基于模糊層次分析法的核安全設備持證單位量化評價研究

童一周，徐俊龍，崔 毅

（生態(tài)環(huán)境部華北核與輻射安全監(jiān)督站，北京 100082）

近年來，生態(tài)環(huán)境部華北核與輻射安全監(jiān)督站（以下簡稱華北監(jiān)督站）在扎實做好對核設備持證單位綜合性檢查、監(jiān)督點檢查、備案文件和不符合項審查等日常監(jiān)督工作的基礎上，開展了持證單位質保負責人考試、獨立驗證、量化評價、核安全文化評估等一系列創(chuàng)新監(jiān)督的舉措，形成了多措并舉、多點開花的良好局面，同時也積累了大量監(jiān)督實踐數據，切實踐行了習近平總書記“數據中國”的戰(zhàn)略，響應了國務院“政務現(xiàn)代化”的要求，落實了國家核安全局關于加快推進核安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化的要求。

同時，華北監(jiān)督站聯(lián)合運用各項相互獨立的監(jiān)督工作成果，充分利用持證單位法規(guī)遵守、核安全文化、日常監(jiān)督檢查、產品質量狀態(tài)、不符合項管理等諸多監(jiān)督要素的日常數據，對持證單位綜合表現(xiàn)進行相應的評價。為了更好利用現(xiàn)有的監(jiān)督檢查數據，更加科學而有針對性地對持證單位進行評價，進一步提高核安全監(jiān)管的成效，通過引入大數據技術，開發(fā)核安全設備監(jiān)管領域的持證單位“人工智能”評價系統(tǒng)是十分必要的。本文通過模糊層次分析法（FAHP），建立了核設備持證單位量化分析體系。

1 模糊層次分析法

模糊層次分析法［1］（FAHP）是一種將定性與定量相結合，基于模糊數或建立模糊判斷矩陣進行分析的系統(tǒng)分析方法。傳統(tǒng)的層次分析法對于檢驗判斷矩陣具有一定的局限性，而模糊層次分析法在此基礎上克服了這一缺陷，是一種更為有效的綜合評價方法，其分析步驟簡述如下。

1.1 模糊層次結構模型

首先將所有因素分為三個組，按照從高到低的層次排列為目標層、準則層和指標層，從而建立本課題的模糊層次結構模型，如圖1。

圖1 模糊層次結構模型Fig.1 Fuzzy hierarchical structure model

1.2 模糊互補矩陣

將上一層元素B與本層元素C1，C2，C3…Cn之間的有關元素相對重要性進行比較，從而創(chuàng)造一個模糊互補矩陣R［2］，即為：

其中rij是表示元素Ci和Cj之間相對某準則的相對重要程度的定量描述，0.5≤rij≤1。相對權重的一般標度法見表1所示。

表1 0.1—0.9的數量標度Table 1 Quantitative scale of 0.1-0.9

按照表1的說明，我們可得到如下所示的模糊互補矩陣：

其中：rii=0.5，（i=1，2，…，n）

1.3 模糊互補矩陣的一致性檢驗

該分析法的模糊互補矩陣要求具有一致性［3］，即任意兩行之間的對應元素之差為常數。因此在調整本課題矩陣參數時務必滿足上述特征。

1.4 層次單排序

對本層次的因素進行重要性排序，根據模糊互補矩陣計算，確定權重，即形成層次單排序。權重公式為：

1.5 層次總排序

自上而下地對層次單排序的結果進行求取加權和，即可以得到層次總排序，第k層上的n k元素對k-1層上各元素的重要性向量為：

第k層元素對總目標的合成重要度向量為：

n層低階結構的指標因素層的權重矩陣：

1.6 確定指標因素集

對上述評價指標體系中的各指標≤因素賦初值，無量綱化處理后的指標因素集即為：

1.7 評價集的計算

設待定的目標層的評價集為Y，則：

本課題中，Y即為持證單位的量化評分值。

2 持證單位量化評價指標體系

根據華北監(jiān)督站核設備監(jiān)管工作實際，對持證單位的評價遵循的主要原則是完備、簡明、客觀，以及具有可比性和可度量性原則［4］，且堅持定量與定性相結合。

按照上述原則，結合核安全設備持證單位監(jiān)督管理模式的實際情況，本文構建了核設備持證單位的評價指標體系，主要考慮用六個因素來評價持證單位：核安全文化、季報年報、監(jiān)督點檢查、日常活動、質量問題和綜合性檢查。針對各評價因素，進一步細分多個評價指標和次級指標，關于詳細的次級指標此處不便贅述。

