王璞 董玉亮

摘 要：針对铁路应急管理中多应急点——多资源调度情况下需要考虑各应急点对资源需求紧急度的问题，给出一种基于层次分析法/包络分析法（AHP/DEA）的资源需求紧急度评价方法。通过构建应急资源需求紧急度评价框架，建立了应急资源需求紧急度评价指标体系，并给出了评价指标量化方法，建立了基于AHP/DEA的铁路应急资源需求紧急度评价计算模型，并通过某路局的实际案例加以验证。实例计算结果表明，该方法具有很好的实用性，可为下一步的分阶段合理资源调度提供帮助。

关键词：铁路运输;需求紧急度评价;AHP/DEA评价方法;铁路应急资源;应急物资管理

中图分类号：U298.6      文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2019）02-0031-03

引言

近年来，我国铁路突发事件屡有发生，以某铁路局为例，1998—2017年统计发生应急事件约275起，其中自然灾害60起，事故灾难213起，公共卫生事件12起，造成了很大的经济损失。面对时有发生的各类突发事件，积极开展应急物流调度研究，在短时间内高效地调集相关物资，并将其快速运送、及时发放，对于提高应急响应能力、减少灾害影响、降低生命财产损失具有重要的意义[1-2]。研究发现，铁路应急资源调度的及时有效性是决定铁路应急救援成效的关键一环。铁路应急资源调度包括单应急点—单一资源调度，单应急点—多种资源调度和多应急点—多种资源调度。当多个地点同时发生突发事件时，需要进行多应急点调度，为保证应急资源的快速、及时、准确调度，需要考虑应急点对资源需求的紧急度[3-4]。

当前，对应急资源需求紧急度评价的研究较少，见诸文献报道的仅有分级评价法[5-7]和基于模糊综合评判的应急资源需求紧急度评价[3]。前者是凭借主观判断将应急资源按照重要性、可得性、时效性等因素分成 4 级，并按级别进行调度，但这种静态分级方式并没有考虑应急资源的时间和空间效用价值。后者考虑了应急资源的时间和空间效用，建立了资源需求紧急度评价指标，并用模糊综合评判方法实现了铁路应急资源需求紧急度的评价。文献采用层次分析法（AHP）确定各评价指标间的权重[3]，AHP能充分反映决策者的偏好，但当指标过多的时候，会给专家的主观判断带来困难，也容易使得判断矩阵具有不一致性。数据包络分析方法（DEA）方法采用变化权来对各决策单元（DMU）进行评价，但不能有效地区分决策单元的优劣，并且评价结果没有实现决策单元的完全排序，DEA的局部最优性也没有得到改善[8]。因此，本文首先建立铁路应急资源需求紧急度评价指标体系，然后从DEA和AHP方法各自的特点出发构造了DEA/AHP的混合模型实现铁路应急资源需求紧急度的评价。

一、铁路应急物资需求紧急度评价模型

（一）物资需求紧急度评价框架

铁路应急物资针对某应急点的需求紧急度评价框架如图1所示。图中最底层为评价指标层，包括评价模型的输入评价指标和模型输出评价指标;中间层为评价层，在该层进行该物资对不同应急点的需求紧急度评价;最上层为评价结果层。

（二）评价指标体系及指标量化

铁路突发事件发生后，当影响范围或规模较大，同时造成多处受灾时，由于各个应急点的位置、受灾等级等不同，在不同时间段各个应急点对同种或不同种应急资源的需求紧急程度存在一定的差异。铁路应急资源需求紧急度评价指标如表 1 所示。

各指标又分为定性（影响因素不能给出明确确定）和定量（影响因素能够给出明确确定）两种指标。定性指标采用模糊化处理，5个等级（轻微、轻、中等、严重、非常严重）分别用（1、2、3、4、5）进行量化。定量指标直接由数量表示，用1、2、3、4、5表示受损线路五个等级（地方铁路、国铁其他等级、国铁II级、国铁I级、高铁），用1、2表示资源专用程度两个等级（非专用、专用），数字越大表示等级越高。

