基于层次分析法和模糊综合评价法的应急管理能力综合评价研究

侯风垒

（厦门轨道建设发展集团有限公司，福建厦门 361000）

1 引言

地铁建设工程因具有线路长、作业空间小、风险点多、协调难度大等特点，在施工阶段将面临更多不确定、不稳定的风险，而这些小概率风险均有可能导致严重的事故灾害，如轨行区事故、基坑坍塌、火灾、起重伤害等。然而目前地铁企业的应急管理普遍存在协调机制不完善、预防能力不足、预警信息及流程不顺畅、制度执行不到位等问题，造成应急管理只是应“急”，而不能真正实现预防与应急相结合，这不仅降低企业的应急管理能力，也给人们的生命、财产等造成严重的损失。若要有效减少因事故带来的人员、财产等的直接经济损失和社会负面影响，就需要具备完善、高效的应急管理能力，但是要具备完善、高效的应急管理能力，前提是能系统全面的判断影响应急管理能力的诸多因素以及重要性排序，并运用合适有效的数学工具分析出现有应急管理能力体系中各因素的优势和不足，从而做到强化优势、弥补劣势。而层次分析法和模糊综合评价法等模糊数学分析的方法可为这种分析提供理论依据。

2 层次分析法和模糊综合评价法

2.1 层次分析法

层次分析法是美国匹兹堡大学教授、运筹学家萨迪（A.L.Saaty）于20世纪70年代提出的将定性与定量相结合的、将决策者对复杂系统的评价决策思维过程数学化的一种方法。该方法先把一个复杂的问题分解为若干个组成因素，再将这些因素按支配关系分组，从而形成一个有序的递阶层次结构，通过两两比较的方式确定层次中各因素的相对重要性，然后结合决策者的判断以确定各因素相对重要性的排序。运用层次分析法进行决策时，其基本步骤如下文所述。

2.1.1 建立层次结构模型

对地铁企业应急管理能力进行评价的过程中，首先确定目标层，目标层是地铁施工阶段应急管理能力评价，然后根据应急管理能力评价体系将其分为2级评价指标。

2.1.2 构建比较判断矩阵

用两两成对比较法和相对尺度来量化各指标之间的相对重要度，用1个比较尺度Cij来表示同一准则层第i个指标Xi相对于第j个指标Xj的相对重要度。这个相对重要度的取值通过Saaty的1～9标度法来确定各项指标之间的比较尺度，如表1所示。由此，可以构建出比较判断矩阵R，其表达形式为：

表1 比较尺度取值

2.1.3 权重计算及其一致性检验

通过各项指标两两比较的结果而构建出的比较判断矩阵R，往往又会受各评价人员素质、经验、经历等主观因素的影响，从而可能导致得出的权重向量存在较大的偏离，所以需要通过一致性检验，来衡量权重向量ω的可靠度。进行一致性检验的步骤如下。

（1）计算一致性检验指标CI：

式（2）中，λmax为比较判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵阶数。

（2）计算平均随机一致性指标RI，以及计算一致性比例CR：

式（3）中，CI为矩阵一致性指标，CI愈小，说明一致性愈大。RI为矩阵的平均随机一致性指标，如表2所示。其中，RI与判断矩阵的阶数相关联，一般来说，判断矩阵的阶数越多，出现一致性随机偏离的可能性也会越大。

表2 矩阵的平均随机一致性指标

若CR≥0.1时，则需要重新构建判断矩阵；CR＜0.1时，则可以认为该比较判断矩阵通过一致性检验，此时数值就是该指标内容的权重，该权重可以在后续评价中使用。

2.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法是采用模糊数学的方法，将一些边界不清、不易定量的因素进行定量处理，从多个因素对被评价对象隶属度等级状况进行综合性评价的一种方法，其基本步骤如下。

（1）确定评价指标。建立评价指标A={B1，B2，B3，B4} ={预防与应急准备，信息监测与预警，应急处置与救援，事后恢复与重建}。

（2）确定评价对象的评价等级。评价等级是对每一指标所处的状态的n种决断，P={p1，p2，p3，…，pn}，其中pi表示第i个评价结果，i= 1，2，3，…，n，n为总的评价结果数，本文将评价等级划分为优秀、良好、一般、差、很差等5个等级，即P={p1，p2，p3，…，pn}={优秀，良好，一般，差，很差}。

