基于熵权法的综合商场应急处理能力评估

邹碧海 陈映亦 刘晋 周世靖

(重庆科技学院安全工程学院， 重庆 401331)

基于熵权法的综合商场应急处理能力评估

邹碧海 陈映亦 刘晋 周世靖

(重庆科技学院安全工程学院， 重庆 401331)

综合运用事故树分析和专家咨询方法，建立指标体系；对层次分析法所确定的指标权重进行修正，并通过模糊综合评价法确定某综合商场应急处理能力等级。

综合商场； 应急处理能力； 熵权法

目前，保障应急处理能力的应急预案普遍存在内容重复、衔接不足、可操作性差等问题[1-2]。应急处理能力亟待提升，资金投入不足、救灾理论研究不足、应急预案演练过少等问题较突出[3]。针对应急救援过程中应急组织机构的协同作用，陈述等人采用构建协同应急响应模型的方法，初步解决了多部门复杂应急响应结构应急处置方案优选问题[4-5]。樊治平等人将前景理论应用到应急处理过程中，探索应急响应的风险决策方法[6-8]。关于如何保障应急处理能力、从内外部环境分析应急救援风险方面的研究却鲜有成果。

本次研究将针对某综合商场的应急处理能力，采用熵权法对层次分析法计算出的指标权重进行修正，然后采用模糊综合评价法对应急处理能力进行综合评价。

1 研究方法

1.1 评价指标的选择原则

(1) 可预测性。风险是在系统遭受自然灾害、突发事件后才能体现出的一种性质，因此，选取的评价指标需要对系统应急处理能力的风险有一定程度的影响。

(2) 综合性。影响应急处理能力的指标种类繁多，如果全部纳入评价指标体系中，无论是从经济性还是结果的精确性，都会对评价模型产生不利的影响。因此，选取的评价指标是必要的，且能从多个方面反映系统的应急处理能力。

(3) 独立性原则。众多评价法中，评价指标的选择都应该避免重复具有相容性的指标。在指标体系确定后，应进行相关性分析，从而排除相关性较大的指标，避免评价结果不准确的情况。

(4) 适应性原则。所选评价指标应符合系统的实际情况。如果所选指标不符合系统的实际情况，所计算的结果就无法作为有效结果[9]。

1.2 熵权法

熵权法是一种客观的赋权方法[9]，源于信息论。熵是化学学科中的概念，熵值常用作度量系统的无序程度。在熵权法的评价中，如果某项指标的信息熵越小，则该指标的变异程度越大，越能提供更多的信息，因此，该指标在评价中起到的作用也就越大。反之，信息熵越小的指标，其权重反而越大。熵权法确定指标权重的步骤如下：

(1)对各个指标的评分进行数据标准化处理。使用层次分析法建立判断矩阵A，进行归一化处理后得到标准矩阵：

P=(pij)n×n

(2)

式中：P为数据标准化后的矩阵；aij为层次分析法构造的矩阵。

(2) 计算指标的信息熵：

(3)

(3) 计算指标的信息熵权重uj：

(4)

式中：uj为各指标信息熵权重；n为指标层指标数量。

(4) 使用乘数合成归一法，用熵权修正层次分析法得出权重后，再得到新的指标权重：

(5)

式中：λj为修正后的指标权重；ωj为层次分析法得出的指标权重。

1.3 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价法。基于模糊数学的隶属度理论，将定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体评价。首先，需要确定被评判对象的评价集及指标集; 然后，根据熵权法确立各个指标的权重及其隶属度向量，从而得到模糊评判矩阵; 最后，对指标权向量与其模糊评判矩阵进行模糊运算和归一化处理，由此得到模糊综合评价结果。具体步骤如下：

(1) 确立因素集。这里的因素集指的是评价指标体系：

U={u1，u2，u3，…，un}

(6)

(2) 确立评语集。根据专家对每一项指标的评价，每个指标的评语可以形成不同的等级。根据每种因素不同评价等级确立的集合称为评语集，记为：

V={v1，v2，v3，…，vn}

(7)

(3) 确定指标权重。根据层次分析法得出的指标权重，在经过熵权法进行修正后，可以得到各指标之间的权重，记为：

A={a1，a2，a3，…，an}

(8)

