基于熵權法和灰色聚類模型的航空公司安全保障能力評估

劉鍇 趙寧寧

摘??要：通過選擇基于熵權的灰色聚類數學模型對飛機放行工作進行定量的評估研究，建立安全保障能力體系，通過熵權法得出各指標的權重。通過灰色聚類中心點的確定，由最大隸屬度原則得出飛機放行保障能力大小。通過實例驗證表明該模型具有較強的客觀性和可用性且優于傳統的評價模型，確保航空公司更加安全保障飛機放行。

關鍵詞：飛機放行;安全保障;熵權法;灰色聚類模型

隨著航班量日益增長，安全保障任務更為艱巨。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合主觀和客觀因素來分析航空公司保障飛機放行安全能力的水平。

1?灰色熵權模型

熵權法是普遍運用的計算權重的方法，因其精確度較高、客觀性較強，可以盡量減少各指標權重計算中為因素干擾，使評價結果更客觀。

2?飛機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：數據顯示低能見度所造成的飛行事故高達40%，雷雨、風切變則占到25%。

b機場：機場燈光系統與機場地面標志。

c航路：重量是飛機放行核心因素。

3??保障能力評估模型

指標體系分三層建立，一級飛機放行;二級天氣、機場、航線;三級天氣分能見度、雷暴、風。機場分為跑道等級、機場海拔、機場燈光系統;航線分為機型、起飛重量、備降場、飛機年限，如圖一所示。

3.1?利用熵權法求指標權重

對某機場安全保障能力進行評估首先對機場m個資深簽派員發出問卷，n個飛機放行指標進行打分，i表示參與評分簽派員標號，j表示第j個指標，計算權重值步驟如下：

（1）第i個簽派員對第j個指標的評分值Mij進行預處理，得到處理結果用Yij表示，其計算公式為[4]：

（2）根據熵的定義得到評價指標的熵值еj：

（3）?根據熵值еj得到第j個評價指標的差異系數gj：

（4）?根據差異系數gj得到個評價指標的權重ωj：

3.2??基于熵權的灰色聚類評估模型

（1）設m個簽派員參與本機場n個指標的評估i表示參與評分的簽派員標號，j表示評價指標編號，對第i個簽派員對第j個指標的評分值用Mij表示，由此得到灰色聚類的評價指標矩陣M：

（2）根據灰色聚類評價過程確定劃分灰類數，用s表示。假設各灰類取值范圍劃分區間：，

（3）設λk為第k個灰度中心點即最可能屬于k分類點：

（4）構建白化權函數模型[5]，公式如下：（5）ωj表示第j個指標在評價體系中權重值。

（6）計算評價對象屬于各灰類的聚類系數，公式為：

（7）計算得出聚類系數σ，按最大隸屬原則劃分聚類對象所屬灰類即某機場安全保障能力區間。

4?實例應用

（1）通過對十年以上經驗的簽派員問卷調查得表1。

（2）根據表一得出矩陣m，如下：

（3）采用10分制將其風險劃分4個等級，劃分灰類數為4，如表2所示。

（4）計算各區間的幾何中心，設：

lk=（ak+ak+1）/2，k=1，2，…，s

則低灰類和很高灰類的中心點分別是9.5和3，中灰類中心點為8，高灰類的中心點為6.5，機場安全保障能力劃分范圍如表3所示。

（5）確定指標權重ωj，結果如表4所示。

（6）利用下述公式構建機場保障能力白化權函數。

（7）根據上述公式計算聚類系數，結果表5所示。

（8）由上表數據可以得出該機場的飛機放行的安全保障能力等級為灰類-高。與該機場實際安全保障能力狀況相符。

5?結論

通過熵權法消除專家問卷調查評判的主觀性，得到的差異系數為構建白化權函數模型做鋪墊，通過建立安全保障能力指標體系結合問卷形成指標矩陣帶入模型，運用最大隸屬度原則求出機場的安全保障能力區間，以國內某機場為例計算出該機場的安全保障能力區間，對比該機場延誤率和放行密度認為所得安全保障能力與實際較符合，且優于其他方法。

參考文獻：

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[5]鄧聚龍.灰理論基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2002：1-46.

作者簡介：劉鍇，男，本科，助理工程師，五級管制員。