航標效能評估方法研究

敖自棟+楊興輝

摘 要：航標效能是指航標達到期望目標和要求的程度。它是航標建設單位投資效果的直接體現，也與航海用戶的使用體驗息息相關。本文根據航標的具體應用特點，采用了層次分析法，在定性和定量的角度對水域航標的效能進行了綜合評估，建立了一套完整的航標效能評估指標體系，設計了一系列評估指標，并給出了具體可行的評估方案，為航標管理相關工作提供了有益的理論和實踐參考。

關鍵詞：航標 效能評估 層次分析法

1.前言

隨著經濟的迅猛發展，海上交通也進入了更加繁忙的時期，水上通航密度不斷增加，航行風險進一步提高，航標的作用更加明顯。為保障船舶航行安全，及時對航標進行管理維護是十分必要的。但如何評價航標是否真正發揮了導航作用，其發揮的作用的程度又如何？這就需要對航標的效能進行評價。但我國目前尚未形成較成熟的航標效能評估體系，仍然停留在簡單的定性評估階段。本文采用層次分析法對航標效能進行定量評估，具有很大的現實意義。

2.評估方案的選擇

2.1常用評估理論

為了科學評估復雜事物的特性，人們在長期的實踐中建立了多種綜合評價理論，其中最常采用的有：層次分析法（AHP）、模糊評價法、人工神經網絡（ANN）法等等。其中，層次分析法是一種綜合運用了定性和定量的評價分析方法，其核心思想是把復雜問題分解成多個獨立因素，再劃分為多個有序的層次，通過相互比較的辦法判斷各因素的重要程度。模糊綜合評價則是在模糊數學的基礎上對模糊問題進行評估，使那些邊界不清楚的因素得到定量描述的方法。層次分析法和模糊評價法具有系統性、實用性和簡潔性等特點，對于多指標評價的復雜問題尤為適用。

2.2評價方案的確定

各種綜合評價方法在航標效能評估上均有一定的效果，但適用性各不相同。我國相關規定建議采用模糊綜合評價方法來對航標效能進行評價，并明確了一個遞階式三層指標體系。該體系中各指標所在的層次十分鮮明，內部關系比較清晰，非常適合采用層次分析法。因此，本文綜合應用了層次分析法和模糊綜合評價法對航標效能進行評估。具體思路是：先根據航標效能評價的實際需要建立一個合理全面的評估指標體系，然后為各個指標給定一個權重并確定其隸屬度，最后構建起航標效能綜合評估模型，并通過模型得出評估結論。

3.航標效能評估方法研究

3.1評估指標體系的確定

評估指標評價模型的重要組成部分，評估指標應由影響航標效能的各主要因素構成。本文根據《沿海航標效能定期評估管理辦法（試行）》的規定，將航標效能指標劃分服務水平、技術水平、管理和維護水平三個主要指標。為了增加指標的具體性和可評價性，本文將這3個指標進一步劃分為11個子指標。其中，航標服務水平進一步劃分為準確性、完善性、可靠性和適應性4個子指標；航標技術水平進一步劃分為先進性、環保性、標準化和成熟度4個子指標；航標管理水平和維護水平進一步劃分為維護水平、管理水平和人員素質3個子指標。具體如表1所示。

3.2評估指標權重的計算

考慮到子指標對主指標的影響程度有大有小，如果一視同仁就必然會給評估帶來誤差。為了減少不必要的誤差出現，本模塊中對各子指標都確定了一個權重因子。從數學的層面上看，權重因子是由各指標兩兩進行矩陣運算而得到的。本文采用專家打分的形式來收集各指標權重計算的基礎數據，然后通過矩陣計算得到各指標的權重。

本文首先根據專家判斷確定判斷矩陣表，下面以管理和維護水平判斷矩陣為例進行說明，將管理和維護水平的子指標按行相乘再開n（n為子指標總個數）次方有：

可得航標效能管理和維護水平的子指標權重集為：

w = {0.289/0.331/0.379}

按同樣的方法可以計算出服務水平和技術水平的權重集，于是整個評估指標體系就完全建立起來了，如表2所示。

3.3綜合評估模型的建立

整個評估體系的目標層為航標效能綜合評估。主準則層有服務水平、技術水平、管理和維護水平3個主指標。在準則層中則進一步細分成11個子指標。對于航標來說，這些指標之間都存在著一定的模糊性，相互之間有著某種程度上的重疊。因此，該體系的次準則層可作為二級評判，目標層則作為一級評判，共同建立起一個兩級三層的層次分析評估模型。

專家在整個航標效能評估模型的建立中起到了最關鍵的作用，專家的理論水平和實踐經驗直接決定了模型的合理性和可靠性。因此，在選取專家時，應該特別關注那些在航運一線中有過長期實踐的高級船員，或者那些長期在航海航運領域進行教學或科研的高級工程師或教授專家。基于他們對航標及其周圍環境的深刻認識，才能建立起一個合理而可靠的航標效能評估體系。

3.4航標效能評估的實施

模型建立完成后，各指標的權重作為評估模型的輸入，即可運用評估模型得到各航標的效能估計值。首先可邀請若干專家對模型中的各子指標進行打分評級，級別規定共有5級，其中1級為最高級，5級為最低級。1級為滿分100分，以下各級按20分依次遞減。根據打分結果可以計算出評價矩陣Ri，進而得到各項指標的評價向量：

最后可以根據公式計算出各個子指標的最終評價得分：

其中，s為評價集對應的分數向量。由本文設定的打分級別可知：

S = （100/80/60/40/20）

在綜合評估過程中，由于基礎數據來源差異很大，可以采用專家經驗來進行主觀賦權，也可以根據實際數據來進行客觀賦權。各數據的量綱差異可以通過無量綱處理來解決。考慮到數據量較多，而且矩陣計算比較復雜，本文使用了MATLAB軟件編程實現了效能評估的具體計算過程。

4.總結與展望

本文的航標效能評估模型基本能滿足內河航標和沿海航標的效能評價，是對傳統的簡單定性評價的一次改進，使航標效能評估方法更加科學合理，同時也為航標效能評估提供了新的思路和方法。隨著航運業務的發展，國家對航標效能評估工作將更加重視。從管理的層面上看，未來的航標效能評估將朝著定期化、長效化和規范化的方向發展。從技術層面上看，新的評估理論將會引進到航標效能評估工作中，使評估工作更靈活，更準確。另外，進一步提高評估過程信息化也是一個重要發展趨勢。

參考文獻：

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[2]董輝.天津航標處轄區三大港口航標效能評估研究[D].大連海事大學，2015.endprint