基于熵權(quán)法和灰色聚類模型的航空公司安全保障能力評(píng)估

劉鍇 趙寧寧

摘??要：通過選擇基于熵權(quán)的灰色聚類數(shù)學(xué)模型對(duì)飛機(jī)放行工作進(jìn)行定量的評(píng)估研究，建立安全保障能力體系，通過熵權(quán)法得出各指標(biāo)的權(quán)重。通過灰色聚類中心點(diǎn)的確定，由最大隸屬度原則得出飛機(jī)放行保障能力大小。通過實(shí)例驗(yàn)證表明該模型具有較強(qiáng)的客觀性和可用性且優(yōu)于傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)模型，確保航空公司更加安全保障飛機(jī)放行。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)放行;安全保障;熵權(quán)法;灰色聚類模型

隨著航班量日益增長，安全保障任務(wù)更為艱巨。前人[1-3]在航空公司保障能力方面多有研究。本文通過灰色聚類模型結(jié)合主觀和客觀因素來分析航空公司保障飛機(jī)放行安全能力的水平。

1?灰色熵權(quán)模型

熵權(quán)法是普遍運(yùn)用的計(jì)算權(quán)重的方法，因其精確度較高、客觀性較強(qiáng)，可以盡量減少各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算中為因素干擾，使評(píng)價(jià)結(jié)果更客觀。

2?飛機(jī)放行保障能力影響因素分析

影響飛行安全主要因素：

a天氣：數(shù)據(jù)顯示低能見度所造成的飛行事故高達(dá)40%，雷雨、風(fēng)切變則占到25%。

b機(jī)場：機(jī)場燈光系統(tǒng)與機(jī)場地面標(biāo)志。

c航路：重量是飛機(jī)放行核心因素。

3??保障能力評(píng)估模型

指標(biāo)體系分三層建立，一級(jí)飛機(jī)放行;二級(jí)天氣、機(jī)場、航線;三級(jí)天氣分能見度、雷暴、風(fēng)。機(jī)場分為跑道等級(jí)、機(jī)場海拔、機(jī)場燈光系統(tǒng);航線分為機(jī)型、起飛重量、備降場、飛機(jī)年限，如圖一所示。

3.1?利用熵權(quán)法求指標(biāo)權(quán)重

對(duì)某機(jī)場安全保障能力進(jìn)行評(píng)估首先對(duì)機(jī)場m個(gè)資深簽派員發(fā)出問卷，n個(gè)飛機(jī)放行指標(biāo)進(jìn)行打分，i表示參與評(píng)分簽派員標(biāo)號(hào)，j表示第j個(gè)指標(biāo)，計(jì)算權(quán)重值步驟如下：

（1）第i個(gè)簽派員對(duì)第j個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值Mij進(jìn)行預(yù)處理，得到處理結(jié)果用Yij表示，其計(jì)算公式為[4]：

（2）根據(jù)熵的定義得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值еj：

（3）?根據(jù)熵值еj得到第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異系數(shù)gj：

（4）?根據(jù)差異系數(shù)gj得到個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重ωj：

3.2??基于熵權(quán)的灰色聚類評(píng)估模型

（1）設(shè)m個(gè)簽派員參與本機(jī)場n個(gè)指標(biāo)的評(píng)估i表示參與評(píng)分的簽派員標(biāo)號(hào)，j表示評(píng)價(jià)指標(biāo)編號(hào)，對(duì)第i個(gè)簽派員對(duì)第j個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值用Mij表示，由此得到灰色聚類的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣M：

（2）根據(jù)灰色聚類評(píng)價(jià)過程確定劃分灰類數(shù)，用s表示。假設(shè)各灰類取值范圍劃分區(qū)間：，

（3）設(shè)λk為第k個(gè)灰度中心點(diǎn)即最可能屬于k分類點(diǎn)：

（4）構(gòu)建白化權(quán)函數(shù)模型[5]，公式如下：（5）ωj表示第j個(gè)指標(biāo)在評(píng)價(jià)體系中權(quán)重值。

（6）計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象屬于各灰類的聚類系數(shù)，公式為：

（7）計(jì)算得出聚類系數(shù)σ，按最大隸屬原則劃分聚類對(duì)象所屬灰類即某機(jī)場安全保障能力區(qū)間。

4?實(shí)例應(yīng)用

（1）通過對(duì)十年以上經(jīng)驗(yàn)的簽派員問卷調(diào)查得表1。

（2）根據(jù)表一得出矩陣m，如下：

（3）采用10分制將其風(fēng)險(xiǎn)劃分4個(gè)等級(jí)，劃分灰類數(shù)為4，如表2所示。

（4）計(jì)算各區(qū)間的幾何中心，設(shè)：

lk=（ak+ak+1）/2，k=1，2，…，s

則低灰類和很高灰類的中心點(diǎn)分別是9.5和3，中灰類中心點(diǎn)為8，高灰類的中心點(diǎn)為6.5，機(jī)場安全保障能力劃分范圍如表3所示。

（5）確定指標(biāo)權(quán)重ωj，結(jié)果如表4所示。

（6）利用下述公式構(gòu)建機(jī)場保障能力白化權(quán)函數(shù)。

（7）根據(jù)上述公式計(jì)算聚類系數(shù)，結(jié)果表5所示。

（8）由上表數(shù)據(jù)可以得出該機(jī)場的飛機(jī)放行的安全保障能力等級(jí)為灰類-高。與該機(jī)場實(shí)際安全保障能力狀況相符。

5?結(jié)論

通過熵權(quán)法消除專家問卷調(diào)查評(píng)判的主觀性，得到的差異系數(shù)為構(gòu)建白化權(quán)函數(shù)模型做鋪墊，通過建立安全保障能力指標(biāo)體系結(jié)合問卷形成指標(biāo)矩陣帶入模型，運(yùn)用最大隸屬度原則求出機(jī)場的安全保障能力區(qū)間，以國內(nèi)某機(jī)場為例計(jì)算出該機(jī)場的安全保障能力區(qū)間，對(duì)比該機(jī)場延誤率和放行密度認(rèn)為所得安全保障能力與實(shí)際較符合，且優(yōu)于其他方法。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉鍇，男，本科，助理工程師，五級(jí)管制員。