航標(biāo)效能評(píng)估方法研究

敖自棟+楊興輝

摘 要：航標(biāo)效能是指航標(biāo)達(dá)到期望目標(biāo)和要求的程度。它是航標(biāo)建設(shè)單位投資效果的直接體現(xiàn)，也與航海用戶的使用體驗(yàn)息息相關(guān)。本文根據(jù)航標(biāo)的具體應(yīng)用特點(diǎn)，采用了層次分析法，在定性和定量的角度對(duì)水域航標(biāo)的效能進(jìn)行了綜合評(píng)估，建立了一套完整的航標(biāo)效能評(píng)估指標(biāo)體系，設(shè)計(jì)了一系列評(píng)估指標(biāo)，并給出了具體可行的評(píng)估方案，為航標(biāo)管理相關(guān)工作提供了有益的理論和實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：航標(biāo) 效能評(píng)估 層次分析法

1.前言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，海上交通也進(jìn)入了更加繁忙的時(shí)期，水上通航密度不斷增加，航行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步提高，航標(biāo)的作用更加明顯。為保障船舶航行安全，及時(shí)對(duì)航標(biāo)進(jìn)行管理維護(hù)是十分必要的。但如何評(píng)價(jià)航標(biāo)是否真正發(fā)揮了導(dǎo)航作用，其發(fā)揮的作用的程度又如何？這就需要對(duì)航標(biāo)的效能進(jìn)行評(píng)價(jià)。但我國目前尚未形成較成熟的航標(biāo)效能評(píng)估體系，仍然停留在簡(jiǎn)單的定性評(píng)估階段。本文采用層次分析法對(duì)航標(biāo)效能進(jìn)行定量評(píng)估，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

2.評(píng)估方案的選擇

2.1常用評(píng)估理論

為了科學(xué)評(píng)估復(fù)雜事物的特性，人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中建立了多種綜合評(píng)價(jià)理論，其中最常采用的有：層次分析法（AHP）、模糊評(píng)價(jià)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）法等等。其中，層次分析法是一種綜合運(yùn)用了定性和定量的評(píng)價(jià)分析方法，其核心思想是把復(fù)雜問題分解成多個(gè)獨(dú)立因素，再劃分為多個(gè)有序的層次，通過相互比較的辦法判斷各因素的重要程度。模糊綜合評(píng)價(jià)則是在模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上對(duì)模糊問題進(jìn)行評(píng)估，使那些邊界不清楚的因素得到定量描述的方法。層次分析法和模糊評(píng)價(jià)法具有系統(tǒng)性、實(shí)用性和簡(jiǎn)潔性等特點(diǎn)，對(duì)于多指標(biāo)評(píng)價(jià)的復(fù)雜問題尤為適用。

2.2評(píng)價(jià)方案的確定

各種綜合評(píng)價(jià)方法在航標(biāo)效能評(píng)估上均有一定的效果，但適用性各不相同。我國相關(guān)規(guī)定建議采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法來對(duì)航標(biāo)效能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并明確了一個(gè)遞階式三層指標(biāo)體系。該體系中各指標(biāo)所在的層次十分鮮明，內(nèi)部關(guān)系比較清晰，非常適合采用層次分析法。因此，本文綜合應(yīng)用了層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)航標(biāo)效能進(jìn)行評(píng)估。具體思路是：先根據(jù)航標(biāo)效能評(píng)價(jià)的實(shí)際需要建立一個(gè)合理全面的評(píng)估指標(biāo)體系，然后為各個(gè)指標(biāo)給定一個(gè)權(quán)重并確定其隸屬度，最后構(gòu)建起航標(biāo)效能綜合評(píng)估模型，并通過模型得出評(píng)估結(jié)論。

3.航標(biāo)效能評(píng)估方法研究

3.1評(píng)估指標(biāo)體系的確定

評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)模型的重要組成部分，評(píng)估指標(biāo)應(yīng)由影響航標(biāo)效能的各主要因素構(gòu)成。本文根據(jù)《沿海航標(biāo)效能定期評(píng)估管理辦法（試行）》的規(guī)定，將航標(biāo)效能指標(biāo)劃分服務(wù)水平、技術(shù)水平、管理和維護(hù)水平三個(gè)主要指標(biāo)。為了增加指標(biāo)的具體性和可評(píng)價(jià)性，本文將這3個(gè)指標(biāo)進(jìn)一步劃分為11個(gè)子指標(biāo)。其中，航標(biāo)服務(wù)水平進(jìn)一步劃分為準(zhǔn)確性、完善性、可靠性和適應(yīng)性4個(gè)子指標(biāo)；航標(biāo)技術(shù)水平進(jìn)一步劃分為先進(jìn)性、環(huán)保性、標(biāo)準(zhǔn)化和成熟度4個(gè)子指標(biāo)；航標(biāo)管理水平和維護(hù)水平進(jìn)一步劃分為維護(hù)水平、管理水平和人員素質(zhì)3個(gè)子指標(biāo)。具體如表1所示。

