智能安防系统工程方案的多目标决策分析

王婉

（北京安士润诚安全技术有限公司，中国 北京 100055）

智能安防系统工程方案的多目标决策分析

王婉

（北京安士润诚安全技术有限公司，中国 北京 100055）

分析智能安防系统方案的评估现状，比较国内外智能安防系统方案设计评估的常用方法，并针对当前智能安防系统评选主观性强、可操作性差、缺乏科学理论基础的问题，提出利用多准则评估理论构建科学合理的智能安防系统方案的评估方法，为智能安防系统方案的科学评估提供有效解决途径。

智能安防系统；AHP法；SAW法；TOPSIS法；灰关联分析

智能安防系统目前正受到越来越多用户的认可。目前在实践中实现智能安防系统的优化通常采用两种方法：一是设计人员根据个人经验实现整个系统的优化。二是业主主观意愿决定。这两种办法都带有强烈的个人主观色彩，并非科学的客观的评断方法，更难以推广适用。智能安防系统的发展，要求我们能够建立一种科学的客观量化评估体系，实现智能安防系统评估的规范化、客观化和标准化。

一、安防系统设计决策分析现状及评述

我国智能安防系统设计规范，由国家标准和地方性规定两部分组成。但如何在数个合格方案中挑选出最佳方案，国内常用方法有：一是经验设计型：即安防设计公司凭自己的设计施工经验确定设计方案。优点是，设计人员一般都具有比较丰富的设计、施工经验，通常能够设计实施一个比较完善的系统。缺点是主观随意性大，设计人员的水平直接影响了系统的性能。二是业主主观倾向型：即投资方的领导层或管理人员根据自己的主观意愿选择设计方案。通常业主对安防略有了解时容易出现这种情况。优点是：业主的要求表达得直接而明确，由于系统是在业主的主导下形成的，业主一般不会与安防公司产生冲突，整个设计施工过程会很“顺利”。其缺点是：系统存在的问题和漏洞较多，也不一定能够节省投资。三是招投标判定型：对于大型智能安防系统方案的评估，招投标也是目前采用较多的手段之一。但招投标只是一种形式。由于目前智能安防系统方案的评估缺乏一套客观的科学的评估体系，所谓的专家评审组也是根据个人经验甚至个人好恶对方案进行判断。这与“经验设计型”的评估方法相差无几。

国外智能安防系统的设计方案通常由安防设计施工公司提出，业主聘请设计顾问咨询公司进行评估。这类机构包括个人独立开业的顾问咨询公司和各类团体、机构或企业创办的咨询公司，他们大多是针对行业内需或相关专业领域需求提供多层次的咨询服务。近年来，国内也出现了一些设计顾问公司，利用其专业特长为业主评估设计公司提供的方案。但从目前情况来看，设计顾问公司的评估也多是凭经验，并没有一个科学的方法。而智能安防系统评估作为项目评估的一种，不仅应具备严格的既定程序、科学的评价方法和合理的决策原则，还应具备一套比较完整的评估理论，用于对项目作精心筛选、认真评估、加强核算、严密监督和科学管理。这是保证投资决策科学化、程序化、规范化和实现公平、公正、公开、透明的前提，目前凭主观办事的现状必须加以改变。由于缺乏科学的评估体系，实践中许多智能安防系统都存在一些问题和漏洞；而假如这些方案在施工前经过系统的科学评估，大部分问题和漏洞是完全可以避免的。数据显示，近年来我国日益重视智能安防系统工程的研究发展，民间和政府在研究发展上都作了积极投入。然而限于现有条件和水平，目前只有极少数的公司在研究决策时使用简单的决策辅助系统工具。

二、决策分析现状及评述

常用的决策分析技术有：确定型情况下的决策分析、风险型情况下的决策分析、不确定型情况下的决策分析。在评估智能安防系统时，必须对各个相关属性及因素作全面性考虑及综合性评估。由于决策过程常常会面临多重准则或目标函数，所以我们必须采取多准则决策(Multiple Criteria Decision Making，MCDM)来制定决策。多准则决策理论一般分为六大类，即：一是多属性效用理论；二是多目标数学规划；三是多准则评估；四是层次分析法；五是超越关联法；六是模糊多准则决策。

三、智能安防系统工程方案评估方法

与一般系统工程相比较，智能安防系统工程在工程技术面、财务面、操作使用面及环境适应面等具有不确定性高和投资成本高的特性。因此，工程方案的研拟，一般在规划单位作业上统筹兼顾工程技术面、财务面、操作使用面及环境适应面等不同层面，然后研拟出几个可行的方案来进行评选。但对于方案的评选方式，过去大部份是通过专家间的讨论和领导指示加以决定，很少采用客观量化方法来加以筛选。因此本研究将综合运用多准则评估理论中常用的层次分析法、简单线性加权法、相似理想解偏好排序技术法及灰色系统理论中的灰关联分析等方法，研究如何进行智能安防系统工程方案评估。

（一）智能安防系统工程方案评估指标权重分析

在有关决策的研究中往往存在两种错误倾向：一是过分地依赖数学模型，其结果是无法反映人们的经验因素。二是过多地偏重于行为、逻辑、推理方面的研究和分析，而忽视了要把重要因素定量地反映到决策中来，以至于不能够定量描述因素之间的相对关系。

