基于信息熵—未确知测度评价法的VTS综合评估

胡惟璇 杜妍

摘要：文章通过构建船舶交通管理系统（缩写VTS）综合评估指标体系，对A省辖区5个VTS中心的服务效率进行排序。研究结果表明，信息熵-未确知测度评价法切实可行，为全面科学评估VTS综合运行效果提供了方法和指导，为VTS建设和发展提供了有益的参考。

关键词：信息熵-未确知测度评价法；船舶交通管理系统；VTS；综合评估；海事系统 文献标识码：A

中图分类号：U676 文章编号：1009-2374（2016）06-0015-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.008

1 概述

随着海事的不断发展，船舶交通管理系统（VTS）成为实施船舶交通服务和管理重要的手段之一，其在海事管理中的地位和作用日趋凸显。国际海事组织（IMO）在《VTS指南》中对VTS的定义是：由主管机关实施，用于提高船舶交通安全和效率及保护环境的服务，在VTS覆盖水域内，这种服务应能与交通相互作用并对交通形势变化做出反应，为船舶交通服务。

为准确全面评估VTS的效用，对VTS做综合评估是必要的：一方面，综合评估可判断VTS作为一个综合性海事管理和服务平台是否完成了应有的信息服务、助航服务、交通组织等多项职能；另一方面，综合评估结果可为VTS未来的建设和发展提供有益的建议。

2 基于信息熵-未确知测度评价法的VTS综合评估模型

熵指变量的不确定性概率大小，可以用来表示信息的有序程度，引入信息熵来度量信息源中平均信息量的大小，从而表示整个信息系统的平均不确定程度，并且信息越有序，信息熵就越低，信息源越不确定，信息熵就越大。VTS的评价数据涉及方方面面，且具有大量不确定因素，信息熵可将其量化，并向决策者提供更多有用的信息。信息熵-未确知测度的评价步骤如图1所示：

图1 信息熵-未确知测度的评价步骤

2.1 VTS评价指标体系的建立

根据VTS定义结合当前用户实际运行中对VTS的功能需求，将VTS综合评估的重点放在系统运行与管理能力、资源服务能力两方面。在向海事局专家咨询四轮，意见趋于一致后，构建VTS综合评估指标体系，见表1。

2.2 评价矩阵的确定及评价指标的筛选

设对于个评价对象通过个评价指标对其进行评估，设评价对象向量，评价指标向量，则，其中，为对于指标对象的评价值，评价矩阵为：

通过信息熵的概念公式计算指标的熵值和熵权（即指标区分度），并删除对评价对象而言几乎无区分度的指标，将约简后的指标体系进行重新整合。

2.3 单指标未确知测度

单指标未确知测度是指通过确定指标的评价等级和单指标测度函数来计算各指标的测度值，进而得到指标的测度空间矩阵。具体如下：

对tij设个评价等级，则评价向量，

且为有序向量，即，则有分类标准矩阵，且（）为根据未确知测度模型得到的属于等级的未确知度，除此之外，单指标测度需要符合以下特性：

非负有界性：

可加性：

归一性：

2.4 各指标权重的确定

通过信息熵的定义得到指标的峰值为：

（1）

式中：p为等级数；为单指标测度；指标的重要度可用Vij表示，则的权重为：

（2）

其中，。

2.5 多指标未确知测度

根据权重可得评价对象的综合未确知测度，则多指标未确知测度矩阵为：

（3）

2.6 置信度识别

若满足，对置信度计算得 （4）

则认为属于等级。

对ti进行排序，可以将下式作为评分规则计算：

（5）

其中对以-2为公差的等差数列取值，并依据对比较并排序分析。

3 基于信息熵-未确知测度评价法的VTS综合评估模型应用

以A省辖区内5个VTS中心（以A-E标识）为评估对象。根据式（1）、式（2）可得A省5个VTS中心评估指标权重为：

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）

根据式（3）可得各个评价对象对应的各指标未确知测度矩阵为：

根据多指标未知测度矩阵，进行各个对象的排序，取，由式（4）可得：，，，即B中心和E中心VTS综合运行水平很好，A中心和D中心VTS综合运行水平好，C中心一般。

取代入式（5），则（3.085763，5.942322，2.42076，5.441135，3.37411），即，故5个VTS中心评价的综合效用从高到低排序为VTS（B）、VTS（D）、VTS（E）、VTS（A）、VTS（C）。

4 结论及建议

本文系统评估了A省VTS运行的有效性、软件及管理的实施情况，并结合人员与管理模式等因素，从VTS构架、功能、建设运行情况、人员监管模式等方面进行深入评估。研究结果表明，信息熵-未确知测度评价法适合VTS综合评估且切实可行，为更全面科学地评估VTS综合运行效果提供了方法和指导，为VTS建设和发展提供了有益的参考。具体建议包括以下两个方面：（1）从评估最终结果来看，VTS（B）运行效果最佳，VTS（D）和（E）居中，VTS（A）和（C）随后。在硬件设施基本相同的情况下，VTS运行功效取决于海事值班人员及海事中心领导创新及管理能力，应加强对VTS国际化的认识和研究，及时调整不适应VTS管理的工作模式，建设符合国际标准的VTS机构和操作管理员工队伍。（2）VTS中心的综合能力均有发展提升空间，主要表现在对VTS的功能应用和增值功能的开发利用上。建议海事管理部门以船舶监督和服务为主导，加强VTS建设标准化研究，建设集水上交通信息中心、控制中心、指挥中心为一体的现代化船舶交通管理体系。

参考文献

[1] 国际海事组织.VTS指南[S].1997.

[2] 郭亚军.综合评价理论、方法及应用[M].北京：科学出版社，2007.

（责任编辑：周 琼）