基于信息熵—未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法的VTS綜合評(píng)估

胡惟璇 杜妍

摘要：文章通過構(gòu)建船舶交通管理系統(tǒng)（縮寫VTS）綜合評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)A省轄區(qū)5個(gè)VTS中心的服務(wù)效率進(jìn)行排序。研究結(jié)果表明，信息熵-未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法切實(shí)可行，為全面科學(xué)評(píng)估VTS綜合運(yùn)行效果提供了方法和指導(dǎo)，為VTS建設(shè)和發(fā)展提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞：信息熵-未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法；船舶交通管理系統(tǒng)；VTS；綜合評(píng)估；海事系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U676 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0015-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.008

1 概述

隨著海事的不斷發(fā)展，船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）成為實(shí)施船舶交通服務(wù)和管理重要的手段之一，其在海事管理中的地位和作用日趨凸顯。國際海事組織（IMO）在《VTS指南》中對(duì)VTS的定義是：由主管機(jī)關(guān)實(shí)施，用于提高船舶交通安全和效率及保護(hù)環(huán)境的服務(wù)，在VTS覆蓋水域內(nèi)，這種服務(wù)應(yīng)能與交通相互作用并對(duì)交通形勢(shì)變化做出反應(yīng)，為船舶交通服務(wù)。

為準(zhǔn)確全面評(píng)估VTS的效用，對(duì)VTS做綜合評(píng)估是必要的：一方面，綜合評(píng)估可判斷VTS作為一個(gè)綜合性海事管理和服務(wù)平臺(tái)是否完成了應(yīng)有的信息服務(wù)、助航服務(wù)、交通組織等多項(xiàng)職能；另一方面，綜合評(píng)估結(jié)果可為VTS未來的建設(shè)和發(fā)展提供有益的建議。

2 基于信息熵-未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法的VTS綜合評(píng)估模型

熵指變量的不確定性概率大小，可以用來表示信息的有序程度，引入信息熵來度量信息源中平均信息量的大小，從而表示整個(gè)信息系統(tǒng)的平均不確定程度，并且信息越有序，信息熵就越低，信息源越不確定，信息熵就越大。VTS的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)涉及方方面面，且具有大量不確定因素，信息熵可將其量化，并向決策者提供更多有用的信息。信息熵-未確知測(cè)度的評(píng)價(jià)步驟如圖1所示：

圖1 信息熵-未確知測(cè)度的評(píng)價(jià)步驟

2.1 VTS評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)VTS定義結(jié)合當(dāng)前用戶實(shí)際運(yùn)行中對(duì)VTS的功能需求，將VTS綜合評(píng)估的重點(diǎn)放在系統(tǒng)運(yùn)行與管理能力、資源服務(wù)能力兩方面。在向海事局專家咨詢四輪，意見趨于一致后，構(gòu)建VTS綜合評(píng)估指標(biāo)體系，見表1。

2.2 評(píng)價(jià)矩陣的確定及評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

設(shè)對(duì)于個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象通過個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，設(shè)評(píng)價(jià)對(duì)象向量，評(píng)價(jià)指標(biāo)向量，則，其中，為對(duì)于指標(biāo)對(duì)象的評(píng)價(jià)值，評(píng)價(jià)矩陣為：

通過信息熵的概念公式計(jì)算指標(biāo)的熵值和熵權(quán)（即指標(biāo)區(qū)分度），并刪除對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象而言幾乎無區(qū)分度的指標(biāo)，將約簡(jiǎn)后的指標(biāo)體系進(jìn)行重新整合。

2.3 單指標(biāo)未確知測(cè)度

單指標(biāo)未確知測(cè)度是指通過確定指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)和單指標(biāo)測(cè)度函數(shù)來計(jì)算各指標(biāo)的測(cè)度值，進(jìn)而得到指標(biāo)的測(cè)度空間矩陣。具體如下：

對(duì)tij設(shè)個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，則評(píng)價(jià)向量，

且為有序向量，即，則有分類標(biāo)準(zhǔn)矩陣，且（）為根據(jù)未確知測(cè)度模型得到的屬于等級(jí)的未確知度，除此之外，單指標(biāo)測(cè)度需要符合以下特性：

非負(fù)有界性：

可加性：

歸一性：

2.4 各指標(biāo)權(quán)重的確定

通過信息熵的定義得到指標(biāo)的峰值為：

（1）

式中：p為等級(jí)數(shù)；為單指標(biāo)測(cè)度；指標(biāo)的重要度可用Vij表示，則的權(quán)重為：

（2）

其中，。

2.5 多指標(biāo)未確知測(cè)度

根據(jù)權(quán)重可得評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合未確知測(cè)度，則多指標(biāo)未確知測(cè)度矩陣為：

