复合赋权云模型在户外体育赛事风险研究中的应用_李凯玲.pdf

文章编号:1009-6094(2023)06-1771-09复合赋权云模型在户外体育赛事风险研究中的应用李凯玲,魏刘阳,屈 璐,蔡佳良,李 瑶(长安大学地质工程与测绘学院,西安 710000)摘 要:为降低户外体育事故发生率,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)、熵权和云模型相结合的方法对户外体育赛事的风险因素进行综合评价。根据安全综合管理四要素,从人、机、环、管 4 个方面出发,构建户外体育赛事风险评价指标体系。利用层次分析法和熵权法计算各指标的主观、客观和综合权重,并基于云模型对比分析评价云图与标准云图,确定优势指标。最后结合事故实例进行风险评价。结果表明复合赋权云模型对各项风险因素指标赋权合理,其分析得到的优势指标与真实事故原因基本一致。相较于其他赋权评价模型,本评价方法在大型复杂体育赛事风险评价中,能实现主客观结合,有利于实现对风险因素指标的精确赋权,使评价结果更加真实可靠。关键词:安全工程;户外体育赛事;风险评价;指标体系;云模型;层次分析法(AHP);熵权法中图分类号:X93 文献标志码:ADOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2022.0611收稿日期:20220411作者简介:李凯玲,副教授,博士,从事安全工程理论、安全评价,地质灾害防治工程设计、结构与围岩动力相互作用理论等研究,dcdgx21 ;屈璐(通信作者),讲师,博士,从事建筑及地下空间消防及应急疏散等研究,。基金项目:国家自然科学基金项目(52008030)0 引 言随着社会的发展及运动知识的普及,户外运动越来越受大众欢迎。2014 年,国务院下发了关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见,鼓励向全社会开放马拉松等群众性体育赛事。随后,全国各地兴起了一股以马拉松、越野跑等赛事为主的体育热潮。随着国内体育赛事级别、规模的不断提升,相关体育事故也呈多发趋势。体育赛事推动了体育产业发展,也带来了更为严峻的挑战。因此,要加强对户外体育赛事风险管理的研究。在了解导致体育赛事风险事件影响因素的同时,构建一套多维度、可操作的指标体系1,进而在赛前制定有针对性的方案和措施。国外学者对体育风险的研究起步较早,1956年,Gallagher2第一次提到“风险管理”一词,随着风险管理的不断发展,其被用在体育赛事的举办之中。国内在该领域的研究开始于 2001 年,张超慧3首次将风险管理理论引入体育领域,提出加强体育经营管理人员风险意识与法律责任感的培养是我国体育行业规范发展的一个重要环节。国内学者对体育赛事风险管理的研究较多,而对风险指标体系的研究较少。且不同研究者对风险评估的构思不同,而风险评估又是决策的基础,加强体育赛事风险评估的研究迫在眉睫4。2003 年,黄银华5最先将评价方法融入体育产业中,提出了相应的规范化风险控制措施。石磊6通过对国内马拉松赛事管理理论与实务领域两轮德尔菲专家的咨询,构建了我国大型马拉松赛事风险评估指标体系。关于户外体育赛事风险评价,常用的方法有改进层次分析法(AnalyticHierarchy Process,AHP)7、头脑风暴法和德尔菲法8等定性研究方法,以及熵值法9、结构方程模型法10、模糊综合评价法等定量研究方法。这些研究方法或主观、或客观,从不同角度对体育赛事风险指标进行了讨论。随着云时代的来临,大数据是我国信息化发展步入深水区后的战略抉择。云模型能够同时处理语义概念的模糊性和评价数据的随机性、有效描述数据的离散程度,使数据模型更贴合工程评价的实际11,已广泛应用于风险等级评估、稳定性评价和数据预测与发掘等方面12。本文将 AHP熵权 云模型结合起来对户外体育赛事进行风险评价,首先用层次分析法计算客观权重,其次采用主客观相结合的组合赋值方式计算综合权重。