（三）基于AHP与DEA的铁路应急物资需求紧急度评价模型

在铁路应急资源需求紧急度评价问题中，假定有n个备选资源应急点，已确定采用m个输入评价指标和s个输出评价指标。这n个评价对象的输入、输出指标数据如下：

评价单元：DMU1，DMU2，…，DMUn;输入指标：x1，x2，…，xn;输出指标y1，y2，…，yn。其中，xi=（x1i，x2i，…，xmi）T，yj=（y1i，y2i，…，ysi）T，分别为评价单元DMUi的输入、输出指标数据。

根据选定的输入、输出指标体系，对第i个决策单元可建立一般意义上的DEA模型：

在实际问题中，往往有较多的决策单元都能取到最大的效率值1，因此，仅用E一般不能区分这些决策单元的优劣。此外，模型（1）让每一个DMUi用最有利于自己的权重wi计算出Eii，这种只重视少数有利的输入和输出指标，而不重视其他指标的现象，使模型（1）计算出的自我评价值E不能完全反映出DMU的优劣。为了解决这个问题，引入交叉评价机制。交叉评价（cross—evaluation）的基本思想是：用每一个DMUi的最佳权重w*i计算其他DMUk的效率值，得交叉评价值为

一般，对于n个决策单元两两效率的比较值为aij=（Eii+Eij）/（Ejj+Eji），并且，aij=1/aji，aii=1。构造出的判断矩阵如下：

由上面的DEA方法构造出的判断矩阵不包含主观性，因此不需要进行一致性检验。运用层次分析法解出最大的特征值和相应的特征向量。由于这里的层次分析法只有一层，所以排在第i位的特征向量也就反映了第i个决策单元的优先度。

二、实例分析

2011年6月成都铁路局辖区发生特大暴雨并引起多处洪水塌方，救援工作需要同时对三个灾难点展开。灾难点1处于客运专线，线路及沿线受损较轻。灾难点2位于地方货运专线，线路及沿线受损较严重。灾难点3在客货混跑的一般线路，线路及沿线受损严重。三个灾难点都需要钢轨、铁路道渣、木枕普枕、应急食品等应急物资，但由于运力不足，无法同时满足三个灾难点的需求。因此，需要根据实际情况对各应急物资对三个灾难点的需求紧急度进行排序，然后根据紧急程度大小进行物资调度。主要应急物资需求应急度评价指标量化结果如表2所示。

利用需求紧急度评价计算模型，计算得到各应急物资针对不同应急点的需求紧急度，评价结果如表3所示。

可以看出，P60钢轨、铁路道渣和木枕普枕对三个应急点的优先顺序是：应急点1>应急点3>应急点2;应急食品对三个应急点的优先顺序是：应急点3>应急点1>应急点2。评价结果与现实情况符合。

三、结论

资源需求紧急度是资源效用的集中体现，应急事件处置过程中资源需求紧急度的有效评价有助于优化应急资源的调度，保证资源调度的时间和空间有效性。本文在分析铁路应急资源需求紧急度评价指标的基础上，建立了基于AHP和DEA的资源需求紧急度评价模型，给出了相应算法，并通过实例进行验证。应急资源需求紧急度的合理评价可以为运力和时间受限条件下进行科学合理分阶段调度提供决策依据。

参考文献：

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[2]  贾利民，秦勇，周慧娟，等.现代铁路应急管理[M].北京：科学出版社，2011.

[3]  穆然，郑云水，成利刚.基于模糊综合评判的铁路应急资源需求紧急度评价研究[J].铁道运输与经济，2014，（10）：70-75.

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[5]  夏萍，刘凯.基于概率神经网络的应急物资分类研究[J].物流技术，2010，（5）：93-95.

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