0 引　言

中国是一个拥有1.8万千米海岸线的海洋大国，突发险情时有发生，水上应急救援任务繁重艰巨^[1-2]。近年来，随着海洋经济的高速发展和海洋、内河等水域开发程度的不断加深，海上交通、海上运输、海上捕捞、海上养殖、海上科考、水上娱乐、海上能源开发和海上工程应急抢险等各类涉水作业活动也在不断增加，加之各类不确定因素，如飞行物掉落等，水上应急救援对象的范围和种类在不断扩大^[3]。从救援难度看，水上救援一般具有很强的突发性和复杂性。首先，水上救援涉及预测、应急处置、通信及航海保障等环节，若无精细的组织筹划、高水平的训练保障和先进的救援装备，则难以满足救援能力的需求；其次，救援过程往往环境恶劣，这给待救人员、施救人员、救援装备带来很大风险；再次，在当前信息社会和网络时代的大环境中，整个水上救援行动往往都会暴露在媒体的聚光灯之下，稍有差池可能被无限放大。从救援力量上看，水上应急救援涉及交通运输部、应急管理部、海警、军队、大型企业及社会力量等多元救助力量，在开展联合救援行动过程中，不同部门之间工作背景、工作程序、沟通演练程度等因素的差异不容忽视，相互配合过程中难免会出现步调不一致的情形^[4-5]。因此，精准掌握当前我国水上应急救援装备技术的支撑能力，对针对性补齐短板弱项、优化救助打捞关键装备技术的规划布局、提升应急救援效率具有重要的指导意义。

1 我国水上应急救援装备技术发展现状分析

我国高度重视应急救援装备技术的发展研究，先后制定了一系列措施布局救助打捞装备技术发展。近年来我国水上救助打捞能力建设取得了较大的发展（见表1）^{[6 − 9]}。

装备技术保障能力评估结果的科学性与可靠性不仅在于评估方法的选择，更在于评估参数的选择。鉴于此，开展保障能力评估必须精准掌握我国水上应急救援装备技术建设现状，如图1所示。从“陆、海、空、天”4个维度出发，重点涵盖支撑水上应急救助打捞使命任务的装备技术，构建了我国水上应急救援装备技术体系框架，系统梳理了每一项我国水上应急救援关键装备技术的详细参数（见表2和表3），以便为我国水上应急救援装备技术保障能力评估提供更为系统的数据支撑，为获得较为科学可靠的评估结果奠定坚实基础。

2 我国水上应急救援装备技术保障能力评估方法

目前，可用于评估水上应急救援装备技术保障能力的方法很多，层次分析法、主成分分析法、聚类分析法、模糊综合评判法，不同评判方法各有优缺点^[10]，为科学可靠反映水上应急救援装备技术建设效能与保障能力的度量，结合水上突发险情应急救援实际，灵活选用合适的评估方法进行综合评估。

2.1 评估指标体系构建

结合对我国水上应急救援装备技术保障能力的构成要素分析，借鉴相关研究成果，初步拟定我国水上应急救援装备技术保障能力评估指标体系。通过到救捞系统、海事部门等地进行实地调研，制定我国水上应急救援装备技术保障能力评估指标专家打分推荐表并邀请相关专家打分推荐，对初步构建的指标体系进行适当的删减与调整，最终确定出我国水上应急救援装备技术保障能力评估指标体系，如表4所示。

2.2 确定评估指标权重

水上应急救援涉及通信监控、飞行救助等5个综合能力指标和27个次级能力指标，目标结构非常复杂，层次分析法是评估其应用效能较为全面成熟的方法。为确定不同指标的重要性差异，构建判断矩阵，通过对特定层次中n个元素的相对重要度逐一比较判断，建立对应的重要度判断矩阵A。

$ {\boldsymbol{A}}=（{a}_{ij}{)}_{n\times n}=\left[\begin{array}{cccc}\begin{array}{c}{a}_{11}\\ {a}_{21}\\ \vdots\\ {a}_{n1}\end{array}& \begin{array}{c}{a}_{12}\\ {a}_{22}\\ \vdots \\ {a}_{n2}\end{array}& \begin{array}{c}\cdots \\ \cdots \\ \\ \cdots \end{array}& \begin{array}{c}{a}_{1n}\\ {a}_{2n}\\ \vdots \\ {a}_{nn}\end{array}\end{array}\right]，$

(1)

式中，a_ij为指标i相对j的重要度度量值，通常采用1~9标度法赋值，并满足如下条件：

$ \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{a_{ij}}{\text{ > 0}}}，\\ {{a_{ji}}{\text{ = }}{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {{a_{ij}}}}} \right. } {{a_{ij}}}}}，\\ {{a_{ii}} = 1} 。\end{array}} \right. $

(2)

