基于加權(quán)灰熵的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)研究

韓永飛

(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 工商管理學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

近些年，頻繁爆發(fā)的突發(fā)事件給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極為不利的影響，更為嚴(yán)重的是它對(duì)民眾的生命安全構(gòu)成了巨大威脅，同時(shí)，還一定程度上阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈镔Y儲(chǔ)備，當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，可以把儲(chǔ)備的物資及時(shí)地運(yùn)送到受災(zāi)地區(qū)，保障災(zāi)區(qū)群眾的生活需求。當(dāng)前，國(guó)家正著力構(gòu)建以中央儲(chǔ)備為核心、省級(jí)儲(chǔ)備為支撐、市縣級(jí)儲(chǔ)備為依托、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和社區(qū)儲(chǔ)備為補(bǔ)充的五級(jí)應(yīng)急儲(chǔ)備體系[1]。在構(gòu)建和完善應(yīng)急物資儲(chǔ)備體系的過(guò)程中，應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)的建立是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選址是否合理至關(guān)重要，因?yàn)槲恢玫膬?yōu)劣更直接影響到救災(zāi)的速度和效率，進(jìn)而決定著應(yīng)急救援的效果。因此，有必要對(duì)應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)的選址進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。

應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)研究的是物流節(jié)點(diǎn)選擇問(wèn)題，屬于物流領(lǐng)域中的多屬性決策范疇。目前，大量的研究側(cè)重于一般設(shè)施的選址評(píng)價(jià)[2-5]，而對(duì)應(yīng)急設(shè)施這一特殊類型的物流節(jié)點(diǎn)，其選址評(píng)價(jià)方面的成果并不豐碩。國(guó)內(nèi)僅部分學(xué)者對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行了探索性的研究。李玉蘭、李波、劉永軍分析軍地一體化設(shè)施選址與商業(yè)物流中心選址的差異，綜合運(yùn)用層次分析法和目標(biāo)規(guī)劃法研究實(shí)際中地方和軍事相關(guān)資源約束問(wèn)題，得出最優(yōu)的軍地一體化應(yīng)急物資儲(chǔ)備設(shè)施選址方案[6]。肖俊華、侯云先建立基于模糊TOPSIS的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)備選地的初選[7]。曹慶奎、宋丹妹運(yùn)用層次分析法構(gòu)建應(yīng)急配送中心選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并用實(shí)例驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[8]。詹斌、馮樂(lè)、宋文娟考慮水上應(yīng)急物資儲(chǔ)備點(diǎn)選址的影響因素，利用TOPSIS方法構(gòu)建儲(chǔ)備點(diǎn)建設(shè)時(shí)序模型計(jì)算合理的水上應(yīng)急物資儲(chǔ)備點(diǎn)建設(shè)時(shí)序，并用實(shí)證數(shù)據(jù)證明該模型的可行性[9]。朱建明建立包含時(shí)效性、均衡性和魯棒性的應(yīng)急設(shè)施選址目標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用遺傳算法處理應(yīng)急設(shè)施選址優(yōu)化模型，并通過(guò)算例驗(yàn)證模型和算法的有效性[10]。孫瀅悅、陳鵬、劉曉靜等構(gòu)建應(yīng)急避難場(chǎng)所評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用TOPSIS方法評(píng)價(jià)應(yīng)急避難場(chǎng)所的適宜性程度，并用實(shí)證驗(yàn)證該方法切實(shí)可行，可以為城市應(yīng)急避難場(chǎng)所選擇提供參考[11]。

綜上所述，現(xiàn)有關(guān)于設(shè)施選址評(píng)價(jià)的成果為本研究提供了很好的參考和借鑒。然而，在對(duì)應(yīng)急設(shè)施選址評(píng)價(jià)中，多數(shù)文獻(xiàn)構(gòu)建的應(yīng)急設(shè)施選址評(píng)價(jià)指標(biāo)在合理性和完整性方面稍有欠缺，評(píng)價(jià)者直接對(duì)指標(biāo)權(quán)重主觀賦值在一些文獻(xiàn)中也很常見(jiàn)。鑒于此，本文嘗試構(gòu)建相對(duì)完善的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用引入信息熵的方法確定指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用加權(quán)灰熵對(duì)候選的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)進(jìn)行綜合排序，最終獲取合理的選址方案。

1 應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

從物流節(jié)點(diǎn)選址的基本原則出發(fā)，并考慮應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址的特殊性及實(shí)際情況，搜集大量相關(guān)文獻(xiàn)，初步構(gòu)建包括安全性、及時(shí)性、覆蓋范圍、經(jīng)濟(jì)性及公共設(shè)施狀況5個(gè)方面的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見(jiàn)圖1)。