（3）构造评价矩阵和确定权重向量，ω= （ω1，ω2，ω3，...，ωn）为权重向量。

（4）进行单因素模糊评价。确立模糊关系矩阵R，单独从1个因素出发进行评价，以确定评价对象对评价集合P的隶属程度。

（5）多指标综合评价。利用合适的模糊合成算子将模糊权重向量ω与模糊关系矩阵R合成得到各被评价对象的模糊综合评价结果矢量P。

（6）结果分析。运用最大隶属度法则，得到最终评价结果并进行相应的分析。

3 应急管理能力评价数学模型建立

地铁施工阶段的应急管理能力评价指标体系的建立，从应急管理全过程管理的角度分析，需要包含应急管理事前预防与应急精准、信息监测与预警、事中应急处置与救援、事后恢复与重建等全过程管理的内容，这是地铁施工阶段应急管理能力评价指标选取基本原则和要求。结合《中华人民共和国突发事件应对法》及Robrt Heath危机管理的4R理论，以地铁施工阶段应急管理能力评价为目标层，该目标层包含4个准则层，即一级评价指标，分别为预防与应急准备B1、信息监测与预警B2、应急处置与救援B3、事后恢复与重建B4；根据国内外学者、专家等对应急管理评价体系的分析与研究，对每一个一级评价指标，将其进一步细分为16个二级评价指标，如表 3所示。

4 应急管理能力评价模型应用验证

本文以厦门地铁 4 号线工程为例对应急管理能力评价模型进行应用验证。

4.1 厦门地铁4号线概况

厦门地铁 4 号线工程为岛外环湾快线，设计最高速度120 km/h。包含地下、地面和高架线路，气象条件、工程地质、水文地质以及周边环境十分复杂，施工阶段安全风险点多且安全风险大，同时线路长且容易受到台风等自然天气的影响，事故隐患多，若应急管理措施不全面、不系统，就无法做到防患于未然，甚至会导致事故灾害的扩大化。

4.2 应急管理能力评价层次结构体系

地铁施工阶段具有线路长、风险点多、施工人员素质普遍不高等特点，因此在施工阶段既要保证安全管理措施齐全有效，也要确保发生突发事故时有高效的应急管理能力。如何甄别现有应急管理中的薄弱环节和不足，就需要对突发事件应急管理能力进行评价。本文结合国内该领域学者的文献、理论及厦门地铁4号线现有应急管理的实际情况，构造出地铁施工阶段应急管理能力评价指标体系，如表3所示。

表3 地铁施工阶段应急管理能力评价指标体系

4.3 比较判断矩阵的构建及一致性检验

利用Saaty的1～9标度法，结合对应急管理人员访谈的结果，对所得到的数据进行处理，构造出比较判断矩阵R，如表4～表8所示。并采用和法（即每一列归一化后近似权重）来计算各指标的相对权重ω，同时对所得到的判断矩阵R进行一致性检验。

表4 A-B比较判断矩阵

表5 B1-C比较判断矩阵

表6 B2-C比较判断矩阵

表7 B3-C比较判断矩阵

表8 B4-C比较判断矩阵

根据构建的比较判断矩阵A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C，并采用和法（即每一列归一化后近似权重）来计算各层次指标的相对权重向量ω。求解结果如下：

基于上述原理，分别对构建的比较判断矩阵A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C进行一致性检验，可以得出以下数值，如表9所示。

由表9可知，各比较判断矩阵均有CR＜0.1，因此可认为上述5个比较判断矩阵均通过一致性检验，得出的相应权重向量可以用于后续评价。

表9 各比较判断矩阵的一致性检验结果

将以上表格的权重数据进行汇总，得到相关权重的量化表（小数点后取两位小数），如表10所示。

表10 施工阶段应急管理能力评价各权重量化表

4.4 模糊综合评价

通过统计调查问卷中参调人员对厦门地铁4号线应急管理能力的评分结果，如表11所示，可以建立起厦门地铁施工阶段应急管理能力各层次的模糊关系矩阵R，即二级评价指标的模糊关系矩阵R1～R4。

