基于區間直覺模糊和DEMATEL 的應急管理中關鍵因素選取方法

劉同超

（許昌學院 商學院，河南 許昌 461000）

1 引言

近年來，全球范圍內的突發事件頻發并具有較高的復雜度，存在著預測困難、應急管理經驗不足等問題[1]，應急管理已成為目前國內外研究的熱點問題。由于突發事件應急管理涉及到的因素眾多，因此在眾多因素中識別出關鍵因素和重要因素對于突發事件應急管理具有十分重要的意義。

決策實驗室分析法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL）能夠分析出系統內部眾多要素的相互關系，并將眾因素形成因果結構圖，對于識別系統中關鍵因素和重要因素十分有效[2]。DEMATEL目前應用領域十分廣泛，岳文玉[3]運用DEMATEL方法對學術信息資源云存儲安全影響因素進行分析，得出主要影響因素，有利于解決學術信息資源云存儲安全中的主要困難，對于信息存儲安全發展有著重要意義。Zhang等[4]運用DEMATEL方法解決證據推理過程中的沖突問題，對于各個證據進行加權處理，有效解決了證據推理中的沖突問題并提高了計算效率。

但是，由于DEMATEL方法具有很強的擴展性，所以DEMATEL經常與各種方法結合使用。張涑賢[5]將DEMATEL與ISM兩種方法進行集成，對建筑供應鏈低碳化的影響因素進行分析，得出建筑供應鏈低碳化的主要阻礙因素，從而為加快建筑供應鏈低碳化進程提供管理對策。Lin等[6]將模糊理論與DEMATEL方法相結合，對供應鏈可持續發展中存在的復雜因素關系進行分析，提取關鍵影響因素，提高了供應鏈的可持續發展質量。丁瑩瑩等[7]運用Grey-DEMATEL對產業升級過程中所存在的問題進行分析，提取關鍵影響因素，分析了產業升級發展中的制約因素，為產業升級發展提供了管理對策。

由于DEMATEL方法的數據來源主要是專家經驗，最初要求專家給出的數據都是一個精確數，并沒有充分考慮到專家給出精確數據的困難度，而且精確數并不能充分體現出專家的經驗。雖然DEMATEL方法和其他方法的結合能夠在一定程度上彌補DEMATEL方法數據來源的缺陷，但并未考慮專家決策過程中的模糊和不確定心理。隨著決策方法的發展進步，區間直覺模糊理論能夠有效地體現出專家決策時的模糊性和不確定性。區間直覺模糊集的概念是由Atanassov等[8]提出來的。Atanassov[9]對區間直覺模糊集的基本運算法則進行了定義。XU等[10-13]引入了各種集成算子對區間直覺模糊數進行討論。徐澤水[14]則指出區間直覺模糊理論可以在管理決策中進行運用，并通過算例證明了該方法的有效性。

基于上述分析，本文為解決應急管理中關鍵節點識別問題，提出將區間直覺模糊理論引入到DEMATEL方法中，有效彌補現存方法的不足，給出詳細計算步驟，最后通過實例驗證了所提方法的有效性和實用性。

2 預備知識

2.1 區間直覺模糊理論

定義1[8]假設X是非空集合，區間[0,1]上所有的閉子集的集合用來表示。集合X上所有的區間直覺模糊集用A表示。

2.2 DEMATEL方法

DEMATEL方法是在1972年由美國專家提出的用來解決復雜問題的一種方法，運用圖論和矩陣論兩種理論分析系統內部各影響因素的相互關系。首先將系統內的各種影響因素通過結構圖來表示，其次將結構圖轉化為直接影響矩陣，最后對直接影響矩陣進行計算得出各因素間的影響度和被影響度，從而得出各個影響因素的原因度和中心度[15]。依據各個影響因素的原因度和中心度，能夠選出系統中的關鍵因素，進而可以對系統進行有效地調整和維護。DEMATEL方法的具體計算步驟如下：

步驟1 確定研究系統的所有影響因素，假設為f1,f2, ,fn;

