智能安防系統工程方案的多目標決策分析

王婉

（北京安士潤誠安全技術有限公司，中國 北京 100055）

智能安防系統工程方案的多目標決策分析

王婉

（北京安士潤誠安全技術有限公司，中國 北京 100055）

分析智能安防系統方案的評估現狀，比較國內外智能安防系統方案設計評估的常用方法，并針對當前智能安防系統評選主觀性強、可操作性差、缺乏科學理論基礎的問題，提出利用多準則評估理論構建科學合理的智能安防系統方案的評估方法，為智能安防系統方案的科學評估提供有效解決途徑。

智能安防系統；AHP法；SAW法；TOPSIS法；灰關聯分析

智能安防系統目前正受到越來越多用戶的認可。目前在實踐中實現智能安防系統的優化通常采用兩種方法：一是設計人員根據個人經驗實現整個系統的優化。二是業主主觀意愿決定。這兩種辦法都帶有強烈的個人主觀色彩，并非科學的客觀的評斷方法，更難以推廣適用。智能安防系統的發展，要求我們能夠建立一種科學的客觀量化評估體系，實現智能安防系統評估的規范化、客觀化和標準化。

一、安防系統設計決策分析現狀及評述

我國智能安防系統設計規范，由國家標準和地方性規定兩部分組成。但如何在數個合格方案中挑選出最佳方案，國內常用方法有：一是經驗設計型：即安防設計公司憑自己的設計施工經驗確定設計方案。優點是，設計人員一般都具有比較豐富的設計、施工經驗，通常能夠設計實施一個比較完善的系統。缺點是主觀隨意性大，設計人員的水平直接影響了系統的性能。二是業主主觀傾向型：即投資方的領導層或管理人員根據自己的主觀意愿選擇設計方案。通常業主對安防略有了解時容易出現這種情況。優點是：業主的要求表達得直接而明確，由于系統是在業主的主導下形成的，業主一般不會與安防公司產生沖突，整個設計施工過程會很“順利”。其缺點是：系統存在的問題和漏洞較多，也不一定能夠節省投資。三是招投標判定型：對于大型智能安防系統方案的評估，招投標也是目前采用較多的手段之一。但招投標只是一種形式。由于目前智能安防系統方案的評估缺乏一套客觀的科學的評估體系，所謂的專家評審組也是根據個人經驗甚至個人好惡對方案進行判斷。這與“經驗設計型”的評估方法相差無幾。

國外智能安防系統的設計方案通常由安防設計施工公司提出，業主聘請設計顧問咨詢公司進行評估。這類機構包括個人獨立開業的顧問咨詢公司和各類團體、機構或企業創辦的咨詢公司，他們大多是針對行業內需或相關專業領域需求提供多層次的咨詢服務。近年來，國內也出現了一些設計顧問公司，利用其專業特長為業主評估設計公司提供的方案。但從目前情況來看，設計顧問公司的評估也多是憑經驗，并沒有一個科學的方法。而智能安防系統評估作為項目評估的一種，不僅應具備嚴格的既定程序、科學的評價方法和合理的決策原則，還應具備一套比較完整的評估理論，用于對項目作精心篩選、認真評估、加強核算、嚴密監督和科學管理。這是保證投資決策科學化、程序化、規范化和實現公平、公正、公開、透明的前提，目前憑主觀辦事的現狀必須加以改變。由于缺乏科學的評估體系，實踐中許多智能安防系統都存在一些問題和漏洞；而假如這些方案在施工前經過系統的科學評估，大部分問題和漏洞是完全可以避免的。數據顯示，近年來我國日益重視智能安防系統工程的研究發展，民間和政府在研究發展上都作了積極投入。然而限于現有條件和水平，目前只有極少數的公司在研究決策時使用簡單的決策輔助系統工具。

二、決策分析現狀及評述

常用的決策分析技術有：確定型情況下的決策分析、風險型情況下的決策分析、不確定型情況下的決策分析。在評估智能安防系統時，必須對各個相關屬性及因素作全面性考慮及綜合性評估。由于決策過程常常會面臨多重準則或目標函數，所以我們必須采取多準則決策(Multiple Criteria Decision Making，MCDM)來制定決策。多準則決策理論一般分為六大類，即：一是多屬性效用理論；二是多目標數學規劃；三是多準則評估；四是層次分析法；五是超越關聯法；六是模糊多準則決策。

三、智能安防系統工程方案評估方法

與一般系統工程相比較，智能安防系統工程在工程技術面、財務面、操作使用面及環境適應面等具有不確定性高和投資成本高的特性。因此，工程方案的研擬，一般在規劃單位作業上統籌兼顧工程技術面、財務面、操作使用面及環境適應面等不同層面，然后研擬出幾個可行的方案來進行評選。但對于方案的評選方式，過去大部份是通過專家間的討論和領導指示加以決定，很少采用客觀量化方法來加以篩選。因此本研究將綜合運用多準則評估理論中常用的層次分析法、簡單線性加權法、相似理想解偏好排序技術法及灰色系統理論中的灰關聯分析等方法，研究如何進行智能安防系統工程方案評估。

（一）智能安防系統工程方案評估指標權重分析

在有關決策的研究中往往存在兩種錯誤傾向：一是過分地依賴數學模型，其結果是無法反映人們的經驗因素。二是過多地偏重于行為、邏輯、推理方面的研究和分析，而忽視了要把重要因素定量地反映到決策中來，以至于不能夠定量描述因素之間的相對關系。

