船舶定线制设计方案评价.docx
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1、船舶定线制设计方案评价第31卷第3期2010年9月V01.31No.3Sept.2010文章编号:16729498(2010)03?000505船舶定线制设计方案评价张浩,俞斌一,肖英杰,杨小军,白响恩(1.上海海事大学商船学院,上海201306;2.中化国际(控股)股份有限公司,上海200121)摘要:为推进船舶定线制的规划和实施,结合近年来进行的长江口船舶定线制研究工作,建立船舶定线制设计方案评价模型.该模型用群体决策方法确定定性评价指标值;用熵权法确定方案定量指标值;用逼近理想解排序法实现方案的排序和优选.通过对6种不同的船舶定线制设计方案的评价表明,该模型对船舶定线制设计方案评价具有适
2、用性.关键词:船舶定线制;熵权模糊层次分析;群体决策;逼近理想解中图分类号:U675.5;U676.1文献标志码:AAlternativedesignevaluationofshipSrouteingsystemZHANGHao,YUBin,XIAOYingjie,YANGXiaojun,BAIXiangen(1.MerchantMarineCollege,ShanghaiMaritimeUniv.,Shanghai201306,China;2.SinochemInternationalCorporation,Shanghai200121,China)Abstract:Inordertoadv
3、ancetheplanningandimplementationoftheshipSrouteingsystem,anevaluati,nmodelfortheshipSrouteingsystemisestablished,combinedwiththeresearchofshipSrouteingattheentranceofYangtzeRiverinrecentyears.Qualitativeevaluationindexesareobtainedbygroupdeci-sionmakingmethod;quantativeevaluationindexesareobtainedby
4、entropyweightmethod;andorderingandoptimizationofalternativesarecarriedoutbythemethodofOrderPreferencebySimilaritytoIdealSolution.Resultsoftheevaluationmodelbeingusedinevaluatingsixdifferentdesignsshowthatthepro.posedmethodisapplicabletothedesignevaluationofshipSrouteingsystem.Keywords:shipSrouteings
5、ystem;entropyweight;fuzzyhierarchyanalysis;groupdecisionmaking;similaritytoidealsolution0引言目前,全球120多个地区已建立分道通航制,其他的定线制和强制报告制也已经建立8O多个.实践表明,建立船舶定线制可大量减少船舶碰撞事故.2000年我国开始在烟台成山头实施定线制,然后在长江口,长江江苏段,大连大三山和宁波一舟山核心港区深水航道,青岛水域,珠江口以及琼州海峡等水域实施船舶定线制,在我国香港地区也实施分道通航制.近1O年来,交通运输部一直致力于我国船舶定线制的规划研究和实施工作,并将其作为推进新安全管理理
6、念的突破口.船舶定线制方案的设计过程涉及因素众多,需综合考虑实际交通流量,船员的习惯航路,航道因素收稿日期:20091231修回日期:201003-02基金项目:上海市科学技术委员会2009年度创新行动计划(09170502000);上海海事大学校基金(C800209024)作者简介:张浩(1982一),男,湖北襄樊人,博士研究生,研究方向为海上交通风险评估,(Email)58609304sina.cony报.巷e学-耋学呲r大事h.g海海aL一6上海海事大学第31卷和管理因素等,对其评价也是1个多准则,多目标的决策问题,需考虑评价指标体系的建立和评价方法的选择.邵哲平等通过对厦门湾附近水域海