在此基礎上，為每個指標建立起恰當的評估數學模型［5］，同時根據《民用核安全設備設計制造安裝和無損檢驗監(jiān)督管理規(guī)定》（HAF 601）和《核電廠質量保證安全規(guī)定》（HAF 003）等部門規(guī)章及監(jiān)督程序中的管理要求，建立了評分細則，針對每項評分細則的違規(guī)程度、危害程度、影響大小、影響曲線等輸入條件構建數學模型［6］，最終將數學模型用計算機語言實現(xiàn)，建立起量化評價程序。

3 持證單位評價案例

以某閥門持證單位A為例，采用華北監(jiān)督站2015年至2017年累積的日常監(jiān)督數據，進行量化評價，并對其評價結果進行分級管理決策。

3.1 層次單排序

首先建立專家組，對各指標的相對重要程度進行評價，建立模糊互補矩陣，進行一致性檢驗，最后確立層次單排序權重。準則層的層次排序見表2，次級指標層的權重排序可以采用類似方法計算得到，核安全文化指標排序示例見表3。

表2 準則層排序示例Table 2 Example of criteria level sorting

表3 指標層排序示例Table 3 Example of index layer sorting

3.2 層次總排序

采用已有的歷年綜合性檢查、日常監(jiān)督、季報年報報備、不符合項情況等數據，建立數學模型，將定性指標定量化，定量指標正則化處理［7］，根據層次單排序的結果，最終進行層次總排序，生成各項準則的量化評分。

3.3 量化結果

根據持證單位A的監(jiān)督工作數據，輸入量化評價系統(tǒng)中，計算歷年的各項指標評分，最終生成該單位2017年量化評價計算結果，見表4。

表4 持證單位A量化評價結果表（2017年）Table 4 Quantitative evaluation results of unit A in 2017

續(xù)表

根據計算結果，繪制持證單位A的2017年度評價六維圖和評級云圖，可直觀表述該持證單位的日常量化表現(xiàn)，見圖2和圖3。

圖2 持證單位A的2017年度的六維能力值圖Fig.2 Six dimensional capability value chart of unit A in 2017

圖3 持證單位A的2017年度量化分級云圖Fig.3 Cloud chart of quantitative classification of unit A in 2017

3.4 量化分析

由上述量化結果可知，該持證單位由于多次發(fā)生監(jiān)督要求不積極響應、備案文件上報質量較差、季報上報不及時和法規(guī)及管理要求落實不力等問題，在核安全文化、年報季報、監(jiān)督點檢查三項評價指標分值較低，由此可制定出針對性的監(jiān)管措施。

2019年，華北監(jiān)督站結合上述量化分析結果，對該持證單位再次開展了綜合性檢查，發(fā)現(xiàn)其存在違反許可證限制條件、不落實國家核安全管理要求、不落實核安全監(jiān)管部門整改要求、許可信息變更不及時備案、綜合性檢查發(fā)現(xiàn)問題整改不徹底等多項違反法規(guī)及管理要求的問題，一定程度上說明針對性監(jiān)督能夠取得良好效果。

3.5 量化應用

通過對某一持證單位的量化評價數據的不斷積累和應用［8］，本量化評價體系既能分析其核安全設備設計和制造活動質量趨勢，實現(xiàn)對其動態(tài)總體評價，又能利用各評價指標變化趨勢，將監(jiān)督問題單項導出，為精細化監(jiān)督提供決策支持，制訂出針對性更強且具有一定預見性的監(jiān)督計劃，以問題為導向、有的放矢地開展監(jiān)督活動。

4 結論

綜上所述，本文從民用核安全設備監(jiān)管角度出發(fā)，提出了持證單位量化評價指標，基于模糊層次分析法建立了量化評價模型，為民用核安全設備監(jiān)督提供了一種量化評價的工具，豐富了識別持證單位在法規(guī)遵守及核質保體系運行等方面薄弱環(huán)節(jié)的手段［9］，逐步實現(xiàn)核安全監(jiān)管大數據化，實現(xiàn)對持證單位的總體有效評價和單項精準評估，為精細化監(jiān)督提供決策支持，不斷提升監(jiān)督成效，對于實現(xiàn)精準監(jiān)督、科學決策、依法行政，加快推進核安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化有著重要意義［10］。