組成員既熟悉四站保障業務，又具備豐富的四站實踐經驗，確保了咨詢結果的可靠性。評價以問卷形式開展，按照百分制進行，分值越高說明該指標在保障中存在的風險因素越大。專家評分結果見表5。

由2.2節中熵權法的計算步驟，利用Excel工具，計算出各指標的數據權重如表6所示。

4.3 綜合權重計算

將層分析法計算得到的指標權重進行歸一化處理，即：

并照綜合權重運算步驟計算綜合權重的權值，結果如表6所示。

4.4 模糊綜合評價

2016年1月某機場四站裝備保障安全評價各指標對評語等級的隸屬度如表7所示。

表5 專家評分Tab.5 Expert rating

表6 綜合權重Tab.6 Comprehensive weight

表7 安全評價指標隸屬度Tab.7 Degree of index of safety assessment

航空四站裝備保障隸屬度評價：

等級計算如下：

由得分可知，2016年1月，某機場四站裝備保障安全評價等級為一般。參考規范化材料匯總，該單位2015年記錄的36個安全事故中因航空四站裝備保障導致的安全事故有4個，需要在原有基礎上進行整改，如規范健全規章制度，加強管理等。由此可見，評價結果與實際調查相吻合，說明本文提出的評價模型具有一定的可行性。

5 結束語

隨著新型四站裝備不斷裝配部隊，如何科學、準確得對航空四站裝備保障安全進行評估是提高戰斗力、控制保障風險要解決的一個重大理論和現實問題。本文在對現行航空四站裝備保障充分考察的基礎上，建立了航空四站裝備保障安全評價指標體系，結合層次分析法和熵權法的優勢，將影響因素的主觀性與客觀性相結合，確立了各指標的綜合權重。并用模糊綜合評價法對安全等級進行分類。實例驗證表明，此方法能優化指標屬性，結果符合客觀實際，具有很強的科學性和合理性，具有一定的推廣使用價值。

[1]楊宇，龐景東，崔崇立.基于模糊集理論的航空四站裝備綜合性能評價研究[J].長沙航空職業技術學院學報，2005，5（4）：31-33. YANG YV，PANG JINGDONG，CUI CHONGLI.Comprehensive performance evaluation research of the aerospace ground equipment based on fuzzy set theory[J]. Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，2005，5（4）：31-33.（in Chinese）

[2]王琳，盧峰，崔高侖.基于模糊綜合評估法的航空四站裝備保障能力評估研究[J].海軍航空工程學院青島分院學報，2011（3）：62-65. WANG LIN，LU FENG，CUI GAOLUN.Support ability evaluation of aeronautical ground equipments based on fuzzy comprehensive evaluation[J].Journal of Naval Aeronauticaland Astronautical University：Qingdao Branch，2011（3）：62-65.（in Chinese）

[3]薛明浩，端木京順，高建國，等.基于綜合指數模型的航空裝備安全評價[J].工業安全與環保，2015，41（7）：71-74. XUE MINGHA，DUANMU JINGSHUN，GAO JIANGUO，et al.Aviation equipment safety assessment based on comprehensive index model[J].Industrial Safety and Environmental Protection，2015，41（7）：71-74.（in Chinese）

[4]陳婷婷，宋永發.基于AHP-TOPSIS的地鐵車站施工方案比選[J].工程管理學報，2012，26（2）：33-36. CHEN TINGTING，SONG YONGFA.Construction planning decision of subway stations based on AHP-TOPSIS method[J].Journal of Engineering Management，2012，26（2）：33-36.（in Chinese）

[5]胡連桃，馮仁斌.航空四站保障學[M].徐州：空軍勤務學院，2011：43-47. HU LIANTAO，FENG RENBIN.Aerospace ground support[M].Xuzhou：Air Force Logistics College，2011：43-47.（in Chinese）

[6]陳洪，趙建忠，劉勇，等.基于集對論和主客觀綜合賦權法的裝備保障能力評估研究[J].裝備環境工程，2016，13（1）：151-155. CHEN HONG，ZHAO JIANZHONG，LIU YONG，et al. Equipment support ability evaluation based on set pair theory and subjective-objective combined weighting method[J].Equipment Environmental Engineering，2016，13（1）：151-155.（in Chinese）

[7]張麗，柏萍，汪忠雨，等.基于層次分析與模糊綜合評價的事故應急預案評估[J].中國安全生產科學技術，2015，11（9）：126-131. ZHANG LI，BAI PING，WANG ZHONGYU，et al.Assessment of accident emergency plan based on analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation[J]. Journal of Safety Science and Technology，2015，11（9）：126-131.（in Chinese）