最后,利用云模型理论,将数值转变为定性语言,利用评价云图直观展示指标的偏离程度。这种复合赋权评价方法,能够使评价结果更加全面、客观、科学,为降低赛事风险、促进体育产业发展服务。1 户外体育赛事风险评价指标体系构建户外体育运动在我国仍处于初步发展阶段,其管理体制和保障机制还不完备。这也使得户外体育运动在迅速发展的同时,安全事故频频发生。户外体育赛事常见的事故类型有自然灾害、人身伤害、管理事故、交通事故、暴恐骚乱、食物中毒等,这些事故极易造成严重的社会影响。因此,有必要对户外体育赛事风险因素评价展开研究。本文采用文献分析1771第 23 卷第 6 期2023 年 6 月 安全 与 环 境 学 报Journal of Safety and Environment Vol.23 No.6Jun.,2023法、数理统计法等研究方法,通过对不同体育赛事的事故类型进行分析,筛选出相应的影响因素作为评价指标,根据 AHP 理论对评价指标进行分层,构建户外体育赛事风险评价指标体系,见图 1。然后采用案例分析的方法,根据真实案例,邀请相关专家对各指标进行打分,运用层次分析法、熵权法和云模型理论对各指标进行评价。并对评价结果进行分析,验证该指标体系的科学性和可靠性。图 2 户外体育赛事风险评价体系Fig.2 Risk assessment system for outdoor sports events1.1 评价体系指标筛选户外体育赛事风险评价指标是赛事各影响因素图 1 户外体育赛事风险评价体系构建示意图Fig.1 Schematic diagram of construction of the riskassessment system for outdoor sports events的有机组合,建立合理的指标体系是得到正确评价结果的前提。首先,划分风险来源,利用安全管理理论,从人、机、环、管 4 个方面对风险源进行分析,将风险源分类。其次,分析了国内外以往体育赛事档案资料及文献资料,特别研究了甘肃白银马拉松事故13、2016 广东清远马拉松事故14和 2022 布鲁克林马拉松事故15的事故原因。研究发现:事故原因大致可分为人的原因、环境原因、组织管理原因等几个方面,其中人的原因主要为风险防范意识弱、指挥效率低、合作能力弱等方面,环境原因主要为气候原因、自然灾害、后勤服务等方面,组织管理原因主要为补给点设置不合理、管理水平低、应急预案和安保措施不足、救援组织不力等方面。结合安全综合管理理论,从人、机、环、管 4 个维度出发,初步确定风险评价指标。为确保评价指标的科学合理,邀请户外体育赛事风险评估领域的专家对得到的评价指标进行调整完善,形成户外体育赛事风险评价指标体系,见图2。指标体系由人的因素、机的因素、环境因素和管理因素四大模块组成,模块层下分 13 个一级指标和35 个二级指标,二级指标说明见表 1。2771 Vol.23 No.6 安全 与 环 境 学 报 第 23 卷第 6 期1.2 评价体系权重确定1.2.1 层次分析法(AHP)层次分析法是运用一种图像将赛事风险逐渐解构成可管理的项目,通过专业人员相关知识积累分析各类风险构成之间的重要情况以得到各因素的权重,并且将全部赛事工程的风险因素比值加权得到一个结论性风险评估值16。具体计算步骤如下。表 1 二级指标说明Table 1 Description of secondary indicators指标指标说明指标指标说明身体因素 C1参赛者身体素质、健康水平设备及时更新 C19设备固件的更新以及更新换代心理因素 C2参赛者紧张、恐慌情绪维修时效性 C20设备零部件的储备水平经验因素 C3参赛者自救、逃生能力气候因素 C21暴雨、暴雪、冰雹、大风等恶劣气候自我管理因素 C4参赛者自我保护意识自然灾害因素 C22地震、火山喷发等自然灾害服务技能 C5志愿者服务知识储备、技能水平安保因素 C23安保人员储备、技能水平心理因素 C6志愿者服务积极性、抗压能力医务因素 C24医务水平、医疗点布置合理性志愿动机 C7参加志愿服务的目的正常性场地因素 