就本論文的研究對象——智能安防系統方案而言，本質上屬于對績效值的評估，評估準則具有多層次的結構關系，評估方法具有群體決策的特點，同時因層次分析法的理論簡單且極具實用性，故本研究采用層次分析法進行評估指標的構建，再選用簡單加權法（SAW）、相似理想解偏好排序技術法（TOPSIS）和灰關聯法對評估方案進行排序。

層次分析法的目的是將復雜的問題系統化，把不同的層面給予層級分解。本研究在應用層次分析法(AHP)求取評估準則的權重時，包括下列步驟：（1）根據智能安防系統的各評估準則進行問卷設計并對選出的安防專家進行問卷調查；（2）根據收回的問卷建立成對比較矩陣；（3）計算優先向量及最大特征值；（4）進行一致性檢驗；（5）計算智能安防系統各評估準則的權重。

1.問卷設計與調查

根據層級架構來設計問卷，由受訪的智能安防專家對各要素間的相對重要程度進行表決。有關各尺度所代表的意義，如表1所示。

2.建立成對比較矩陣

根據問卷取得各要素間的相對重要程度結果，然后建立成對比較矩陣。

表1 AHP法的評估尺度與說明

3.計算優先向量及最大特征值

（1）求解優先向量

成對比較矩陣得到后，接著求取各層級要素的優先向量。使用數值分析中常用的特征值解法，找出優先向量。

（2）求解最大特征值

4.進行一致性檢驗

（1）AHP法利用一致性比率（Consistence Ratio，C.R.）來衡量比較矩陣的整體一致性，若C.R.≦0.1時，則矩陣的一致性程度令人滿意。

（2）隨機指標（R.I.）

（1）AHP方法通過整合各層級要素的相對重要程度，歸納出最底層各評估準則的權重。

（二）求解智能安防系統工程方案加權評選結果

1.智能安防系統工程方案排序方法選擇

本論文選用簡單加權法、TOPSIS法和灰關聯法對評估方案進行排序。

鑒于智能安防系統自身特點，這三種方法都較為適用。由于這三種方法具有各自不同的優缺點，彼此可以相互驗證。本研究也試圖在實際操作中找出這三種方法哪一種更為適合智能安防系統方案的評估。

這三種方法的使用詳述如下：

2.加權總和法（SAW）

Kirkwood指出簡單加權總和法為多準則決策方法中最常用的方法,這說明此方法簡單易懂、運算容易。它是根據每個方案的每個評估因子的權重與其評估分數相乘加總得出總分，依次算出每一方案的總分去評比，得分最高的方案，就為第一優先選擇。加權總和法是多準則評估中最常用的方法，其計算步驟如下：

將智能安防系統各評估指標予以正規化（Normalization）

物業管理公司的成本控制往往只考慮內部因素，忽略了企業外部的影響，管理思路相對別的行業太過狹隘。目前我國大多數的物業管理企業都認為成本太多主要是人力成本高、日常開支太多，這些企業能夠想到的最好辦法就是嚴格控制日常開支、裁減員工。這種思路是不對的，一些人員的裁剪，譬如在前期不聘用專業的成本核算人員，啟動之后就會造成后期更多的浪費，這不是降低成本最根本方法，企業要具有全局的眼光，把成本和技術、服務質量等聯系起來，才能夠做到最有效的成本管理。

（1）效益指標正規化

（2）成本指標正規化

對于本研究的目標——智能安防系統而言，指標值越小越好的就是成本指標，指標值越大越好的就是效益指標。

計算各智能安防系統評選方案的加權績效值

方案排序

根據Si的大小，來對各個智能安防系統方案進行排序，其值越大，則表示方案的優先級越高。

3.相似理想解偏好排序技術法（TOPSIS）

建立正規化決策矩陣（Normalized Decision Matrix）其中Xij為第i個替選方案中所對應第j個屬性的評比結果。

建立加權正規矩陣（Weighted Normalized Decision Matrix）

加入權重w=（w1,w2,…….,wn）

決定正理想解A＊與負理想解A-（Ideal and Negative-Ideal Solutions）

計算分離測度（Separation Measure）

計算各個方案對正理想解的相對靠近度Ci＊（Relative Closeness to The Ideal Solution）

方案排序（Rank）

根據相對靠近度Ci＊的大小，來對各個方案進行排序，其值愈大者，方案之偏好愈高。

4.灰關聯分析法

本研究以灰關聯分析 (Grey Relational Analysis)的概念，從各智能安防系統評選方案中各評估指標績效值訂出標準序列，并以灰關聯空間測度，衡量各方案與標準序列間的變異性，進而對各方案進行排序。

將各評估指標予以正規化(Normalization)

灰關聯度

灰關聯系數

為比較各方案和目標序列之差異，定義灰關聯系數

本研究中所選用的簡單加權總和法（SAW）、相似理想解偏好排序技術法（TOPSIS）及灰關聯分析法這三種多準則決策研究方法，根據上文對其優劣點的分析以及國內外在相關文獻中顯示的應用，都應該是比較適合于智能安防系統方案評估的。

本研究的目的是探討尋找一種較為科學的方法，以改變目前智能安防系統方案評估缺乏科學性的現狀。根據目前的研究結果，應可構建出一種相對較為科學的智能安防系統方案評選模式。本模式在操作上是否可行的，有待進一步在實踐中研究驗證。面對目前智能安防系統方案的評選工作主觀化傾向嚴重的現狀，本研究認為相關智能安防系統方案的評選，如能采用本研究推薦的方法，利用多準則評估方法來輔助方案的評選，將使評選更客觀、更嚴謹。

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1008—3340（2010）01—0071—03

2009-12-06

王婉，女，北京安士潤誠安全技術有限公司工作人員。