[8]榮聯偉，師學義.基于AHP和熵權法的縣域耕地整理潛力評價[J].江西農業大學學報，2014，36（2）：454-462. RONG LIANWEI，SHI XUEYI.Potential evaluation of cultivated land consolidation in county based on the weighted AHP and entropy method[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis，2014，36（2）：454-462.（in Chinese）

[9]胡振山，徐紅領，于泉，等.基于層次分析法與熵權法的定額幅度差[J].北京工業大學學報，2014，40（9）：1371-1378. HU ZHENSHAN，XU HONGLING，YU QUAN，et al. The fixed amplitude difference based on ahp and entropy method[J].Journal of Beijing University of Technology，2014，40（9）：1371-1378.（in Chinese）

[10]彭顯剛，林利祥，翁奕珊，等.基于模糊綜合評判和綜合賦值的抗災型配電網骨干網架規劃[J].電力系統自動化，2015，39（12）：172-178. PENG XIANGANG，LIN LIXIANG，WENG YISHAN，et al.Decision-making method for anti-disaster distribution network backbone upgrade based on fuzzy comprehensive evaluation and comprehensive weights[J].Automation of Electric Power Systems，2015，39（12）：172-178.（in Chinese）

[11]趙新好，姚安林，郭磊，等.基于AHP—熵權法的輸氣站場區塊風險因素權重確定方法研究[J].中國安全生產科學技術，2012，8（10）：91-96. ZHAO XINHAO，YAO ANLIN，GUO LEI，et al.Study on determination of risk factors weight at process units in gas transmission station based on AHP-entropy method [J].Journal of Safety Science and Technology，2012，8（10）：91-96.（in Chinese）

[12]郭金維，蒲緒強，高祥，等.一種改進的多目標決策指標權重計算方法[J].西安電子科技大學學報，2014，41（6）：118-125. GUO JINWEI，PU XUQIANG，GAO XIANG，et al.Improved method on weights determination of indexes in multi-objective decision[J].Journal of Xidian University，2014，41（6）：118-125.（in Chinese）

[13]魏德才，張諍敏，李闖，等.基于模糊貼近度和熵權的航空裝備維修安全綜合評價[J].中國安全科學學報，2012，22（2）：107-111. WEI DECAI，ZHANG ZHENGMIN，LI CHUANG，et al. Airline equipment maintenance safety comprehensive evaluation based on fuzzy asymmetric proximity and entropy[J].China Safety Science Journal，2012，22（2）：107-111.（in Chinese）

[14]趙建忠，張磊，李保剛.武器裝備維修器材供應效果的模糊綜合評估方法研究[J].裝備環境工程，2015，12（1）：45-50. ZHAO JIANZHONG，ZHANG LEI，LI BAOGANG.Research on fuzzy comprehensive evaluation method of ordnance maintenance materialsupply effectiveness[J]. Equipment Environmental Engineering，2015，12（1）：45-50.（in Chinese）

[15]徐海峰，李相民，王磊.基于AHP與熵權的艦艇編隊信息作戰能力模糊綜合評估[J].火力與指揮控制，2013，38（6）：93-96. XU HAIFENG，LI XIANGMIN，WANG LEI.Fuzzy comprehensive information warfare ability evaluation of ship formation based on AHP and entropy-weighted method evaluation[J].Fire Control&Command，2013，38（6）：93-96.（in Chinese）

Aerospace Ground Equipment Support Safety Assessment Based on AHP-Entropy Comprehensive Weight Method

HU Zongshun,HUANG Zhijie,ZHU Qian,WU Xiaojie,LIU Shenyang
（Department of Aviation Four Stations,Air Force Logistics College,Xuzhou Jiangsu 221000,China）

Aiming at the problem of aerospace ground equipment support safety assessment,a fuzzy assessment model based on comprehensive weight of AHP and entropy method was proposed.On the basis of constructing the safety assess?ment index system of aerospace ground equipment support,comprehensively using the advantage of determining weights in the theory of AHP and entropy method,an improved weights determination method was proposed.This method combined the subjective and objective of the influencing factors,then comprehensive weights were obtained.Through an example analysis of one aerospace ground equipment support,this method was reasonable and objective,it could be used as the judgment basis for risk control of aerospace ground equipment support.

aerospace ground equipment support;safety assessment;comprehensive weight;entropy method;AHP;fuzzy

E920

A

1673-1522（2016）06-0660-06

10.7682/j.issn.1673-1522.2016.06.011

2016-09-30；

2016-10-25

胡宗順（1992-），男，碩士生。