基于1~9标度法，通过征求专家意见构建各级指标相对重要性判断矩阵，求解得出各级指标重要度判断矩阵对应的特征向量及最大特征值。

以目标层为例，其对应指标重要度判断矩阵P的特征向量W及最大特征值λ_max一般通过幂法、和法和方根法获取。

目标层对应指标重要度判断矩阵各行元素的积为：

$ {M}_{i}={\displaystyle \prod _{j\text=1}^{n}{a}_{ij}，i\text=1,2,\cdots ,n，} $

(3)

计算 $ {M_i} $ 的n次方根，即

$ {\bar W_i} = \sqrt[n]{{{M_i}}}，$

(4)

归一化处理得到

$ {W_i} = \frac{{{p_i}}}{{\displaystyle\sum\limits_{i = 1}^n {{p_i}} }},\;\;\;i= 1,2, \cdots ,n ，$

(5)

则判断矩阵P的权重向量：

$ {\boldsymbol{W_P}} =[W_1,W_2,\cdots,W_n]^{\mathrm{T}} ，$

(6)

最大特征值λ_max为：

$ {\lambda _{\max }} = \sum\limits_{i = 1}^n {\frac{{{{({\mathrm{PW}})}_i}}}{{n{W_i}}}} 。$

(7)

由于层次分析法需要将专家的定性判断进行定量化转换，专家通过主观判断的方式，得出的比较判断矩阵中A_i和A_j的相对重要性比值与实际的比值存在一定的误差，判断矩阵A是否是一致性矩阵十分关键，直接关乎评估结果的准确性与科学性，一致性检验步骤如下：

1）计算一致性指标

$ {{C}}{{.I}}{\text{.}} = \frac{{{\lambda _{\max }}({\boldsymbol{A}}) - n}}{{n - 1}} ，$

(8)

式中，n表示判断矩阵的阶数。

2）求解一致性比例

$ {{C}}{{.R}}{\text{. = }}\frac{{{{C}}{{.I}}{\text{.}}}}{{{{R}}{{.I}}{\text{.}}}}。$

(9)

式中，R.I.是多次重复计算后得到的，具体取值如表5所示。

若C.R.<0.1，通常认为判断矩阵的一致性可以接受。

2.3 评估模型构建

模糊综合评判法对多因素、多层次的复杂问题评判具有较好的适用性，水上应急救援涉及“陆、海、空、天”多维度的支撑保障，宜采用模糊综合评判法对各级要素的发展现状进行评估。

2.3.1 确定评估因素及评语集

水上应急救援装备技术保障能力评估因素集：P＝{p₁，p₂，p₃，p₄，p₅}＝{通信监控能力，飞行救助能力，水面救助能力，水下救助能力，岸基支持能力}；通信监控能力评估因素集：Q₁＝{q₁₁，q₁₂，q₁₃，q₁₄，q₁₅，q₁₆}；飞行救助能力评估因素集：Q₂＝{q₂₁，q₂₂，q₂₃，q₂₄，q₂₅}；水面救助能力评估因素集：Q₃＝{q₃₁，q₃₂，q₃₃，q₃₄，q₃₅}；水下救助能力评估因素集：Q₄＝{q₄₁，q₄₂，q₄₃，q₄₄，q₄₅，q₄₆，q₄₇}；岸基支持能力评估因素集：Q₅＝{q₅₁，q₅₂，q₅₃，q₅₄}。

水上应急救援装备技术保障能力评语集：Y＝{y₁，y₂，y₃，y₄，y₅}={极好，较好，中等，较差，极差}，等级划分标准见表6。

2.3.2 构造指标判断矩阵

各层评估指标的隶属度矩阵是各个指标对应各评估等级的赋值矩阵，根据水上应急救援装备建设现状，结合美国、英国、日本等国家在水上应急救援装备建设方面的最新进展，我国相关战略部署、水上活动现状，以及水上突发险情及应急救援概况，系统梳理分析相关数据，并广泛邀请各涉海、涉江救助打捞单位地基基地保障、海基救助打捞、空基飞行救助、天基通信监控四大领域的相关专家参与评估打分，从而建立各指标的评估隶属度矩阵：

$ {\boldsymbol{R}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {{r_{11}}}&{{r_{12}}}& \cdots &{{r_{1m}}} \\ {{r_{21}}}&{{r_{22}}}& \cdots &{{r_{2m}}} \\ \vdots & \vdots &{}& \vdots \\ {{r_{n1}}}&{{r_{n2}}}& \cdots &{{r_{nn}}} \end{array}} \right],\;\;\;\;0 \leqslant {r_{ij}} \leqslant 1。$

(10)

式中，r_ij为任意一个评估因素集中第i个因素对应Y中等级y_j的隶属关系，表达式为：

$ {r_{ij}} = \frac{{{y_{ij}}}}{{\displaystyle\sum\limits_{j = 1}^m {{y_{ij}}} }}。$

(11)

式中： $ {y_{ij}} $ 为任意一个评估因素集中对第i个因素打分的等级为 $ {y_j} $ 的个数； $ \displaystyle\sum\nolimits_{j = 1}^m {{y_{ij}}} $ 为任意一个评估因素集中对第i个因素打分的总数。

