網(wǎng)絡(luò)分析法在環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系中的應(yīng)用

王立群

（天津市環(huán)境保護科技信息中心，天津300191）

1.引言

環(huán)境信息化作為國家信息化的重要組成部分，作為環(huán)境管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一，是環(huán)境保護工作的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其發(fā)展程度將直接決定管理機構(gòu)綜合決策能力、環(huán)境監(jiān)管能力、公共服務(wù)能力、環(huán)境應(yīng)急反應(yīng)能力所能達到的水平[1-4]。

黨中央、國務(wù)院高度重視環(huán)境信息化工作，2005年，國務(wù)院在《關(guān)于落實科學(xué)發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定》中明確提出要求，要完善環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)“金環(huán)工程”，實現(xiàn)“數(shù)字環(huán)?！?，加快環(huán)境與核信息系統(tǒng)建設(shè)，實行信息資源共享機制。2007年，環(huán)保總局、發(fā)展改革委制定的《國家環(huán)境保護“十一五”規(guī)劃》中對環(huán)境信息化建設(shè)提出了更高要求，要建設(shè)“金環(huán)工程”，建設(shè)國家和地方環(huán)境保護信息系統(tǒng)，構(gòu)建環(huán)境保護信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺，建設(shè)國家環(huán)境數(shù)據(jù)信息庫和環(huán)境管理決策支持體系，建立高效、便捷的環(huán)境污染事故應(yīng)急指揮信息傳輸系統(tǒng)，構(gòu)筑數(shù)字環(huán)保，完善信息發(fā)布制度，促進環(huán)境信息共享[1]。

目前，我國環(huán)境信息化工作在發(fā)展規(guī)劃與管理制度的完善、管理機構(gòu)建設(shè)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、政府門戶網(wǎng)站與內(nèi)部辦公平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)等方面，已取得了較為顯著的成績。但與國家信息化發(fā)展總體要求及環(huán)境管理工作的實際需求相比，環(huán)境信息化工作仍存在一些亟待解決的問題，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力不能完全滿足信息傳輸與資源共享的需要、環(huán)保信息資源未得到全面有效開發(fā)和共享、環(huán)保信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和整體規(guī)劃工作基礎(chǔ)薄弱、環(huán)境管理核心業(yè)務(wù)信息化程度還有待提高等[1]。

隨著我國環(huán)境保護事業(yè)進入新的發(fā)展階段，人們對于環(huán)境保護工作的重視程度也日益提高，針對環(huán)境信息化工作開展的研究也越來越多，如陳煜欣[5]對國家環(huán)保信息化安全管理體系建設(shè)進行了研究，劉定[6]研究了環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，朱懷松，白雪[7]針對我國城市環(huán)境信息化建設(shè)存在的問題及發(fā)展戰(zhàn)略開展了研究，甄欣，曾錚[8]對省級環(huán)境保護信息系統(tǒng)的建設(shè)進行了探討。以往關(guān)于環(huán)境信息化方面的研究中，對環(huán)境信息化水平評價體系的研究尚屬少數(shù)。本文在建立環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用ANP方法對該體系進行研究，對于推動環(huán)境信息化工作的進一步開展，將具有重要的理論價值和實踐意義。

2 環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的主要原則[9]

環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系的建立是為了更好地測度環(huán)境信息化水平，為環(huán)境信息化戰(zhàn)略決策提供現(xiàn)實量化的依據(jù)。構(gòu)建評價指標(biāo)體系是一項復(fù)雜的工作，也是對國家及城市的環(huán)境信息化發(fā)展具有重大意義的工作，科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系有利于提高國家或城市的環(huán)境信息化水平，從而促進經(jīng)濟的發(fā)展，提升國家或城市的競爭能力。為了能夠科學(xué)、全面、準(zhǔn)確地對環(huán)境信息化水平進行評價，指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)遵循以下原則：

2.1.1 科學(xué)性原則

評價指標(biāo)體系的建立需要堅持正確的理論指導(dǎo)和科學(xué)的研究方法，將理論與實際相結(jié)合，從而選取能夠全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確、客觀地反映環(huán)境信息化內(nèi)涵的指標(biāo)，使評價科學(xué)、合理。如何在抽象、概括中抓住最重要、最本質(zhì)、最有代表性的東西，是設(shè)計指標(biāo)體系的關(guān)鍵和難點。對客觀實際描述得越清楚、越簡練、越符合實際，其科學(xué)性也就越強。

2.1.2 系統(tǒng)性原則

系統(tǒng)性是指在指標(biāo)體系內(nèi)部各個指標(biāo)之間要有一定的邏輯關(guān)系，而不是雜亂無章的羅列。評價指標(biāo)體系是一個多層次、多元化的系統(tǒng)，這些指標(biāo)必須分類合理、層次清晰，共同構(gòu)筑一個有機整體。因此，對環(huán)境信息化水平進行評價時，必須從系統(tǒng)的角度出發(fā)，力求從各個層次、各個角度對環(huán)境信息化水平做出全面、系統(tǒng)、客觀的評價.