表11 施工阶段应急管理能力评价隶属度关系打分结果

（1）预防与应急准备各子因素的评价矩阵R1：

（2）信息监测与预警各子因素的评价矩阵R2：

（3）应急处置与救援各子因素的评价矩阵R3：

（4）事后恢复与重建各子因素的评价矩阵R4：

则单因素模糊评价矩阵为：

进一步将上述单因素的模糊评价矩阵与相应的权重结合，可得到多因素的模糊综合评价矩阵P：式（18）中，ω为各指标权重的数据集合；R为模糊关系矩阵；P为模糊综合评价矩阵。

4.5 应急管理能力等级评价结论

本文将评价等级划分为优秀、良好、一般、差、很差等5个等级，即P={p1，p2，p3，p4，p5}={优秀，良好，一般，差，很差}。所以，根据最大隶属度的法则，评估可得，厦门地铁4号线施工阶段应急管理能力为优秀。

4.6 综合评价结果分析及相关建议

通过以上研究可知，厦门地铁得益于运行良好的“1 + 4 +N”应急救援抢险机制（即1个应急抢险中心（轨道集团）＋4个分区应急抢险队（中交应急抢险队、中铁建应急抢险队、中铁工应急抢险队、中建应急抢险队）+各施工单位工区应急抢险分队)。在应急救援与处置方面表现良好，但是通过分析可得，在预防与应急准备、信息检测与预警方面优势并不明显，尚有较大的提升空间。基于本文研究成果提出以下改进建议。

（1）强化应急全过程管理在应急预案体系中的运用，贯彻预防优先于应急的思路，基于以“情景-任务-能力”为技术路线的应急预案编制方法，按照情景推演的方式来推测事故演化的风险点、演化的规模及演化的趋势等，从而在预防和应急准备方面增强系统本身的反脆弱性，从本质安全、反脆弱性、系统安全等角度来提升应急管理能力，而不只是侧重于事后的应急救援措施。

（2）建设单位、各标段、各工区单位要构建起系统、统一的应急管理思维，强调应急管理“一盘棋”的思路，统筹做好应急管理工作。同时，加强对于周边应急资源的梳理及协调，实现各参建单位内部资源及外部资源在应急管理中的有效协同，从而确保应急管理能力执行的高效性。

（3）重视“数字化”工程在应急管理中的作用，加强应急管理综合信息化平台的建设，实现广泛协同。运用数字化的手段规范应急管理行为、运用物联网感知技术并融合灾害事故的发展规律、前置条件、征兆等发现监测预警、防灾准备、前期处置等环节可能遇到的问题，着力提升应急管理的“预防和监测”能力。同时，通过专家研判、现场事故信息获取、地理信息系统（GIS）+建筑信息模型（BIM）等基础数据融合应用，并从同类事故应急案例库调取、结合现有应急救援资源和应急技术打造专业的辅助决策平台。

（4）对地铁线路进行摸查，找准风险监测要点和重点，对不同的风险点进行层次化的管理，构建系统高效、完善、层次分明的监测预警网络，创新预警预测技术，提升信息监测和预警能力。

5 结语

完善地铁施工阶段建设单位应急管理能力建设的前提是进行全面、有效的应急管理能力评价。本文采用模糊数学的思想，从应急管理全过程管理的角度，运用定性与定量相结合的层次分析法和模糊综合评价法对地铁施工阶段建设单位应急管理能力评价进行研究，目的是为提高地铁施工阶段建设单位应急管理能力提供参考。

地铁施工阶段建设单位应急管理评价指标体系包括预防与应急准备、信息监测与预警、应急处置与救援、事后恢复与重建4个一级评价指标、16个二级评价指标。本文通过运用层次分析法对应急管理能力评价过程中的各项指标进行赋值，通过评价结果可知，各指标因素的重要性由强到弱依次为信息监测与预警、事后恢复与重建、预防与应急准备、应急处置与救援。根据建立的应急管理能力评价模型对厦门地铁应急管理能力进行综合评价，根据最大隶属度的法则，评估厦门地铁在施工阶段的应急管理能力为优秀。同时也验证运用层次分析法和模糊综合评价法对应急管理能力进行评价是有效的、可行的、重要的。