基于模糊綜合評(píng)價(jià)的客船應(yīng)急疏散模型研究

張新放，關(guān)克平

(上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306)

維修理論

基于模糊綜合評(píng)價(jià)的客船應(yīng)急疏散模型研究

張新放，關(guān)克平

(上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306)

為了評(píng)價(jià)緊急情況下客船應(yīng)急疏散的能力，從船舶內(nèi)部和外部的影響因素入手，分析客船應(yīng)急疏散的評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過分析客船人員疏散的特點(diǎn)，確定客船應(yīng)急疏散評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用專家估測(cè)法與模糊決策理論，建立客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，運(yùn)用該模型對(duì)“石咀客渡035”客船的應(yīng)急疏散能力進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明該評(píng)價(jià)體系是可行的，對(duì)客船人員應(yīng)急疏散有一定的參考意義。

客船應(yīng)急疏散；評(píng)價(jià)指標(biāo)；模糊綜合評(píng)價(jià)模型

自航運(yùn)出現(xiàn)以來，客輪的重大事故屢見不鮮，造成了慘重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如，2014年4月16日，韓國(guó)一艘載有470多人的“歲月(SEWOL)”客輪在韓國(guó)全羅南道水域發(fā)生浸水事故，造成304人遇難。經(jīng)事故調(diào)查，除了乘客超員、救生器材不足或故障等因素外，人群疏散混亂也是導(dǎo)致海難事故高傷亡率的主要原因[1]。

1 模糊綜合評(píng)價(jià)的原理

模糊綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型是建立在模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的一種定量評(píng)價(jià)模式，它是應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評(píng)價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)[2]，主要步驟如下。

1)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集U。設(shè)U={u1,u2,…，um}為被評(píng)價(jià)對(duì)象的m種評(píng)價(jià)因素，ui代表影響因素，m為評(píng)價(jià)因素的個(gè)數(shù)。

2)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)語集V。設(shè)V={v1，v2，…，vn}是評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的各種評(píng)價(jià)結(jié)果組成的評(píng)語等級(jí)集合。vj代表第j個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，n為評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)量。

3)確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)重向量A。設(shè)A=(a1，a2，…，an)為權(quán)重分配模糊矢量，其中ai表示第i個(gè)因素的權(quán)重。

4)確定模糊關(guān)系矩陣R。對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象分別按每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)ui計(jì)算出其相對(duì)于每個(gè)評(píng)語等級(jí)的隸屬度，構(gòu)成模糊關(guān)系矩陣R：

5)多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。確定每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重以及單因子評(píng)價(jià)矩陣之后，權(quán)重系數(shù)A與隸屬矩陣R做合成運(yùn)算。合成矩陣B：

其中bj是對(duì)各種評(píng)價(jià)結(jié)果的隸屬度。

6)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析。當(dāng)確定綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果屬于哪個(gè)評(píng)語時(shí)，采取最大隸屬度原則bj0=bj max(1≤j≤n)時(shí)，則斷定評(píng)價(jià)結(jié)果為第j個(gè)評(píng)語，綜合評(píng)價(jià)值最大者即為最佳方案[3]。

2 建立客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評(píng)價(jià)模型

2.1 應(yīng)急疏散評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

客船應(yīng)急疏散能力的模型，其優(yōu)劣性在很大程度上取決于所選評(píng)價(jià)指標(biāo)的好壞，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取應(yīng)全面且有概括性，各指標(biāo)之間應(yīng)具有可比性，各對(duì)象的數(shù)據(jù)應(yīng)易于獲取[4-5]。

影響客船應(yīng)急疏散的因素歸結(jié)為：乘客因素、疏散指示系統(tǒng)、環(huán)境因素、管理因素。乘客因素主要指船員和旅客的生理因素和心理因素等。疏散指示系統(tǒng)主要包括燈光指示系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、聽覺指示系統(tǒng)等。環(huán)境因素是指客船結(jié)構(gòu)、對(duì)客船的熟悉程度、海況條件等。管理因素是指客船發(fā)生事故時(shí)的管理水平和技術(shù)水平等[6]。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立

將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為2級(jí)，先對(duì)第一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果作為第二級(jí)評(píng)價(jià)的各評(píng)價(jià)對(duì)象的隸屬度，進(jìn)行第二級(jí)評(píng)價(jià)[7]。