2.1.3 可行性原則

指標(biāo)數(shù)據(jù)要有可靠的資料來源且易于搜集，定量指標(biāo)的計算方法要科學(xué)，便于計算機進行數(shù)據(jù)處理；定性指標(biāo)應(yīng)采用專家打分法對其賦值，以保證其可信度。指標(biāo)體系的設(shè)計要從立足現(xiàn)狀、可操作、易搜集的角度出發(fā)，建立具有比較性、可測性、數(shù)據(jù)容易獲得的指標(biāo)體系。

2.1.4 可比性原則

為便于進行不同國家或城市間環(huán)境信息化水平的比較研究，指標(biāo)口徑、范圍應(yīng)盡量與國際常用的指標(biāo)相一致，以保證指標(biāo)的可比性。這樣才能更加清楚地看到各自的相對競爭優(yōu)勢與相對競爭劣勢，以及與其他國家或城市之間的差距，也可以學(xué)習(xí)其他國家或城市在提高環(huán)境信息化水平方面的經(jīng)驗，為己所用。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

環(huán)境信息化評價指標(biāo)體系是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，其綜合評價內(nèi)容是多準(zhǔn)則、多方案的。在參考吸收大量環(huán)境信息化研究成果的基礎(chǔ)上，借鑒環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境信息化發(fā)展戰(zhàn)略等相關(guān)理論，結(jié)合環(huán)境信息化的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀，通過理論分析、專家咨詢等方法，遵循指標(biāo)體系設(shè)計原則，建立了如下環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系（如表1）。該指標(biāo)體系對環(huán)境信息化水平的評價構(gòu)建了6個準(zhǔn)則：環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)、環(huán)境管理業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺建設(shè)、環(huán)境信息資源共享平臺建設(shè)、環(huán)境信息資源服務(wù)平臺建設(shè)、環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與安全建設(shè)和管理機構(gòu)與人才隊伍建設(shè)，每個準(zhǔn)則下，又分別有若干個子準(zhǔn)則。

表1 環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系

3.應(yīng)用ANP（網(wǎng)絡(luò)分析法）求解環(huán)境信息化水平評價問題

3.1 ANP概述

ANP(analytic network process)是美國匹茲堡大學(xué)著名教授Thomas L.Saaty在1996年提出的一種決策方法，它是在層次分析法AHP(analytic hierarchy process)的基礎(chǔ)上發(fā)展而形成的一種新的實用決策方法。AHP方法的核心是將系統(tǒng)劃分為若干層次，如目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，且只考慮上層元素對下層元素的支配作用，不考慮層次之間的反饋關(guān)系，且同一層次中的元素被認(rèn)為是彼此獨立的。AHP方法雖然為處理系統(tǒng)問題帶來了方便，但同時也限制了它在復(fù)雜決策問題中的應(yīng)用。在許多實際問題中，各層次內(nèi)部元素往往是依存的，低層元素對高層元素也有支配作用，即存在反饋，此時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ANP正是適應(yīng)這種需要，由AHP延伸發(fā)展得到的系統(tǒng)決策方法[10]。ANP方法提出以后，受到了眾多領(lǐng)域?qū)W者的好評，如趙國杰等[11]應(yīng)用ANP方法對區(qū)域科技實力評價體系進行了研究，任常銳等[12]將ANP方法應(yīng)用于對敏捷供需鏈運作機理的研究中，Ozden Bayazit[13]在全面質(zhì)量管理的研究中采用了ANP方法，Eddie W.L.Cheng[14]用ANP方法研究了戰(zhàn)略合作問題。

在對環(huán)境信息化水平指標(biāo)體系進行評價的過程中，各層次內(nèi)部元素是相互依存的，系統(tǒng)中存在反饋的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，在此情況下應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP），能夠從數(shù)學(xué)分析的角度給出各元素比較的數(shù)量關(guān)系，因此，選擇ANP方法對環(huán)境信息化水平指標(biāo)體系進行評價是科學(xué)合理的。

采用ANP方法對問題進行求解時，需要如下五個步驟，即確定目標(biāo)、準(zhǔn)則并構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建未加權(quán)超矩陣、構(gòu)建加權(quán)超矩陣、計算極限超矩陣、對可選方案進行排序。ANP方法的計算較為繁雜，用于解決實際問題時常常需要借助計算軟件。Rozann W.Satty和William Adams設(shè)計出的基于ANP方法的Super Decisions軟件，成功地將ANP的計算過程程序化，為ANP方法的推廣起到了巨大的作用。Super Decisions軟件可以快速建立ANP模型、快速檢測判斷矩陣的一致性、構(gòu)造未加權(quán)超矩陣及加權(quán)超矩陣、準(zhǔn)確計算極限超矩陣，最終得到各元素的綜合排序。

