基于AHP熵权的高校校园安全组合权重研究
张特曼 徐枫
[摘 要]为提高高校校园综合评价的科学合理性，本文研究出一种兼顾主客观因素的组合权重方法。该方法以L高校为研究对象，在充分考虑权重计算的主观性和客观性基础上，采用AHP熵权分析法相结合的方法确定各因素组合权重，运用组合权重对校园进行评价，得到更加切合实际的评价结果。
[关键词]AHP；熵权；组合权重
[中图分类号] G646 [文献标识码] A [文章编号]1005-5843（2018）07-0112-07
[DOI]1013980/jcnkixdjykx201807020
近年来，我国高等教育发展迅速，国际竞争力不断提升。据教育部数据统计显示：2016年全国各类高等教育在学总规模达到3 699万人，高等教育毛入学率达到427%。其中，在学研究生19811万人，普通高等教育本专科在校生2 69584万人，成人高等教育在校生58439万人[1]。
高等教育快速发展，高校外部与内部环境发生了巨大变化，当今社会处在国际化、网络化、信息化的时代，当代大学生具有个性张扬、求知欲强、多样成长的特点，他们所面对的各种挑战与诱惑较之以往日益增多[2]。面对校园安全事故，如何有效的进行安全管理，是摆在政府、社会和教育工作者面前的重点问题。
多年来，国内外众多学者针对高校校园安全问题，开展了大量研究。从主客观赋权来看，这些评价方法分为两类。一类为主观赋权，大都是采取咨询评分的方法确定权重，然后对数据进行分析，使用该评价方法的有，黛安娜（Diane Furno-Lamude）等采用实地调研、调查问卷及模型计算等手段，对高校安全问题的现状、存在问题进行了深入剖析[3]。周毅等将AHP和灰色关联有机结合，建立包括4个一级指标，16个二级指标的指标体系，对高校进行安全评价[4]。余志红等运用层次分析法对校园安全的影响因素进行了层次划分，建立了基于层次分析法和综合模糊评价的数学模型[5]。皮祖训等构建了包括安全管理、环境、人员素质、改进提高、事故预防、事故管理、事故处置与消防这7个因素的安全评价指标体系，建立非线性灰色评价模型进行了评价，判断出相对安全性程度，并建立灰色预测模型[6]。
另一类是客观赋权，即根据各指标属性的联系程度或信息量大小来决定指标权重，使用这种评价方法的有，阳富强等基于熵权法与可拓学理论，建立了高校安全文化的熵权可拓评价模型[7]。孙康等基于熵权法和主成分投影，建立了组合优化模型，对高校公共安全突发事件应急管理能力数据进行了量化分析与评价[8]。骆公志基于粗糙集理论，对江苏省高职高专人才培养工作水平评估数据库进行实证分析[9]。汪卫平采用基于因子分析的多指标法综合评价2013年大陆地区高校研发支撑区域创新体系的作用效果[10]。
从上述讨论可以看出，主观赋权法在根据属性本身含义确定权重方面具有优势，但客观性较差。而客观赋权法在不考虑属性实际含义的情况下，确定权重具有优势，但不能体现决策者对不同属性的重视程度，会出现确定的权重与属性的实际重要程度相悖的情况，因此合理的赋权方法应该基于专家经验和指标数据之间的内在规律，进行复合赋权。
本文结合L高校自身的特性，根据高校事故发生的“5M原理”，厘清高校事故影响因素特点及其之间的层次关系，从而建立高校评价指标体系，并运用AHP熵权评价方法对高校的影响因素进行综合评价，使得到的评价结果更加切合实际。
一、组合评价模型构建
（一）AHP
20世纪70年代，美国运筹学家萨蒂等人提出了层次分析法（Analytic Hieratchy Proces，简称AHP）。1982年11月中美能源、资源、环境学术会议上萨蒂的学生高兰尼桑首次将层次分析法介绍给中国学者，该决策方法在中国得到广泛传播与发展，并快速应用于能源系统分析、城市规划、经济管理、科研成果评价等诸多领域。AHP主要包括四个步骤：1构造层次；2进行判断矩阵的构造；3层次单排序以及一致性检验；4层次总排序以及一致性检验[11]。如果判断矩阵和单排序结果一致，则所求出的特征向量的转置矩阵即为各因素的权重集，即：AHP指标权重向量α={α1，α2，…，αj，…，αn}，AHP的流程如图1所示。
图1 AHP流程图
（二）熵权法
熵权法最先由申农（CEhannon）引入信息论，将其称之为信息熵[12]。在具体使用过程中，熵权法根据各指标的变异程度、信息量的大小，确定决策指标权重的客观赋权法。其计算步骤如下：
1.构建m个事物n个评价指标的判断矩阵R（rij），i=1，2，…，n；j=1，2，…，m。
2.确定评价指标的熵为：以矩阵R（rij）作为讨论目标，Hi表示该第i个评判指标的熵值，计算公式为：
H（i）=-1lnn（∑mj=1rijlnrij）
其中，n表示该评判指标的评价数。
3.计算熵权β：