C25赛事场地的地形复杂程度团队合作能力 C8相互之间配合、协调能力海拔因素 C26场地海拔高度是否让人身体不适指挥因素 C9管理者指挥正确性及指挥效率计划目标 C27赛前计划完成的任务心理因素 C10面对紧急情况沉着、快速处理能力计划任务 C28赛前预定的任务分配情况决策因素 C11管理者决策的速度赛道规划 C29路径选择的合理性精神因素 C12观赛者精神正常性、情绪稳定性应急预案 C30是否编制应急预案及其详细程度心理因素 C13是否有报复社会、暴恐心理规章制度 C31相关规章制度的完善程度和合理性了解规则因素 C14对赛事规则的了解程度人员物资配备 C32人员物资的充足性及配置合理性人身保护性 C15设施、装备对人的保护能力职能分配 C33相关人员职能分配合理性、准确性环境保护性 C16设施对环境的干扰程度安全监管措施 C34政府部门安全监管措施的执行力度性能保持性 C17设备遇恶劣气候时保持性能的能力安全指导 C35政府部门对赛事安全的建议和指导运行稳定性 C18设备持续稳定运行的能力1)构造判断矩阵。A=(aij)nn i,j=1,2,n(1)式中aij为要素 i 与要素 j 的比较结果,n 为指标数量。2)矩阵的一致性检验。a.矩阵每一列归一化。aij=aijnj=1aij i,j=1,2,n(2)b.按行求和,求得Wi=nj=1aij i=1,2,n(3)将和向量正规化,求得权重为Wi=Wini=1Wi i=1,2,n(4)c.计算最大特征根。max=ni=1(AW)in(W)i(5)一致性指标为IC=max-nn-1(6)式中 n 为指标数量。IC=0 时,矩阵一致;IC越大,矩阵的不一致性程度越大。只要满足 IC/RC 0.1,就认为比较矩阵的判断结果可以接受。RC的取值见表 2。表 2 平均随机一致性指标Table 2 Average stochastic consistency indexn123456789RC000.580.901.121.241.321.411.453771 2023 年 6 月 李凯玲,等:复合赋权云模型在户外体育赛事风险研究中的应用 Jun.,20231.2.2 熵权法熵是一个物理学上的物理量,描述系统混乱程度,其被引入信息论之后,得到了广泛应用17。熵权法通过对主观赋权结果的熵值进行客观分析,能够解决传统赋权方法过于主观的问题,将主观性和客观性结合起来,确定各层级指标之间的内在联系,提高权重的可信度。具体计算步骤如下。1)指标归一化处理。Yij=Bij-(Bij)min(Bj)max-(Bj)min(7)式中 i 为评价者编号;j 为评价指标编号;Yij为归一化后第 j 个评价指标下第 i 位评价者的评价值;Bij为第 j 个评价指标下第 i 位评价者的评价值;(Bij)min为原始数据中的最小值;(Bj)max为第 j 行评价指标中的最大值;(Bj)min为第 j 行评价指标中的最小值。2)计算 Pij。Pij=Yijmi=1Yij(8)式中 Pij为第 j 个指标下第 i 个评价者所占的比重;m 为评价者个数。3)计算指标熵值。ej=-1lnmmi=1PijlnPij(9)式中 ej为第 j 个评价指标的熵值。4)计算指标熵权。Hj=1-ejn-nj=1ej(10)式中 Hj为第 j 个指标的熵权;n 为指标数量。1.2.3 综合权重考虑到主观权重不能反映数据信息,客观权重不能体现决策者的主观意愿,主观权重和客观权重都不是最优权重18。将层次分析法计算所得的主观权重和熵权法计算所得的客观权重进行组合赋值,获得综合权重,见式(11)。Dj=WjHjnj=1WjHj(11)式中 Dj为第 j 个评级指标综合权重;Wj为层次分析法计算所得第 j 个指标的权重;Hj为熵权法计算所得第 j 个指标的熵权。1.3 云模型1.3.1 云模型理论云模型理论由我国学者李德毅等19于 1995 年第一次提出,运用期望 Ex、熵 En和超熵 He,反映评判对象的随机性和关联性,Ex表示云滴的重