圖1 應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了保證初選指標(biāo)的科學(xué)性和合理性，本文通過(guò)相關(guān)分析、隸屬度分析及專家診斷，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行綜合篩選和優(yōu)化，并進(jìn)行指標(biāo)體系的信度和效度檢驗(yàn)，以確保數(shù)據(jù)的有效性。鑒于篇幅限制，對(duì)指標(biāo)體系的篩選過(guò)程不再贅述，直接給出最終的結(jié)果。

(1)安全性。安全性是應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址的前提條件，沒(méi)有儲(chǔ)備庫(kù)自身的安全，后續(xù)的服務(wù)無(wú)從談起。在實(shí)際的選址過(guò)程中，需要考慮地震、泥石流、洪水、臺(tái)風(fēng)、溫濕度、地形地貌及土壤承載力等影響儲(chǔ)備庫(kù)安全的因素?？傮w可歸納為地質(zhì)條件、水文條件和氣候條件3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

(2)及時(shí)性。及時(shí)性可以用道路數(shù)目、道路等級(jí)和通達(dá)程度這3個(gè)二級(jí)指標(biāo)來(lái)衡量，它們直接影響應(yīng)急物資的流量、流向、流速和流程。較多的通行線路、較高的道路等級(jí)以及良好的通達(dá)狀況都能夠在一定程度上縮短應(yīng)急物資的配送時(shí)間，提高應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)的配送效率，提升突發(fā)事件救援的效果。

(3)覆蓋范圍。覆蓋范圍指的是應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)能夠滿足服務(wù)區(qū)域需求點(diǎn)的物資需求，具體可以用需求點(diǎn)的分布狀況和接近儲(chǔ)備庫(kù)的距離2個(gè)二級(jí)指標(biāo)來(lái)測(cè)評(píng)。儲(chǔ)備庫(kù)服務(wù)地區(qū)的人口密度越大越集中、與儲(chǔ)備庫(kù)的距離越近，應(yīng)急儲(chǔ)備庫(kù)物資保障的效率和效果則越好。

(4)經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)的建立主要用于應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，物資處于“備而不用”是其常態(tài)，因此要考慮儲(chǔ)備庫(kù)的占地面積、建設(shè)投入、人力成本、倉(cāng)儲(chǔ)成本、庫(kù)存持有成本及相關(guān)的管理費(fèi)用等。可以把上述影響因素歸結(jié)為建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本2個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

(5)公共設(shè)施狀況。公共設(shè)施狀況指的是儲(chǔ)備庫(kù)所在地區(qū)的水電供應(yīng)是否穩(wěn)定以及通訊是否順暢。良好的公共設(shè)施條件可以保證儲(chǔ)備庫(kù)日常工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅不會(huì)成為儲(chǔ)備庫(kù)發(fā)展的制約因素，而且能夠在突發(fā)事件救援時(shí)提供強(qiáng)有力的支撐。其影響因素可以用供水狀況、供電狀況和通訊狀況3個(gè)二級(jí)指標(biāo)來(lái)表示。

2 基于加權(quán)灰熵的選址評(píng)價(jià)方法

在上述選址評(píng)價(jià)的指標(biāo)中，有些是成本型指標(biāo)，有些是效益型指標(biāo)，為了方便問(wèn)題的研究，對(duì)考核備選地的所有指標(biāo)，不再進(jìn)行指標(biāo)類型的區(qū)分，僅用優(yōu)劣程度對(duì)其進(jìn)行評(píng)判，即分值高表明備選地該指標(biāo)有優(yōu)勢(shì)，分值低表明備選地該指標(biāo)處于劣勢(shì)。聘請(qǐng)專家組按照1～10分制的打分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)備選地指標(biāo)進(jìn)行全面打分，根據(jù)專家組的評(píng)判，可以得到下面的評(píng)價(jià)矩陣：

其中，rij表示第i個(gè)備選位置的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下的評(píng)價(jià)值。

2.1 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

在對(duì)應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，為了消除量綱差異，需要進(jìn)行評(píng)價(jià)矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化處理，具體的處理辦法是：

消除量綱差異后，形成的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)矩陣為：

其中，xij表示第i個(gè)備選位置的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下的標(biāo)準(zhǔn)值。

2.2 熵值法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

在應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址過(guò)程中，許多因素對(duì)最終的選址位置有一定的影響，且每個(gè)因素的影響程度也有差異，因而要在信息進(jìn)行集結(jié)之前對(duì)各影響因素的重要性加以區(qū)分，確定各影響因素重要性的權(quán)重。本文引入信息熵理論來(lái)對(duì)評(píng)價(jià)信息的不確定性進(jìn)行度量，得出相對(duì)客觀的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟為：