第i个指标的熵权可表示为：
β=（ωi）1×m，ωi=1-H（i）∑mi=1（1-H（i））
其中，m表示指標数。
依此类推，计算得到所有评判指标的熵权值，利用熵权法求得待评价事物评判权重：β={β1，β2，…，βj，…，βn}
（三）评价指标组合权重的确定
为了全面反映评价指标的重要性，综合分析两种方法的优缺点，将专家主观经验确定的权重与熵权法确定的客观权重相结合，最终确定各指标的复合权重[13]，具体赋权公式为：
ωj=αj×βj∑nj=1αj×β，j=1，2，…，n
其中，αj和βj为分别利用AHP和熵值法确定的第j个指标的权重，ωj为第j个指标的组合权重。
二、实证分析
（一）高校安全分析模型
依据轨迹交叉论，安全事故是由于不安全状态或不安全行为所引起的，挖掘背后深层次原因，综合论认为安全事故是社会因素、管理、隐患等诸因素的多元函数。具体形象地说，影响事故发生的因素有五项：人（Man）、机（Machinery）、料（Material）、法（Method）、环（Milieu），即“5M原理”[14]。5个方面就象鱼的主刺一样，每个主刺上还有很多的小刺，这些小刺就是与主刺相关的问题，来构成了一条难以下咽的鱼骨头，如果不拔掉，一不小心就会卡住喉咙，让人痛苦不堪。于是“5M原理”又可以被称为鱼骨图（图2）。
图2 “5M原理”鱼骨图
根据“5M”原理，影响高校校园事故产生的主要因素有5项：人、物、环境、管理、与事故预防[15]。从事故致因理论来看，人的不安全行为、物的不安全状态和环境的恶劣性是构成事故发生的直接原因，这三者的不安全状态构成安全中的隐患和危险源，当满足一定条件时，就会转化为事故。而管理失误、管理缺陷和管理责任是事故隐患的间接因素，它导致人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全条件，从而诱发事故。事故预防能力是预防隐患及防止事故的方法手段。人、物、环境、管理与事故预防彼此之间即相互作用又相互联系，共同构成高校校园事故的产生原理（图3、4）。
图3 高校校園事故产生原理图
图4 高校校园事故致因因素分析
（二）高校评价指标体系构建
从目前的研究看，影响校园安全的指标因素有很多，确定的因素太多，会影响评价结果，而因素太少则评价结果会产生偏差。因此，确定一个科学、全面、客观的评价指标体系具有非常重要的意义。
依据高校事故产生原理，结合L高校实际情况，并咨询专家意见，从人—物—环—管—处置分析模型进行逐条分解，构建了L高校校园安全评价指标体系，共包括5个一级指标，21个二级指标（图5）。
图5 L高校安全评价指标体系
（三）组合权重的确定1.为了保证判断矩阵的有效性，选择了保卫处、学生处、后勤处等不同领域具有代表性的10位权威专家打分法，根据专家打分情况，并计算出相应所需数据，各层次分析计算结果如表1-6所示。
通过层次分析法的专家主观指标权重计算可知，一级指标中事故处理因素是造成校园安全的主要因素，权重达到05011。在事故处理因素中，火灾爆炸事故是事故处理因素的最主要因素，权重达到05101，体育活动伤害和踩踏事故也是事故处理因素的主要因素，权重分别为02594和0123。一级指标其次影响因素是管理因素，为02461，而学生处是影响校园安全管理的最主要因素，权重为0637。从计算可看出，层次分析法能将定性问题定量化，在根据属性本身含义确定权重方面具有优势，但仅凭专家对评价指标主观经验做出的判断，没有考虑各待评方案的变动信息，具有较大的不稳定性。2.根据李克特五级评分量表[16]，表7中列出了各层级评判因素的评语集。
通过熵权法的客观指标权重计算可知，一级指标中管理因素X3是造成校园安全的主要因素，权重达到02896。在管理因素中，后勤处是管理因素的最主要因素，权重达到03562，按大小其余分别是保卫处03402和学生处03036。一级指标其次影响因素是人员素质X1，为02209，而安全管理人员素质是人员素质的最主要因素，权重为03233。
从计算可以看出，熵权法在不考虑属性实际含义的情况下，虽避免了人为因素带来的偏差，但不能体现出决策者对不同属性的重视程度，甚至会出现客观权重与属性的实际重要程度不一样的情况，导致最终的指标赋权中没有体现决策者的知识与经验等主观信息。
结合由层次分析法计算所得的主观权重α和熵权法β计算所得的客观权重，ω为AHP-熵权法确定的复合权重，各个层次的复合权重如表8所示。
