基于模糊综合评价的客船应急疏散模型研究

张新放，关克平

(上海海事大学 商船学院，上海 201306)

维修理论

基于模糊综合评价的客船应急疏散模型研究

张新放，关克平

(上海海事大学 商船学院，上海 201306)

为了评价紧急情况下客船应急疏散的能力，从船舶内部和外部的影响因素入手，分析客船应急疏散的评价指标。通过分析客船人员疏散的特点，确定客船应急疏散评价的指标体系，综合运用专家估测法与模糊决策理论，建立客船应急疏散能力的模糊综合评价模型，运用该模型对“石咀客渡035”客船的应急疏散能力进行实证分析，结果表明该评价体系是可行的，对客船人员应急疏散有一定的参考意义。

客船应急疏散；评价指标；模糊综合评价模型

自航运出现以来，客轮的重大事故屡见不鲜，造成了惨重的人员伤亡和财产损失。例如，2014年4月16日，韩国一艘载有470多人的“岁月(SEWOL)”客轮在韩国全罗南道水域发生浸水事故，造成304人遇难。经事故调查，除了乘客超员、救生器材不足或故障等因素外，人群疏散混乱也是导致海难事故高伤亡率的主要原因[1]。

1 模糊综合评价的原理

模糊综合评价的数学模型是建立在模糊数学基础上的一种定量评价模式，它是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价[2]，主要步骤如下。

1)确定评价对象的因素集U。设U={u1,u2,…，um}为被评价对象的m种评价因素，ui代表影响因素，m为评价因素的个数。

2)确定评价对象的评语集V。设V={v1，v2，…，vn}是评价者对被评价对象可能做出的各种评价结果组成的评语等级集合。vj代表第j个评价结果，n为评价结果数量。

3)确定评价因素的权重向量A。设A=(a1，a2，…，an)为权重分配模糊矢量，其中ai表示第i个因素的权重。

4)确定模糊关系矩阵R。对评价对象分别按每个评价指标ui计算出其相对于每个评语等级的隶属度，构成模糊关系矩阵R：

5)多指标综合评价。确定每个指标的权重以及单因子评价矩阵之后，权重系数A与隶属矩阵R做合成运算。合成矩阵B：

其中bj是对各种评价结果的隶属度。

6)对评价结果进行分析。当确定综合评价的结果属于哪个评语时，采取最大隶属度原则bj0=bj max(1≤j≤n)时，则断定评价结果为第j个评语，综合评价值最大者即为最佳方案[3]。

2 建立客船应急疏散能力的模糊综合评价模型

2.1 应急疏散评价指标的选取

客船应急疏散能力的模型，其优劣性在很大程度上取决于所选评价指标的好坏，评价指标的选取应全面且有概括性，各指标之间应具有可比性，各对象的数据应易于获取[4-5]。

影响客船应急疏散的因素归结为：乘客因素、疏散指示系统、环境因素、管理因素。乘客因素主要指船员和旅客的生理因素和心理因素等。疏散指示系统主要包括灯光指示系统、应急照明系统、听觉指示系统等。环境因素是指客船结构、对客船的熟悉程度、海况条件等。管理因素是指客船发生事故时的管理水平和技术水平等[6]。

2.2 模糊综合评价模型的建立

将评价指标分为2级，先对第一级评价指标评价，将评价结果作为第二级评价的各评价对象的隶属度，进行第二级评价[7]。

1)因素集和评语集的确定。在客船应急疏散能力评价系统中，U即为客船应急疏散能力等级，m=4，即：U={u1,u2,u3,u4}。u1为乘客因素，u2为疏散指示系统，u3为环境因素，u4为管理因素。u1={u11,u12},u2={u21,u22,u23},u3={u31,u32,u33},u4={u41,u42}。u11为生理因素，u12为心理因素；u21为灯光指示系统，u22为应急照明系统，u23为听觉指示系统；u31为客船结构，u32为熟悉程度，u33为海况条件；u41为技术水平，u42为管理水平。