7、上交通状况的调查和海难事故的统计分析,提出厦门湾附近水域船舶定线制的设计方案;翁跃宗等在此基础上提出符合船舶定线制设计的数据分析方法,将船舶定线制方案准确表达在电子海图上,具有一定的通用性;卓永强等在船舶交通系统建模的基础上提出1种新的基于航路的船舶交通系统模拟方法;张寿桂等对我国台湾海峡现有船舶定线制连接部分的类型,组合方式,尺度和位置等问题进行分析,提出该海域船舶定线制设计方案.综上,国内外学者对定线制的研究多限于对方案的定性或定量分析,对方案的评价方法也多为单一方法,鲜有将定性和定量分析相结合的综合评价,且评价结果与海事部门的实际情况往往存在较大分歧.1船舶定线制方案的综合评价方法结合近
8、年来的长江口船舶定线制研究工作并征求相关专家的建议,从警戒区,通航分道,长江口灯船,锚地和引航作业区等方面提出6个不同的设计方案.6个方案的相同点是全部采用南北槽航道与相应警戒区相连并在附近辅以锚地和引航作业区的方式;不同点是警戒区及区外的连接航道,通航分道,锚地位置和引航作业区位置等的设置不同.评价方法总体架构见图1.图1评价方法总体架构在决策过程中,运用熵值法评价以保证定量指标评价的客观性,利用模糊层次分析法(FuzzyAnalyticHierarchyProcess,FAHP)解决定性指标评价的模糊性,最后基于逼近理想解排序方法(TechniqueforOrderPreferenceby
9、SimilaritytoIdealSolution,TOPSIS)实现方案的排序与优选.2船舶定线制方案的评价指标体系结合长江口船舶定线制实际情况,船舶定线制设计方案的评价指标从效率,安全性和服务性等3个方面产生,其评价指标体系见图2,其中:效率指标为定量指标,安全指标和性能指标为定性指标.评价指标效盔指标()安全指标()性能指标()航道基础设施()国际化需要(E服务水平(的图2评价指标体系本文优选的定量评价指标分为两类:一类根据船舶定线制仿真结果的标准测量和判定指标性能;另一类通过计算对定线制设计的安全,有序,畅通和高效产生影响的因素得到评价参数.一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一
10、一一一一一一一一一一一一一一一一第3期张浩,等:船舶定线制设计方案评价73船舶定线制方案的评价方法3.1熵值法的原理和步骤熵的概念产生于热力学,用于描述离子或分子运动的不可逆现象.后由SHANNON引人信息论中,现已被工程技术和社会经济等领域广泛应用.根据信息论的基本原理,信息是系统有序程度的度量;而熵是系统无序程度的度量,二者绝对值相等,符号相反.信息熵在确定指标权重方面具有较好的客观性,本文利用熵值法测量船舶定线制设计效率指标评价结果的不确定性.以熵值法进行综合评价的步骤:(1)将各指标同度量化.正向指标兰尸=,m;n()p厶=lmax(x)负向指标高,:兰1Pim;n(2)(2)计算第.
11、项指标的熵值,=Polnpk=l/Inn(3)i=1(3)定义第项指标的熵权nW,=(1一E,)/(nE)(4)百3.2FAHP确定定性指标权重针对一般FAHP不能保证评判矩阵的正反性和一致性且不能处理非对称三角函数的问题,提出改进的FAHP模型_8J,具体计算步骤如下:步骤1三角模糊数表示为(z,m,u),专家通过比较表1所示的语言变量值获得矩阵A的上三角数值,通过取反得下三角数值.表1语言变量值的模糊数语言变量值(Z,m,)同等重要(0.00,0.10,0.25)稍微重要(0.15,0.30,0.45)较为重要(0,35,0.50,0.65)重要(0.55,0.70,0.85)极其重要(0
12、.75,0.90,1.00)步骤2每位专家获得模糊比较矩阵,指第位专家,根据L=(z,mij,)=(z,m,4)/Lk=1k:1=1(5)得专家群体对指标的模糊比较矩阵.步骤3计算矩阵A的特征向量,将三角模糊判断矩阵转化为非模糊判断矩阵,实质就是利用一定的方法将三角模糊数对应于某一非模糊数,可将中的每个元素转化为非模糊实数,从而构成非模糊判断矩阵.截集的置信水平F=f+OL(mf),M+(m一),0,1;0<OL1;i=1,2,n(6)根据专家满意度因子可进一步预估矩阵元素a:的准确数值面=t.ta+(1一)a,0,1(7)式中:r上=1+Ot(m一1),.aa=+(m一).当和肚固定时
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