根据上述分析，人员素质X1的层次分析主观权重为00453，熵权客观权重为02209，组合权重为0047，占整个高校安全评估体系的比重最小。说明该校这部分对其安全性评价影响相对最小。环境因素X2的层次分析主观权重为01038，熵权客观权重为01415，组合权重为0069，占整个高校安全评估体系的比重较小，说明环境因素对校园安全性评价影响相对较小；管理因素X3的层次分析主观权重为02461，熵权客观权重为02896，组合权重为03346，占评估体系的比重中等，因此该校在今后的安全工作中应当重点对管理因素进行治理。安全设施X4的层次分析主观权重为01038，熵权客观权重为01444，组合权重为00704，占整个高校安全评估体系的比重较小，说明该校这部分对其安全性评价影响较小。事故处置X5的层次分析主观权重为05011，熵权客观权重为02036，组合权重为0479，占整个高校安全评估体系的比重最大，最为重要，因此该校在今后的工作中应当将主要管理精力放在事故处置上。
合理的赋权方法应该同时基于指标属性的内在联系和专家经验进行赋权，组合权重分析法兼顾到决策者对属性的偏好，同时又力争减少赋权的主观随意性，使评价结果避免主观性与局限性，达到结果有据可依的效果。
三、结论
第一，整理理论知识并进行资料分析，对国内外安全评价的相关研究成果进行总结分析，根据高校事故发生的“5M原理”，对影响高校校园安全的因素进行分析，理清各层次关系，为高校安全分析与评价的研究提供参考和依据。第二，构建了L高校校园安全评价指标体系，共包括5个一级指标，21个二级指标；采用问卷调查的方法，对各项评价指标进行赋值。第三，综合运用AHP熵权评价方法，对高校的影响因素进行综合评价，使得到的评价结果更加切合实际。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.2016年全国教育事业发展统计公报 [EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/sjzl_fztjgb/201707/t20170710_309042.html，2017-07-10.
[2]皮祖训，刘何清.高校事故非线性灰色预测模型及应用研究[J].中国安全科学学报，2009（5）：24-31.
[3]Diane Furno-Lamude， Estelle Zannes. Campus security technology and university crime： a comparative investigation and analysis[C]. Proceedings IEEE 33rd Annual 1999 International Carnahan Conference on Security Technology， 1999： 391-397.
[4]周毅，趙晓刚，赵健宇.基于灰色综合关联分析的高校校园安全评估[C].2011年教育科学与管理工程国际学术会议，2011.
[5]余志红，任国友.基于AHP的校园安全评价指标研究[J].中国安全生产科学技术，2009（5）：50-54.
[6]皮祖训，刘何清.校园安全灰色关联评价模型及应用[J].中国安全科学学报，2008（6）：134-140.
[7]阳富强，刘晓霞，朱伟方.大学校园安全文化评价的熵权物元可拓模型及应用[J].实验室研究与探索， 2017（6）：298-302.
[8]孙康等.校园公共安全突发事件应急管理能力评价的组合优化模型[J].数学的实践与认识，2015（14）： 231-239.
[9]骆公志.粗糙集理论及其在高等教育评估中的应用研究[D].南京航空航天大学，2009.
[10]汪卫平.高校研发支撑区域创新体系的效果评价——基2007—2013年省级数据的分析[D].南京师范大学， 2016.
[11]Yagmur L. Multi-criteria evaluation and priority analysis for localization equipment in a thermal power plant using the AHP （analytic hierarchy process）[J]. Energy， 2016（3）：476-482.
[12]赵挺生，任玲玲，周炜等.基于熵权法-CIM模型的高速公路施工临近房屋安全风险评价[J].中国安全生产科学技术，2017（3）：174-179.
[13]安然，刘照博.基于组合权重的灰色关联法在机场选址中应用[J].山西建筑，2014（32）：3-5.
[14]廖斌.基于AHP的模糊综合评价法在建筑施工安全评价中的应用[J].中国安全生产科学技术，2013（10）：172-176.
[15]马改焕.高校安全动态评价体系构建与应用研究[D].湘潭： 湖南科技大学，2013.
[16]亓莱滨.李克特量表的统计学分析与模糊综合评判[J].山东科学，2006（2）：18-23.
（责任编辑：王 岚）