3.2評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

考慮到子指標(biāo)對(duì)主指標(biāo)的影響程度有大有小，如果一視同仁就必然會(huì)給評(píng)估帶來誤差。為了減少不必要的誤差出現(xiàn)，本模塊中對(duì)各子指標(biāo)都確定了一個(gè)權(quán)重因子。從數(shù)學(xué)的層面上看，權(quán)重因子是由各指標(biāo)兩兩進(jìn)行矩陣運(yùn)算而得到的。本文采用專家打分的形式來收集各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后通過矩陣計(jì)算得到各指標(biāo)的權(quán)重。

本文首先根據(jù)專家判斷確定判斷矩陣表，下面以管理和維護(hù)水平判斷矩陣為例進(jìn)行說明，將管理和維護(hù)水平的子指標(biāo)按行相乘再開n（n為子指標(biāo)總個(gè)數(shù)）次方有：

可得航標(biāo)效能管理和維護(hù)水平的子指標(biāo)權(quán)重集為：

w = {0.289/0.331/0.379}

按同樣的方法可以計(jì)算出服務(wù)水平和技術(shù)水平的權(quán)重集，于是整個(gè)評(píng)估指標(biāo)體系就完全建立起來了，如表2所示。

3.3綜合評(píng)估模型的建立

整個(gè)評(píng)估體系的目標(biāo)層為航標(biāo)效能綜合評(píng)估。主準(zhǔn)則層有服務(wù)水平、技術(shù)水平、管理和維護(hù)水平3個(gè)主指標(biāo)。在準(zhǔn)則層中則進(jìn)一步細(xì)分成11個(gè)子指標(biāo)。對(duì)于航標(biāo)來說，這些指標(biāo)之間都存在著一定的模糊性，相互之間有著某種程度上的重疊。因此，該體系的次準(zhǔn)則層可作為二級(jí)評(píng)判，目標(biāo)層則作為一級(jí)評(píng)判，共同建立起一個(gè)兩級(jí)三層的層次分析評(píng)估模型。

專家在整個(gè)航標(biāo)效能評(píng)估模型的建立中起到了最關(guān)鍵的作用，專家的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)直接決定了模型的合理性和可靠性。因此，在選取專家時(shí)，應(yīng)該特別關(guān)注那些在航運(yùn)一線中有過長(zhǎng)期實(shí)踐的高級(jí)船員，或者那些長(zhǎng)期在航海航運(yùn)領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)或科研的高級(jí)工程師或教授專家?；谒麄儗?duì)航標(biāo)及其周圍環(huán)境的深刻認(rèn)識(shí)，才能建立起一個(gè)合理而可靠的航標(biāo)效能評(píng)估體系。

3.4航標(biāo)效能評(píng)估的實(shí)施

模型建立完成后，各指標(biāo)的權(quán)重作為評(píng)估模型的輸入，即可運(yùn)用評(píng)估模型得到各航標(biāo)的效能估計(jì)值。首先可邀請(qǐng)若干專家對(duì)模型中的各子指標(biāo)進(jìn)行打分評(píng)級(jí)，級(jí)別規(guī)定共有5級(jí)，其中1級(jí)為最高級(jí)，5級(jí)為最低級(jí)。1級(jí)為滿分100分，以下各級(jí)按20分依次遞減。根據(jù)打分結(jié)果可以計(jì)算出評(píng)價(jià)矩陣Ri，進(jìn)而得到各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)向量：

最后可以根據(jù)公式計(jì)算出各個(gè)子指標(biāo)的最終評(píng)價(jià)得分：

其中，s為評(píng)價(jià)集對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)向量。由本文設(shè)定的打分級(jí)別可知：

S = （100/80/60/40/20）

在綜合評(píng)估過程中，由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源差異很大，可以采用專家經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行主觀賦權(quán)，也可以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)來進(jìn)行客觀賦權(quán)。各數(shù)據(jù)的量綱差異可以通過無量綱處理來解決。考慮到數(shù)據(jù)量較多，而且矩陣計(jì)算比較復(fù)雜，本文使用了MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)了效能評(píng)估的具體計(jì)算過程。

4.總結(jié)與展望

本文的航標(biāo)效能評(píng)估模型基本能滿足內(nèi)河航標(biāo)和沿海航標(biāo)的效能評(píng)價(jià)，是對(duì)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單定性評(píng)價(jià)的一次改進(jìn)，使航標(biāo)效能評(píng)估方法更加科學(xué)合理，同時(shí)也為航標(biāo)效能評(píng)估提供了新的思路和方法。隨著航運(yùn)業(yè)務(wù)的發(fā)展，國家對(duì)航標(biāo)效能評(píng)估工作將更加重視。從管理的層面上看，未來的航標(biāo)效能評(píng)估將朝著定期化、長(zhǎng)效化和規(guī)范化的方向發(fā)展。從技術(shù)層面上看，新的評(píng)估理論將會(huì)引進(jìn)到航標(biāo)效能評(píng)估工作中，使評(píng)估工作更靈活，更準(zhǔn)確。另外，進(jìn)一步提高評(píng)估過程信息化也是一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

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