在客船应急疏散综合评价中，将评语集取为V= {优，良，中，差}，分4个等级。“优”指完全能满足应急疏散的要求，评分区间为(75,100]；“良”指能满足应急疏散的要求，评分区间为(50,75]；“中”指不能完全满足应急疏散的要求，评分区间为(25,50]；“差”指客船存在严重的缺陷，评分区间为(0,25]。

2)评价因素权重的确定。模糊综合评价法权重的确定对评估的准确性起到决定性作用，直接影响综合决策的结果。方法主要有Delphi法、层次分析法、数理统计法、调查统计法和专家估测法等。文章在对船舶应急疏散了解的基础上采用专家估测法确定权重，起到了较好的效果[8]。

设因素集U={u1,u2,…，um}，现有k个专家各自独立地给出各因素ui(i=1,2,…,m)的权重，如表1所示，可取各因素权重的平均值作为其权重。

表1 专家估测法确定权重

(注：j=1,2,……，m)

3 客船人员应急疏散案例分析

3.1 “石咀客渡035”客船数据及权重的确定

2012年3月11日，“石咀客渡035”客船航速约13km/h，载客共50人，与“锐丰329”客船在浔江桂平段水域发生碰撞，20人死亡。结合该船实际情况，经有关调查分析，得出各因素的权重值，并取平均值，统计结果如表2所示。

表2 “石咀客渡035”客船应急疏散评估表

3.2 “石咀客渡035”客船应急疏散能力的模糊综合评价

对第一级因素进行评价，计算出每个评语等级的隶属度，得矩阵RA：

RA=(0.4 0.25 0.2 0.15)×

取评价矩阵P：[88 63 38 13]，则综合评价值T=RA×PT。

从评价结果可以看出该客船应急疏散能力处于“良”的水平。经验证该模型对客船人员应急疏散评价具有实际意义，符合程度较高[9]。

4 结束语

本文运用模糊综合评价法，对客船人员应急疏散行为决策进行了研究。全面分析了影响客船应急疏散的因素，建立了疏散评价指标体系，综合运用专家估测法和模糊决策等方法，建立评价客船应急疏散能力的模糊综合评价模型，并通过实例进行验证，获得了较好的结果，为今后客船因碰撞、搁浅、火灾等导致翻沉的事故提供参考。

[1] 徐德江.紧急情况下客船人员撤离运动模型的研究[D]. 大连：大连海事大学，2008.

[2] 戴树龙.宁波试航水域规划与模糊综合评价研究[D]. 大连：大连海事大学，2011.

[3] 王巨川,章前,王刚.多指标模糊综合评价[J].昆明理工大学学报,1998,23(4):69-71.

[4] 张军.船舶应急疏散顺序灰色聚类决策模型研究[D]. 大连：大连海事大学，2010.

[5] Hsin-Pin Fu, Kuo-Kuang Chu, Sheng-Wei Lin，et al. A STUDY ON FACTORS FOR RETAILERS IMPLEMENTING CPFR - A FUZZY AHP ANALYSIS[J]. Journal of Systems Science and Systems Engineering,2012,19(2):192-209.

[6] 章泽虎. 基于模糊综合评价的船舶碰撞危险度模型研究[D].大连：大连海事大学，2012.

[7] 郭靖. 客运船舶海事安全评估与监管研究[D]. 大连：大连海事大学，2014.

[8] 刘红, 夏东进. 基于模糊综合评价的客船火灾人员应急疏散评价体系研究[J]. 中国水运,2013,13(12):112-115.

[9] 赵晨. 桂平“311”锐丰“329”轮与“石咀客渡035”船碰撞事故调查报告[J]. 中国海事，2014(7):38-39.

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

张新放(1991-)，男，河南商丘人，在读硕士研究生，研究方向为船舶航行与航海环境。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.014

2015-12-23