就本论文的研究对象——智能安防系统方案而言，本质上属于对绩效值的评估，评估准则具有多层次的结构关系，评估方法具有群体决策的特点，同时因层次分析法的理论简单且极具实用性，故本研究采用层次分析法进行评估指标的构建，再选用简单加权法（SAW）、相似理想解偏好排序技术法（TOPSIS）和灰关联法对评估方案进行排序。

层次分析法的目的是将复杂的问题系统化，把不同的层面给予层级分解。本研究在应用层次分析法(AHP)求取评估准则的权重时，包括下列步骤：（1）根据智能安防系统的各评估准则进行问卷设计并对选出的安防专家进行问卷调查；（2）根据收回的问卷建立成对比较矩阵；（3）计算优先向量及最大特征值；（4）进行一致性检验；（5）计算智能安防系统各评估准则的权重。

1.问卷设计与调查

根据层级架构来设计问卷，由受访的智能安防专家对各要素间的相对重要程度进行表决。有关各尺度所代表的意义，如表1所示。

2.建立成对比较矩阵

根据问卷取得各要素间的相对重要程度结果，然后建立成对比较矩阵。

表1 AHP法的评估尺度与说明

3.计算优先向量及最大特征值

（1）求解优先向量

成对比较矩阵得到后，接着求取各层级要素的优先向量。使用数值分析中常用的特征值解法，找出优先向量。

（2）求解最大特征值

4.进行一致性检验

（1）AHP法利用一致性比率（Consistence Ratio，C.R.）来衡量比较矩阵的整体一致性，若C.R.≦0.1时，则矩阵的一致性程度令人满意。

（2）随机指标（R.I.）

（1）AHP方法通过整合各层级要素的相对重要程度，归纳出最底层各评估准则的权重。

（二）求解智能安防系统工程方案加权评选结果

1.智能安防系统工程方案排序方法选择

本论文选用简单加权法、TOPSIS法和灰关联法对评估方案进行排序。

鉴于智能安防系统自身特点，这三种方法都较为适用。由于这三种方法具有各自不同的优缺点，彼此可以相互验证。本研究也试图在实际操作中找出这三种方法哪一种更为适合智能安防系统方案的评估。

这三种方法的使用详述如下：

2.加权总和法（SAW）

Kirkwood指出简单加权总和法为多准则决策方法中最常用的方法,这说明此方法简单易懂、运算容易。它是根据每个方案的每个评估因子的权重与其评估分数相乘加总得出总分，依次算出每一方案的总分去评比，得分最高的方案，就为第一优先选择。加权总和法是多准则评估中最常用的方法，其计算步骤如下：

将智能安防系统各评估指标予以正规化（Normalization）

物业管理公司的成本控制往往只考虑内部因素，忽略了企业外部的影响，管理思路相对别的行业太过狭隘。目前我国大多数的物业管理企业都认为成本太多主要是人力成本高、日常开支太多，这些企业能够想到的最好办法就是严格控制日常开支、裁减员工。这种思路是不对的，一些人员的裁剪，譬如在前期不聘用专业的成本核算人员，启动之后就会造成后期更多的浪费，这不是降低成本最根本方法，企业要具有全局的眼光，把成本和技术、服务质量等联系起来，才能够做到最有效的成本管理。

（1）效益指标正规化

（2）成本指标正规化

对于本研究的目标——智能安防系统而言，指标值越小越好的就是成本指标，指标值越大越好的就是效益指标。

计算各智能安防系统评选方案的加权绩效值

方案排序

根据Si的大小，来对各个智能安防系统方案进行排序，其值越大，则表示方案的优先级越高。

3.相似理想解偏好排序技术法（TOPSIS）

建立正规化决策矩阵（Normalized Decision Matrix）其中Xij为第i个替选方案中所对应第j个属性的评比结果。

建立加权正规矩阵（Weighted Normalized Decision Matrix）

加入权重w=（w1,w2,…….,wn）

决定正理想解A＊与负理想解A-（Ideal and Negative-Ideal Solutions）

计算分离测度（Separation Measure）

计算各个方案对正理想解的相对靠近度Ci＊（Relative Closeness to The Ideal Solution）

方案排序（Rank）

根据相对靠近度Ci＊的大小，来对各个方案进行排序，其值愈大者，方案之偏好愈高。

4.灰关联分析法

本研究以灰关联分析 (Grey Relational Analysis)的概念，从各智能安防系统评选方案中各评估指标绩效值订出标准序列，并以灰关联空间测度，衡量各方案与标准序列间的变异性，进而对各方案进行排序。

将各评估指标予以正规化(Normalization)

灰关联度

灰关联系数

为比较各方案和目标序列之差异，定义灰关联系数

本研究中所选用的简单加权总和法（SAW）、相似理想解偏好排序技术法（TOPSIS）及灰关联分析法这三种多准则决策研究方法，根据上文对其优劣点的分析以及国内外在相关文献中显示的应用，都应该是比较适合于智能安防系统方案评估的。

本研究的目的是探讨寻找一种较为科学的方法，以改变目前智能安防系统方案评估缺乏科学性的现状。根据目前的研究结果，应可构建出一种相对较为科学的智能安防系统方案评选模式。本模式在操作上是否可行的，有待进一步在实践中研究验证。面对目前智能安防系统方案的评选工作主观化倾向严重的现状，本研究认为相关智能安防系统方案的评选，如能采用本研究推荐的方法，利用多准则评估方法来辅助方案的评选，将使评选更客观、更严谨。

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1008—3340（2010）01—0071—03

2009-12-06

王婉，女，北京安士润诚安全技术有限公司工作人员。