组合权重法在机场空防安全评价中的应用

李龙海，刘 凡

（中国民航大学机场学院，天津 300300）

民用航空运输是5种主要运输方式之一，航空运输为人财物的迅速流动创造了条件，推动了世界政治、经济、文化的交流。然而，由于航空运输的特点，几乎从其诞生开始，人们就开始关注民航的安全问题。空防安全与飞行安全是民航安全两大组成部分，空防安全是指有效地预防和制止人为地非法干扰航空器的犯罪与行为，保证在使用中的航空器依照合法机长的正常意愿，在原定的时间和空间内安全、正常运行[1-3]。飞行安全是指航空器在运行过程中，不出现由于运行不当或外部原因而造成的人员伤亡或航空器损坏的事件。两者缺一不可，共同构成民航安全工作的永恒主题[4]。

虽然民航客货运输近10年来获得了极大发展，但民航安防也同样面临着巨大的挑战，确保民航旅客和货物的安全已是民航安全的最重要任务。由于社会的多样性和复杂性，不同的社会群体有着各自不同的诉求，敌对分子、恐怖分子及精神病患者等会给航空运输安全带来巨大威胁。旅客与行李的安全检查、货物安全检查、航空器监护等环节都与机场的空防安全息息相关，只要任何一个环节出现问题，都有可能导致不安全事件的发生。作为民航系统的一个子系统，机场是飞行安全的地面保证和屏障，对空防安全起着十分重要的作用。

1 组合权重法在空防安全评价中的作用

评价机场的空防安全时，权重的设计是一项非常重要的内容，由于每个评价指标与同一类别中的其他指标相比，其作用、地位和影响力不尽相同，必须根据每个指标的重要性程度赋予不同的权重，这对评价结果有着重要影响。目前空防安全评估的指标权重计算方法有层次分析法、模糊层次分析法、灰色分析法等。这些方法大都为主观赋值法，计算权重的原始数据主要由评估者根据经验判断得出，因此对指标的排序有很大的随意性，虽然对结果有很强的解释性，但客观性较差；而客观赋值法确定的权重在大多数情况下精度较高，却可能与实际情况相悖，对所得到的结果难以给出合理的解释；因此单纯使用主观赋权法或者客观赋权法，结果都不尽人意[5-7]。

组合权重法结合属于主观赋值法的层次分析法和客观赋值法的熵权法，对得到的原始数据经过熵权法公式计算，与层次分析法所得权重值进行乘法合成，通过组合2种方法的权重值，进而得出各个指标的加权，既能体现主观赋权法中专家的主观意向，又能表达出实际评价值中所反映的指标客观特性。

2 组合权重计算方法

熵（entropy）指的是体系的混乱程度，其在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。申农（C.E.Shannon）将这个概念引入到信息论中来，称之为信息熵，现已在工程技术、社会经济等领域得到十分广泛的应用[8]。

在评价体系中，若某个指标的熵越小，就表明其指标值的变异程度越大，提供的信息量越多，在评价中所起的作用越大，则其权重也越大；反之，某个指标的熵越大，就表明其指标值的变异程度越小，提供的信息量越少，在评价中所起的作用越小，则其权重也越小。所以在具体分析过程中，可以根据各个指标值的变异程度，利用熵来计算出各个指标权重，该方法被称为熵权法[9-11]。

其中：wj为第j个指标的组合权系数为第j个指标的层次分析法权重系数为指标j的熵权法权系数。

在获得权系数后，将各权重计算方法所得权重转化成排序值，计算不同方法之间的spearman等级系数ρik，其反映了方法i和方法k在赋权时的一致性程度，ρik越大表示2种方法所持标准的一致性程度越高。其计算公式为

为了利用spearman等级系数对比不同方法间的优劣性，特引入兼容度的概念，它表示了某种方法与其余方法的spearman等级系数的算术平均值，即

可见，若某种方法的兼容度越大，则该种方法的代表性越强，与数据的吻合性越高，可靠性就高。

3 组合权重法空防安全评价应用实例

使用组合权重方法对上海某机场的空防安全进行评估，已建立评估体系，如图1所示，对应的细化表格如表1所示。

图1 民用机场空防安全评价体系Fig.1 Airport aviation security evaluation system

表1 民用机场空防安全指标体系Tab.1 Airport aviation security evaluation system

各层判断矩阵如下图所示[4]

将决策矩阵换算成各指标的比值，再根据熵权法计算出各个指标的熵和熵权值，使用yaahp软件获得层次分析法的权重值，通过乘法归一化公式将两者组合，使用excel计算，得到组合权重值wj，结果如表2所示。

表2 机场空防安全评价指标权重值Tab.2 Evaluation index weights of airport aviation security

将所得权重转化成数值大小的排序值，如表3所示，其中方法1为层次分析法，方法2为熵权法，方法3为组合权重法。计算各自的spearman等级系数有：ρ12=0.436 8；ρ13=0.926 3；ρ23=0.631 6。3 种方法的兼容度分别为：y1=0.681 6；y2=0.534 2；y3=0.778 9。可见组合权重法相对层次分析法和熵权法的兼容度最高，能够较好的融合2种赋权方法的权重信息。

表3 权重排序值Tab.3 Rank value of evaluation index

分析图2数据后，得出以下结论：

1）按照各个指标的权重大小，将指标分成3类，第 1 类在区间[0，0.05]上，主要包括 B14、B21、B23、B24、B25、B26、B31、B32、B34等 9 个指标；第 2 类在区间[0.05，0.1]上，主要包括 B12、B22、B42等 3个指标；第 3类在[0.1，0.25]上，包括 B11、B13、B43、B45等 4 个指标。

2）在4个2级指标中，管理和人员占权重的80%，是需重点注意的地方；其中对机场空防安全影响最大的指标为管理人员、规章制度、人员资格与培训。

3）组合权重法虽然扩大了人员在二级指标中的权重，但管理仍是机场空防安全系统中最重要的一环，机场空防安全管理者在空防安全中有着举足轻重的作用，只有好的管理者，机场空防安全才能得到较高保障。

4）在重视机场空防安全管理的同时，必须加强人员资格与培训工作，空防安全工作最终的落实者还是机场一线人员，只有对员工进行空防安全培训，提高机场员工的空防安全意识，才能确保机场的空防安全。

图2 3种方法下空防安全评价指标权重值的对比Fig.2 Comparison of index weight under three methods

5 结语

空防安全作为民航安全的重要组成部分，是一个独立的系统。机场的空防安全工作是包含人、机、环、管4个方面的复杂系统。在确定机场空防安全指标权重时，通过对层次分析法和熵权法计算结果的乘法归一化处理，既能表达评价的客观性，又具有较好的解释性，确保了结果的精度和与实际情况的契合，对机场空防安全评价开辟了一条新的思路，具有一定的借鉴意义和实用价值。

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