构建综合能力指标层对应指标判断矩阵：

$ {{\boldsymbol{X}}_i} = {{\boldsymbol{W}}_{Qi}}{{\boldsymbol{R}}_{Qi}} = \left( {{x_{i1}},{x_{i2}}, \cdots ,{x_{in}}} \right),\;\;\;\;i = 1,2, \cdots ,5 。$

(12)

式中， $ {{\boldsymbol{W}}_{Qi}} $ 和 $ {{\boldsymbol{R}}_{Qi}} $ 分别为综合能力指标层对应指标的指标权重向量和指标隶属度矩阵。

构建目标层对应指标的判断矩阵：

$ {\boldsymbol{B}} = {W_P}X = \left( {{b_1},{b_2}, \cdots ,{b_m}} \right)。$

(13)

2.3.3 多层次模糊综合评估模型

水上应急救援装备技术保障能力评估模型为：

$ Z = BY = \left( {{b_1},{b_2}, \cdots ,{b_m}} \right){\left( {{y_1},{y_2}, \cdots {y_m}} \right)^{\text{T}}}。$

(14)

式中，Y是保障能力评语集的评分区间中值，Y=(0.9,0.7,0.5,0.3,0.1)。

基于综合评估结果，参照表7即可确定水上应急救援装备技术保障能力等级以及对应的综合能力指标最终的综合评分。

3 我国水上应急救援装备技术保障能力评估实践

通过邀请水上应急救援领域的20位专家学者对设定的评估指标权重进行打分，取各位专家对各个指标权重建议分值的算术平均值，再针对各个指标进行两两比较，采用四舍五入法得出各级指标的重要度判断矩阵，经计算和一致性检验，得出了水上应急装备保障能力评估指标权重值（见表7）。

通过邀请水上应急救援领域的20位专家学者对各个评估指标的保障能力进行打分，针对特定的评估指标，计算出每个专家给出的评分等级，再计算出隶属等级的专家数，参照式（11），即得出各级指标的评估隶属度矩阵。以水面救助能力为例，各参数的评估等级如表8所示。

70%的专家认为当前救助船舶的性能结构处于较好及以上水平，50%的专家认为当前各型救助船舶配置数量处于较好及以上水平，25%的专家认为当前多部门协同救助能力处于较好及以上水平，40%的专家认为当前水面救助人才队伍建设处于较好及以上水平，10%的专家认为当前水面救助国际交流与合作处于较好及以上水平。

根据式（12），判断矩阵X_Q3=W _Q3R _Q3=（0.0369,0.4423,0.3818,0.1309,0.0072）。以此类推，得出综合能力指标层对应指标判断矩阵：

$ {{\boldsymbol{X}}_{}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} 0&{0.2386}&{0.4746}&{0.2757}&{0.0112} \\ 0&{0.2404}&{0.4399}&{0.2117}&0 \\ {0.0369}&{0.4423}&{0.3818}&{0.1309}&{0.0072} \\ {0.0223}&{0.2061}&{0.5994}&{0.1654}&{0.0069} \\ 0&{0.3420}&{0.4890}&{0.1453}&{0.0227} \end{array}} \right] 。$

(15)

根据式（13），目标层对应指标的判断矩阵B=（0.0137,0.3223,0.4655,0.1723,0.0111）。再根据式（14），我国水上应急救援装备技术保障能力评估综合得分为0.5235分，对照表7所示的判断准则，我国水上应急救援装备技术保障能力处于“中等”水平。各个综合能力评估指标的综合评分如图2所示，对照表7所示的判断准则，我国在通信监控能力、飞行救助能力、水面救助能力、水下救助能力和岸基支持能力方面均处于“中等”水平。所得结果与近年来发生的“桑吉”轮碰撞燃爆事故、“东方之星”沉船事故、“马航MH370”航班失联和“重庆公交车坠江”等国内事故救援^{[8, 11]}，以及“泰坦”号潜水器失事、F35战机失事坠海等国外事故救援过程中反映出的水上突发险情的实际应急救援支撑能力高度吻合，表明本文所用研究方法是合理的。

4 结　语

1）通过构建我国水上应急救援装备技术体系，理清了我国救捞系统现有及国内外先进的水上应急救援装备与技术及其详细参数，摸清了我国救捞系统现有装备技术的“家底”。

2）通过建立综合多层次能力评估模型，有效弱化了评估专家个人经验或主观情绪对评估结果的影响，并利用专家经验智慧作出定量化判断，能够对我国水上应急救援装备技术保障能力进行有效的综合评估。

3）实践应用结果与实际状况高度一致，表明基于对我国水上应急救援装备技术体系构建的综合层次分析和模糊综合评判的多层次能力评估模型评估结果客观可靠，能够为解决水上应急救援装备技术保障能力评估问题提供参考。