基於粗糙集和層次分析法的應急物資重要度評價

    理論探索

    作者：謝逸 謝蕊婷

    【摘要】 中國是自然災害頻發的國家，災後救援工作顯得十分重要，而其中一個重要的方麵是應急物資的及時供應。本文從緊迫度、重要度和特殊度三個維度，提出了基於粗糙集和層次分析法的應急物資重要度評價方法；運用這一方法，可以使得在資源有限、時間緊迫的情況下，按照輕重緩急募集和配送應急物資，以最大限度地提高救援效果。論文還基於雅安地震場景，通過專家評估進行了試算。

    【關鍵詞】 應急物資 災後救援 粗糙集 層次分析法

    一、引言

    中國是世界上遭受自然災害最嚴重的國家之一。一些重大災害一旦發生，會造成大量的人員傷亡和財產損失。因此，災害發生時，需要在第一時間迅速開展人員救助、衛生防疫、災後重建等工作。這些工作都要依賴大量的應急物資，從而產生巨大的應急物資需求。近些年，我國在救災中的應急物資管理、供應、調配方麵有了長足進步，但是，在近些年的幾起重大災難事件救災工作中也暴露出不少應急物資供應方麵的問題。其中包括應急物資需求不明確、重要物資供應不及時或供應過剩等問題。因此，運用科學的方法評價災後應急物資供應的重要度，進行需求排序，將有利於按照優先順序及時供應救災物資。目前國內外在應急物資領域都有一定的研究，如：J Sheu 提出了災害發生後基於快速響應的以及物流配置方法；M Chang，Y Tseng，J Chen提出了不確定性下洪水災害發生鎮南關應急物流準備的情景規劃方法。霍達，吳耀華，Liu Hong開展了基於地區特征的應急物資供應管理研究。本文主要針對應急物資的特性進行了三維度的分類，通過粗糙集和層次分析法對應急物資的重要性進行分級，以為災害應急物流決策提供依據，有利於提高對自然災害的救助效果。

    二、應急物資的分類與特性的相關性評估

    通過對應急物資的特點進行分析，我們從三個維度對應急物資的重要性進行分類：緊迫度、重要度和特殊度；這三個維度又可細分為以下的12項具體的特性：

    （1）不確定性：指由於信息不充分、不準確而導致對災害中某種物資需求不能準確估計或預測的程度。

    （2）不可替代性：指某種應急物資的用途具有特殊性，或是在特定環境下啟用的特殊物資；且其不能被其他物資所替代。例如，床單可以部分代替衣物的保暖功能，但救護用的血液則不能用其他物資代替。

    （3）時效性：至應急物資要發揮其本身的使用價值需在一定的時間內及時送達需求者手中。

    （4）滯後性：是指有些物資需在特定情形發生後才能啟用；例如，地震發生時，滅火器材隻有在有火情的情況下才能啟用。

    （5）必要性：應急物資對當地災區的的必需程度。

    （6）季節性：如冬天需要臨時取暖設備、棉襖等。

    （7）呼救頻率：應急事件發生以後，受災民眾對應急物資需求的發出需求信息的頻率。

    （8）稀缺性：應急物資募集困難或數量不足。

    （9）救援人員感知：參與救援的人員自身對應急物資需求程度的主管判斷。

    （10）生命必要性：應急物資對災民的健康和生命的重要性。

    （11）救援必要性：應急物資對救援對救援工作的重要性。

    （12）便用性：應急物資在受災環境下使用的便利程度。

    三、層次分析法與粗糙集理論組合評估應急物資的重要度

    應急物資重要性的評估是一個多層次體係；由於突發性災害受到多種因素影響，因而許多指標無法進行精確度量，評估指標一般難以獲得精確和確定的數據。同時，細分後的應急物資特性在未得到嚴格的檢驗情況下，可能會存在指標之間的重疊性問題。為此，本文運用層次分析法與粗糙集理論的結合思路，對指標進行分析處理。

    運用層次分析法與粗糙集理論相結合的評估方法對應急物資重要性進行評估主要有三個步驟：

    指標約簡和篩選。以維度層為基本單位，運用粗糙集理論的指標篩選方法，對每個維度的指標進行必要的篩選和約簡。

    維度層應急物資特點評價。運用粗糙集評價方法對每個維度約簡後的指標進行權重計算，並計算出每個維度的得分。

    目標層重要性評價。運用層次分析法的思想，計算三個維度的權重，並對應急物資整體重要性進行評價。

    通過對應急物資的特點，以及通過對雅安地震的應急物資需求分析，得出9種常見的應急物資。

    應急物資的評價采用五級打分製，對（低相關性，較低相關性，一般相關性，較高相關性，高相關性）分別賦值（1，2，3，4，5）。為了保證評價的科學性和可靠性，采用交鋒式會議法，讓災害應急研究部門的7為專家，根據雅安地震的場景和應急物資需求情況，為這9類常用的應急物資在災害中的不同特點的相關性進行打分，綜合得到應急物資的重要性評價結果。

    根據粗糙集理論和應急物資需求特性的指標體係，令：

    U={N1，N2，N3，N4，N5，N6，N7，N8，N9}