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣X，假定第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值為：

一般來(lái)說(shuō)，某評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值差異越大，則信息熵越小，該指標(biāo)擁有的信息量越大，相應(yīng)的權(quán)重也越大，該指標(biāo)也越重要，反之亦然。熵值法確定指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算公式為：

2.3 確定備選位置與理想解間的加權(quán)灰熵

由于每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度不一樣，依托熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重后，需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行加權(quán)處理，形成加權(quán)評(píng)價(jià)矩陣：

Y=(yij)m×n，其中yij=ωjxij

在對(duì)備選位置進(jìn)行排序時(shí)，會(huì)存在評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)解和最差解，也就是評(píng)價(jià)指標(biāo)的正負(fù)理想解。因而希望備選位置的評(píng)價(jià)盡量接近正理想解，遠(yuǎn)離負(fù)理想解。正負(fù)理想解的計(jì)算公式為：

由于灰色關(guān)聯(lián)分析可能會(huì)帶來(lái)局部關(guān)聯(lián)傾向和信息丟失的問(wèn)題，本文嘗試引入加權(quán)灰熵來(lái)取代傳統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)系數(shù)取平均值的算法加以改善。

經(jīng)過(guò)以上運(yùn)算，可以得到各備選位置與正負(fù)理想解的加權(quán)灰熵，分別為：

H+=Hr(Y1,S+),Hr(Y2,S+),…,Hr(Ym,S+)；

H-=Hr(Y1,S-),Hr(Y2,S-),…,Hr(Ym,S-)。

由貼近度定義，可以計(jì)算出備選位置i的加權(quán)灰熵為：

在進(jìn)行備選位置最終排序決策時(shí)，pi的值直接決定備選位置的優(yōu)劣，即備選位置的加權(quán)灰熵值越大，則備選位置的綜合指標(biāo)越好。

3 實(shí)例分析

為了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，經(jīng)過(guò)前期對(duì)某地區(qū)的實(shí)地查看、分析和研究，有3個(gè)較為理想的位置可作為應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)的備選地。本研究中特聘請(qǐng)來(lái)自高校、政府和企業(yè)在應(yīng)急物資儲(chǔ)備方面具有一定影響力的專家形成專家小組，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按1～10標(biāo)度法，從安全性、及時(shí)性、覆蓋范圍、經(jīng)濟(jì)性和公共設(shè)施狀況5個(gè)方面對(duì)各備選位置進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。將專家組的打分結(jié)果收集整理后得到的評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示：

表1 整理后的備選位置評(píng)價(jià)指標(biāo)得分表

將表1進(jìn)行量綱差異消除處理后，得到的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣為：

由熵值法得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量為：

標(biāo)準(zhǔn)化矩陣經(jīng)加權(quán)處理后，得到的加權(quán)評(píng)價(jià)矩陣為：

經(jīng)計(jì)算后，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的正負(fù)理想解分別為：

取分辨系數(shù)ρ=0.5，代入計(jì)算可得評(píng)價(jià)向量Yi與正理想解S+的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣為：

利用上面的加權(quán)灰熵計(jì)算公式，經(jīng)計(jì)算處理后，得到的各備選位置與正負(fù)理想解的加權(quán)灰熵，分別為：

由貼近度定義，運(yùn)算得出備選位置i的加權(quán)灰熵為：

根據(jù)加權(quán)灰熵pi的值，可以對(duì)3個(gè)備選位置進(jìn)行排序，備選位置3綜合條件最優(yōu)，備選位置1次之，備選位置2最差。因此，備選位置3最適合用來(lái)建造應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)。

4 結(jié)語(yǔ)

建立科學(xué)合理的應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)不僅是完善應(yīng)急物資儲(chǔ)備體系的重要步驟，更是直接關(guān)系到災(zāi)難救援效果的因素。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，首先，從安全性、及時(shí)性、覆蓋范圍、經(jīng)濟(jì)性和公共設(shè)施狀況5個(gè)方面，構(gòu)建應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵值法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，得出各指標(biāo)重要程度的客觀結(jié)果；其次，運(yùn)用熵值法加權(quán)處理指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果，并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析和優(yōu)劣解距離法，測(cè)算備選位置與正負(fù)理想解的加權(quán)灰熵；最后，計(jì)算各備選位置的灰關(guān)聯(lián)貼近度，確定理想的儲(chǔ)備庫(kù)位置，并通過(guò)實(shí)例加以驗(yàn)證，證明該方法在實(shí)踐中的可行性。

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