考虑关联性特征配的城市生命线风险应对方案选择方法.doc

考虑关联性特征匹配的城市生命线风险应对方案选择方法摘要:针对城市生命线风险应对方案选择问题涉及的特征指标关联性和信息形式多样性,本文提出了一种考虑关联性特征匹配的混合型决策方法。首先,给出实际域、设定域和公共域的定义,并将具有区间数、语言短语等信息形式的风险事件特征指标值和应对方案特征指标值分别映射为实际域和设定域,进而通过两者的面积交织确定公共域;然后,将公理设计方法扩展到混合型决策环境,计算出反映风险事件与应对方案在各个特征指标下匹配程度的信息量,并进行应对方案的初筛;进一步地,采用2-additiveChoquet积分算子将特征指标的权重、关联系数和初筛后剩余应对方案的信息量集结为反映风险事件与应对方案综合匹配程度的信息总量,并据此选择最优的应对方案。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性和可行性。研究结果表明,该方法能够为相关监管部门快速响应城市生命线风险、最大程度地降低风险损失和危害提供有效的决策支持。关键词:管理科学;风险应对方案选择;混合型决策方法;城市生命线;关联性特征匹配中图分类号:C931;F294 文章标识码:A 文章编号:1007-322102-0140-06 引言由电力、燃气、供水、交通、通讯等系统构成的城市生命线是保障城市运转的重要基础设施,其运行安全性与公众社会生活的稳定性和便利性密切相关。近年来,由自然灾害、人为事故引发的城市生命线风险事件频频发生,促使政府相关部门更加意识到加强城市生命线风险管理的重要性和迫切性。城市生命线风险应对方案选择是风险管理的关键环节,也是一个复杂的系统工程问题。一方面,城市生命线各系统在空间布局上错综交织、在功能实现上相互依赖与影响,这种系统关联性导致风险应对方案往往需要多个相关部门协同实施;另一方面,城市生命线运行环境具有高风险性和明显的风险传导效应,风险应对方案不仅要能够最大限度地降低风险事件造成的直接损失,还要有效规避风险传导效应引发的间接损失。因此,如何采用有效方法解决城市生命线风险应对方案选择问题已成为城市生命线风险管理领域内一个重要的研究课题。日前,国内外鲜有学者开展城市生命线风险应对方案选择的定量研究,仅有少数学者在进行城市生命线的风险分析过程中涉及了风险应对方案选择的定性描述。例如,Kjolle等基于历史数据和专家判断确定r城市生命线风险事件的频率和概率、受影响的人数等,并结合风险评估结果定性识别出最优的风险应对方案。在相关的项目风险应对方案选择方法研究中,学者们分别给出了基于多目标优化模型的方法、广义决策树和蒙特卡罗仿真相结合的方法、基于区间优化模型的方法、基于多因素优化模型的方法、基于模糊群决策理论的方法等。需要指出的是,城市生命线风险应对方案选择问题难以直接应用上述方法来解决,其特殊性表现在以下两方面:第一,由于系统关联性和风险传导效应,城市生命线风险事件的特征指标之间也存在一定的关联性,并有关联类型和强弱的差异。例如,特征指标“系统设施受损程度”和“衍生灾害的可能性”之问就存在较强的互补型关联,即设施严重受损会明显提高衍生灾害发生的可能性。第二,由于风险事件的突发性及其后果的不确定性与模糊性,往往难以用精确的信息来刻画城市生命线风险事件的特征指标。例如,通常使用“不低于10万元”来描述直接经济损失,使用“较低”来描述衍生灾害的可能性。鉴于此,针对城市生命线风险应对方