基于AHP的岸边集装箱起重机安全评价方法
杨慧，欧阳韦平
（1.上海国际港务(集团)股份有限公司宜东集装箱码头分公司，上海，200940；
2.上海市特种设备监督检验技术研究院，上海，200062）
为得出适合的岸边集装箱起重机安全评价方法，对基于AHP的岸边集装箱起重机安全评价方法进行研究，并对设备安全性能评估值D进行定义，清晰地表达设备状态和风险等级，为设备管理工作提供有效、便捷的方法。
港口；岸边集装箱起重机；安全评价；AHP
岸边集装箱起重机（以下简称“岸桥”）是用来在岸边对船舶上的集装箱进行装卸的设备，由于其具有较高的作业效率，通常用于大中型集装箱船舶的装卸作业。当前上海港在服役的岸桥多达数百台，部分设备老化严重（部分岸桥已使用30 a，一般设计使用年限为20 a）。目前，对在役岸桥的安全性验证仅限于企业的简单自检和国家法定的监督检验，这些检验都不能对设备的风险等级进行有效识别和划分。设备在存在巨大安全风险的情况下进行作业易引发生产安全事故。
1.1 常用安全评价方法
目前，在特种设备安全评价中，比较成熟的4种安全评价方法见表1。岸桥的特点是结构清晰，各不同构成部分之间的相对重要性易于进行定性判断，但进行定量判断又缺乏大量统计数据作为支持，故选择层次分析法作为岸桥的安全评价方法。
1.2 层次分析法
层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）由美国运筹学家、匹茨堡大学萨蒂教授提出，对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法，能把一个复杂的问题表达成一个有序的层次结构图，通过进行特定的计算得出影响整个过程核心问题的各因素的相对重要性，从而可得出问题的评价值。层次结构图见图1，图中的最高层T层称为目标层，指需分析的问题；最底下一层（a层）称为最底层，指代引发问题的各种基本因素，具有不可再拆分性；介于T层和a层之间的称为中间层，代表引发问题所涉及的一切中间环节。通过专家对组成逻辑结构模型的各影响因素的相互重要性按一定方法进行打分并进行数据处理，可得各影响因素对于目标层T的重要程度的结果。通过设备技术人员对设备进行检查，可得到各影响因素对应检查项目的实时状态，并可将实时状态表述为数值结果。综合最底层各因素对于目标层的影响重要程度结果和设备的即时状态数值结果，可以得出设备的安全性能结果（评估值D）。根据评估值D，可得出相应的安全状态和设备所需采取的安全措施。
2.1 岸桥安全评价模型层次划分
根据岸桥的构成特点，其安全性能的组成可分为4个层次。岸桥安全评价结构示意图见图2。
2.2 评价指标权重的确定
2.2.1 建立比较矩阵，求取最大特征向量
每一评价指标对上一层次相关评价指标的影响程度需通过求解评价指标间的比较矩阵最大特征向量求得。比较矩阵中的每一个数值由专业人员参照1～9数量标度，见表2。
岸桥第2层各因素对目标层T的比较矩阵T为
T=■
利用和积法计算求得矩阵T的最大特征向量，从而可以得出第2层次对于目标层T的重要性系数ω=（0.59，0.15，0.15，0.11）。
2.2.2 比较矩阵一致性验证
根据AHP，每个比较矩阵的随机一致性比率CR都满足CR＜0.10时，比较矩阵一致性验证通过。经计算，矩阵T的最大特征根λmax=3.024， CI=0.012，得RI=0.58，则CR=0.02＜0.10，故矩阵T通过一致性检验。同理，分别进行第3层次对第2层次和第4层次对第3层次的各比较矩阵的一致性验证。经计算，各比较矩阵CR值都小于0.10，故基于AHP的岸桥安全评价模型是可行的。
技术人员对待评估设备进行检查后，根据检查结果对评价指标进行打分（每项状态都按百分制进行表述，最佳状态为100分），将每一项得分进行归一化处理后得到各评价指标对应的实时状态分值I，则此台设备安全性能评估值D的计算公式为
D=■ωi×Ii （i=1，2，…，n，0≤D≤1）
根据D值可知此台设备的实时安全状态和风险程度。根据岸桥的特点，将D值的不同值域所对应的安全状态及所需采取的措施进行定义，见表3。
由于岸边集装箱起重机自身特点和设备管理制度的不完善，有必要对其进行风险等级识别和划分的安全评价。通过基于AHP的岸桥安全评价法，探索出适合对在役岸桥进行安全评价的方法，并通过安全性能评估值D可清晰地表达设备状态和风险等级，为设备管理工作提供有效、便捷的方法。