（3）

2.6 置信度識(shí)別

若滿足，對(duì)置信度計(jì)算得 （4）

則認(rèn)為屬于等級(jí)。

對(duì)ti進(jìn)行排序，可以將下式作為評(píng)分規(guī)則計(jì)算：

（5）

其中對(duì)以-2為公差的等差數(shù)列取值，并依據(jù)對(duì)比較并排序分析。

3 基于信息熵-未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法的VTS綜合評(píng)估模型應(yīng)用

以A省轄區(qū)內(nèi)5個(gè)VTS中心（以A-E標(biāo)識(shí)）為評(píng)估對(duì)象。根據(jù)式（1）、式（2）可得A省5個(gè)VTS中心評(píng)估指標(biāo)權(quán)重為：

WAj=（0.054013556，0.094873234，0.094873234，0.059590985，0.094873234，0.070682591，0.054609884，0.054013556，0.094873234，0.094873234，0.054013556，0.070682591，0.054013556，0.054013556）

WBj=（0.048863623，0.084890309，0.048863623，0.084890309，0.084890309，0.063245098，0.063245098，0.048330043，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.084890309，0.048330043）

WCj=（0.093317718，0.053127964，0.093317718，0.069523698，0.053714515，0.069523698，0.069523698，0.058613947，0.093317718，0.053127964，0.093317718，0.093317718，0.053127964，0.053127964）

WDj=（0.046372063，0.081451175，0.046372063，0.046372063，0.081451175，0.081451175，0.046372063，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175，0.081451175）

WEj=（0.049843475，0.087548608，0.049843475，0.049843475，0.087548608，0.087548608，0.087548608，0.049843475，0.050393764，0.049843475，0.087548608，0.087548608，0.087548608，0.087548608）

根據(jù)式（3）可得各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)未確知測(cè)度矩陣為：

根據(jù)多指標(biāo)未知測(cè)度矩陣，進(jìn)行各個(gè)對(duì)象的排序，取，由式（4）可得：，，，即B中心和E中心VTS綜合運(yùn)行水平很好，A中心和D中心VTS綜合運(yùn)行水平好，C中心一般。

取代入式（5），則（3.085763，5.942322，2.42076，5.441135，3.37411），即，故5個(gè)VTS中心評(píng)價(jià)的綜合效用從高到低排序?yàn)閂TS（B）、VTS（D）、VTS（E）、VTS（A）、VTS（C）。

4 結(jié)論及建議

本文系統(tǒng)評(píng)估了A省VTS運(yùn)行的有效性、軟件及管理的實(shí)施情況，并結(jié)合人員與管理模式等因素，從VTS構(gòu)架、功能、建設(shè)運(yùn)行情況、人員監(jiān)管模式等方面進(jìn)行深入評(píng)估。研究結(jié)果表明，信息熵-未確知測(cè)度評(píng)價(jià)法適合VTS綜合評(píng)估且切實(shí)可行，為更全面科學(xué)地評(píng)估VTS綜合運(yùn)行效果提供了方法和指導(dǎo)，為VTS建設(shè)和發(fā)展提供了有益的參考。具體建議包括以下兩個(gè)方面：（1）從評(píng)估最終結(jié)果來看，VTS（B）運(yùn)行效果最佳，VTS（D）和（E）居中，VTS（A）和（C）隨后。在硬件設(shè)施基本相同的情況下，VTS運(yùn)行功效取決于海事值班人員及海事中心領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)新及管理能力，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)VTS國際化的認(rèn)識(shí)和研究，及時(shí)調(diào)整不適應(yīng)VTS管理的工作模式，建設(shè)符合國際標(biāo)準(zhǔn)的VTS機(jī)構(gòu)和操作管理員工隊(duì)伍。（2）VTS中心的綜合能力均有發(fā)展提升空間，主要表現(xiàn)在對(duì)VTS的功能應(yīng)用和增值功能的開發(fā)利用上。建議海事管理部門以船舶監(jiān)督和服務(wù)為主導(dǎo)，加強(qiáng)VTS建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化研究，建設(shè)集水上交通信息中心、控制中心、指揮中心為一體的現(xiàn)代化船舶交通管理體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 國際海事組織.VTS指南[S].1997.

[2] 郭亞軍.綜合評(píng)價(jià)理論、方法及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯：周 瓊）