1)因素集和評(píng)語集的確定。在客船應(yīng)急疏散能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，U即為客船應(yīng)急疏散能力等級(jí)，m=4，即：U={u1,u2,u3,u4}。u1為乘客因素，u2為疏散指示系統(tǒng)，u3為環(huán)境因素，u4為管理因素。u1={u11,u12},u2={u21,u22,u23},u3={u31,u32,u33},u4={u41,u42}。u11為生理因素，u12為心理因素；u21為燈光指示系統(tǒng)，u22為應(yīng)急照明系統(tǒng)，u23為聽覺指示系統(tǒng)；u31為客船結(jié)構(gòu)，u32為熟悉程度，u33為海況條件；u41為技術(shù)水平，u42為管理水平。

在客船應(yīng)急疏散綜合評(píng)價(jià)中，將評(píng)語集取為V= {優(yōu)，良，中，差}，分4個(gè)等級(jí)。“優(yōu)”指完全能滿足應(yīng)急疏散的要求，評(píng)分區(qū)間為(75,100]；“良”指能滿足應(yīng)急疏散的要求，評(píng)分區(qū)間為(50,75]；“中”指不能完全滿足應(yīng)急疏散的要求，評(píng)分區(qū)間為(25,50]；“差”指客船存在嚴(yán)重的缺陷，評(píng)分區(qū)間為(0,25]。

2)評(píng)價(jià)因素權(quán)重的確定。模糊綜合評(píng)價(jià)法權(quán)重的確定對(duì)評(píng)估的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用，直接影響綜合決策的結(jié)果。方法主要有Delphi法、層次分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法和專家估測(cè)法等。文章在對(duì)船舶應(yīng)急疏散了解的基礎(chǔ)上采用專家估測(cè)法確定權(quán)重，起到了較好的效果[8]。

設(shè)因素集U={u1,u2,…，um}，現(xiàn)有k個(gè)專家各自獨(dú)立地給出各因素ui(i=1,2,…,m)的權(quán)重，如表1所示，可取各因素權(quán)重的平均值作為其權(quán)重。

表1 專家估測(cè)法確定權(quán)重

(注：j=1,2,……，m)

3 客船人員應(yīng)急疏散案例分析

3.1 “石咀客渡035”客船數(shù)據(jù)及權(quán)重的確定

2012年3月11日，“石咀客渡035”客船航速約13km/h，載客共50人，與“銳豐329”客船在潯江桂平段水域發(fā)生碰撞，20人死亡。結(jié)合該船實(shí)際情況，經(jīng)有關(guān)調(diào)查分析，得出各因素的權(quán)重值，并取平均值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 “石咀客渡035”客船應(yīng)急疏散評(píng)估表

3.2 “石咀客渡035”客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)第一級(jí)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算出每個(gè)評(píng)語等級(jí)的隸屬度，得矩陣RA：

RA=(0.4 0.25 0.2 0.15)×

取評(píng)價(jià)矩陣P：[88 63 38 13]，則綜合評(píng)價(jià)值T=RA×PT。

從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出該客船應(yīng)急疏散能力處于“良”的水平。經(jīng)驗(yàn)證該模型對(duì)客船人員應(yīng)急疏散評(píng)價(jià)具有實(shí)際意義，符合程度較高[9]。

4 結(jié)束語

本文運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)客船人員應(yīng)急疏散行為決策進(jìn)行了研究。全面分析了影響客船應(yīng)急疏散的因素，建立了疏散評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用專家估測(cè)法和模糊決策等方法，建立評(píng)價(jià)客船應(yīng)急疏散能力的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，獲得了較好的結(jié)果，為今后客船因碰撞、擱淺、火災(zāi)等導(dǎo)致翻沉的事故提供參考。

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In order to evaluate the ability of passenger ship emergency evacuation in an emergency,the evaluation index is analyzed by considering the factors from the ship's internality and externality.Through analyzing the characteristic of evacuation,the index system can be confirmed,by using expert forecast method and fuzzy decision,the fuzzy comprehensisve evaluation model of passenger ship emergency evacuation can be built up.This model is verified to be feasible according to the ship SHIJUKEDU 035,which can be some certain reference for the passenger ship emergency evacuation.

passenger ship emergency evacuation;evaluation index;fuzzy comprehensive evaluation model

張新放(1991-)，男，河南商丘人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榇昂叫信c航海環(huán)境。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.014

2015-12-23