(4) 确立模糊综合判断矩阵。第i个指标对各个评语的隶属度是V上的单因素评判集，记为:

Ri={ri1，ri2，ri3，…，rim}

(9)

(5) 综合评估。根据判断专家打分的模糊判断矩阵，及指标的权重，得到评估结果：

B=A*R

(10)

2 实例研究

以重庆市沙坪坝区龙湖U城综合商场为例进行分析。在充分调研并获得专家咨询结果的基础上，运用层次分析法对评价指标进行了赋权，并使用熵权法修正了层次分析法计算出的权重，以此确定安全应急处理能力影响因素的重要性。

2.1 指标体系的建立

运用鱼骨图分析法可以发现出现问题的根本原因[11]。参照石油企业安全应急能力评价指标[12]，结合鱼骨图分析法，建立出评价指标体系(见表1)。

表1 综合商场应急处理能力评价指标体系

2.2 基于熵权法的指标权重

首先，通过专家打分，确定准则层的判断矩阵并计算其相对重要性权重(见表2)。

表2 准则层对目标层的判断矩阵

根据式(2)求得准则层各项指标的权重(见表3)。

表3 准则层判断矩阵及指标权重

与上述方式相同，可以求得各指标层对于准则层的权重(见表4)。

表4 各指标层权重

根据熵权法对层次分析法得出的指标权重进行修正(见表5)。

表5 修正后的各指标层权重

2.3 基于模糊综合评价法的综合商场应急处理能力评估

(1) 评价集的确定。本模型的评价语集共分为五级，表示为：

V=(v1，v2，v3，v4，v5)

={好，较好，中，较差，差}

(2) 权重向量的确立。根据熵权法修正后的准则层及指标层的权重得到各指标权重的向量：

A=(0.923，0.129，0.002)

A1=(0.440，0.056，0.056，0.440，0.007)

A2=(0.442，0.177，0.074，0.306)

A3=(0.025，0.025，0.948)

(3) 模糊判断矩阵的确立。根据专家对准则层打分结果构造模糊判断矩阵：

(4) 综合评价。使用MATLAB并根据权重向量A1、A2、A3分别得到应急救援能力、应急响应能力和指挥协调能力的评价向量：

B1=(0.218 0,0.244 5,0.299 0,0.143 9,0.093 6)

B2=(0.284 9,0.349 4,0.239 7,0.117 6,0.007 4)

B3=(0.197 1,0.304 4,0.394 2,0.099 8,0.097 3)

最后根据A的权重向量得到综合商场应急处理能力综合评估向量：

=(0.238 4,0.271 4,0.307 7,0.148 2,0.087 5)

从总体综合评估的结果来看，该综合商场的应急处理能力处于中等偏上水平，其应急处理能力还有提升的空间。另外，3个一级指标的评估结果显示，该商场的应急响应能力相对优于应急救援能力和指挥协调能力，但还需要进一步强化应急处理能力，尤其是应急救援能力。

3 结 语

本次研究通过构建综合商场应急处理能力评价指标体系，使用熵权法对层次分析法计算的指标权重进行修正，同时，结合模糊综合评价法，建立了综合商场应急处理能力评估模型。对重庆龙湖U城综合商场的应急处理能力进行实证分析，结果显示该评价模型的结果与实际情况大致相符，证明了该方法的有效性和实用性等。

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EvaluationofEmergencyHandlingCapacityofComplexShoppingMallBasedonEntropyWeightMethod

ZOUBihaiCHENYingyiLIUJinZHOUShijing

(School of Safety Engineering, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China)

This article aims to establish an emergency handling capacity index evaluation system for shopping malls based on the combination of accident tree analysis and expert consultation. The index weight determined by analytic hierarchy process is amended, and then the fuzzy comprehensive evaluation method is used to determine the level of the shopping mall's emergency handling capacity.

comprehensive mall; emergency handling capacity; entropy weight method

2017-09-29

重庆市研究生教育教学改革研究项目“工程硕士专业学位研究生创新能力培养体系研究与实践”(YJG173031)

邹碧海(1965 — )，男，博士，教授，国家安全生产专家，硕士生导师，研究方向为安全工程技术及安全管理。

X921

A

1673-1980(2017)06-0079-04