步驟2 通過專家打分的方法對各個不同影響因素間的相互關系設定對應的數值。相應的直接影響矩陣可以表示為

當 i=j，時dij=0。

步驟3 對直接影響矩陣D進行規范化，進而得出規范化后的矩陣

其中矩陣I為單位矩陣。

步驟5 計算系統內各個影響因素的影響程度和被影響程度。

對矩陣T的某一行相加是該行對應影響因素的影響程度，對矩陣T的某一列相加是該列對應影響因素的被影響程度。影響程度ki和被影響程度li的計算公式分別如下：

步驟6 計算系統內各個影響因素的中心度和原因度。

系統內各個因素的中心度是由其影響程度加上其被影響程度所得，系統內各個因素的原因度是由其影響程度減去其被影響程度所得。中心度mi和原因度ni的計算公式分別如下：

步驟7 對系統內影響因素的中心度和原因度進行分析，選擇出關鍵影響因素，進而對系統進行管理和維護。

3 基于區間直覺模糊集和DEMATEL的關鍵因素選擇方法

3.1 方法思路

針對應急管理中關鍵因素選擇問題，利用區間直覺模糊集和DEMATEL提出一種新的方法，主要思路如下：

首先，運用DEMATEL方法確定系統內的各種影響因素 f1,f2,...,fn，然后運用區間直覺模糊理論的知識對系統內的各種影響因素之間的關系進行賦值，構建區間直覺模糊矩陣

其中：

再次，對矩陣P進行規范化，規范化的矩陣為

其中：

然后，將直接矩陣P轉化為綜合矩陣計算方法如下：

其中矩陣I為單位矩陣。

然后，計算系統內各個影響因素的中心度mi和原因度ni。計算公式分別如下：

其中：

最后，根據中心度mi和原因度ni的大小，繪制DEMATEL坐標圖，根據實際情況選擇系統關鍵因素。

3.2 方法步驟

綜上，針對應急管理中關鍵因素選擇問題，基于區間直覺模糊理論和DEMATEL分析方法的計算步驟如下：

步驟5 依據式（19）、（20）計算中心度mi和原因度ni；

步驟6 依據DEMATEL坐標圖，根據實際情況選擇系統關鍵因素。

4 算例計算與分析

根據現有文獻綜述[16-19]，本文選取應急管理中的10個影響因素，具體見表1。依據基于區間直覺模糊理論和DEMATEL的關鍵因素選擇方法，考慮專家意見構建初始區間直覺模糊矩陣具體見表2；依據式（16）構建初始標準矩陣，具體見表3；依據式（17）構建規范化的矩陣，具體見表4；依據式（18）構建綜合矩陣，具體見表5；依據式（19）、（20）計算中心度和原因度，具體見表6；根據中心度和原因度建立DEMATEL圖，具體如圖1所示。

表1 應急管理中的影響因素

根據中心度從表6和圖1不難發現，應急管理10個指標中，對應急管理水平影響最大的是受災人員的轉移和救治，其次是有效的信息傳遞，其他指標相對影響較小。這說明提高應急管理水平的主導因素是受災人員的轉移和救治與有效的信息傳遞。

由表6和圖1可知，應急管理中10個指標有5個指標是原因性指標，分別是合理的組織結構和清晰的責任認定、定期組織模擬災難演習、政府的領導和協調、有效的信息傳遞、現代物流技術的運用，其余5個指標為結果型影響因素。這說明提高應急管理，要從合理的組織結構和清晰的責任認定、定期組織模擬災難演習、政府的領導和協調、有效的信息傳遞、現代物流技術的運用這5個原因性指標入手。

表2 初始區間直覺模糊矩陣

表3 初始標準矩陣

表4 規范化矩陣

表5 綜合矩陣

5 結論

本文對現有的對應急管理中關鍵節點選擇問題進行研究，針對現有研究方法的不足，提出一種基于區間直覺模糊決策與DEMATEL相結合的方法。此方法思路明了，且實用性和操作性較強，可以有效地解決應急管理中關鍵節點選擇問題，實際的應用范圍較為廣泛。與其他方法相比，增加了專家決策時的模糊性和不確定性，更加符合決策者的決策心理和經驗，更加符合實際情況。

表6 中心度和原因度

圖1 因果關系圖