3.2 用Super Decisions軟件求解該ANP問題

3.2.1 在Super Decisions軟件中建立評價指標(biāo)體系的ANP模型

假設(shè)國家環(huán)境信息化相關(guān)部門擬對A1、A2、A3三個城市的環(huán)境信息化水平進行評價，便于后續(xù)的環(huán)境信息化工作的開展有所側(cè)重。采用表1中所編制的指標(biāo)體系，應(yīng)用ANP方法對A1、A2、A3三個城市，即三個方案進行評價，首先需要建立與指標(biāo)體系相對應(yīng)的模型，如圖1所示：

圖1 環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系的Super Decisions模型

3.2.2 在Super Decisions軟件中對ANP模型進行求解

在對圖1所示模型進行求解的過程中，需要在每一控制準(zhǔn)則下，應(yīng)用兩兩比較的方法對元素進行兩兩比較。圖2所示為在“環(huán)境管理業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺建設(shè)”這一控制準(zhǔn)則下，對方案層中的各元素A1、A2、A3進行兩兩比較時的界面。

圖2 Super Decisions軟件中元素兩兩比較界面

其中，1-9為網(wǎng)絡(luò)分析法采用的標(biāo)度方法，對不同準(zhǔn)則給出兩個元素之間比較的數(shù)量標(biāo)度,如表2所示。

表2 網(wǎng)絡(luò)分析法中1-9標(biāo)度方法

在完成所有控制準(zhǔn)則下各元素的兩兩比較之后，Super Decisions軟件可以自動、快速計算出未加權(quán)超矩陣、加權(quán)超矩陣以及極限超矩陣，并可以對各元素的優(yōu)先級進行排序，從而幫助決策者進行決策或?qū)δ承┲笜?biāo)有所側(cè)重。圖3為環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系方案層中的各元素A1、A2、A3的優(yōu)先級，易知城市A1的環(huán)境信息化水平較高。

圖3 環(huán)境信息化水平評價體系方案層中的各元素A1、A2、A3的優(yōu)先級

4.結(jié)論

環(huán)境信息化已經(jīng)成為環(huán)境管理工作不可或缺的重要內(nèi)容之一，并與環(huán)境管理工作的各個方面、各個層次緊密結(jié)合。環(huán)境信息化水平的高低對于推動環(huán)保工作的進一步開展、構(gòu)建環(huán)境友好型社會具有重要意義。

采用網(wǎng)絡(luò)分析法對環(huán)境信息化水平評價指標(biāo)體系進行研究，充分考慮了指標(biāo)體系中各元素之間的依賴關(guān)系及反饋關(guān)系，為指標(biāo)體系的評價提供了一個全面而系統(tǒng)的工具，使評價結(jié)果更為準(zhǔn)確、合理、有效。網(wǎng)絡(luò)分析法的核心是超矩陣的計算，通過使用Super Decisions軟件可以避免超矩陣相關(guān)的復(fù)雜計算，使評價過程更為快捷、準(zhǔn)確。但網(wǎng)絡(luò)分析法在應(yīng)用的過程中不可避免地涉及到了人的主觀因素，兩兩比較矩陣中的數(shù)據(jù)均由決策者的主觀意識決定，這可能使所得數(shù)據(jù)與現(xiàn)實有所偏差，關(guān)于這方面的問題還有進一步研究和探索的空間。

[1] 譚 麗，夏駱輝.環(huán)保信息化市場潛力巨大 四大難題亟待解決加快 [J].世界電信，2010（3）：59-62.

[2] 王蓬.“數(shù)字環(huán)?！薄h(huán)境信息管理[J].中國資源綜合利用，2006（12）：33-34.

[3] 劉定，任冠華等.環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究[J].世界標(biāo)準(zhǔn)信息，2008（1）：51-54.

[4] 王亞平.環(huán)境信息化的問題和解決思路[J].中國信息界，2005（11）：17-19.

[5] 陳煜欣.國家環(huán)保信息化安全管理體系建設(shè)探析[J].計算機安全，2009（6）：85-87.

[6] 劉定.環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010（2）：27-31.

[7] 朱懷松，白雪.我國城市環(huán)境信息化建設(shè)存在的問題及發(fā)展戰(zhàn)略[J].黑龍江水利科技，2008（1）：110-111.

[8] 甄欣，曾錚.對省級環(huán)境保護信息系統(tǒng)建設(shè)的探討[J].決策管理，2010（10）：14-15.

[9] 畢然，魏津瑜.基于ANP的天津市信息化水平評價指標(biāo)體系研究 [J].情報雜志，2008（1）：32-34.

[10] 畢然，魏津瑜，陳銳.ANP方法在都市型農(nóng)業(yè)評價指標(biāo)體系中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)機化，2008（6）：30-33.

[11] 趙國杰，邢小強.ANP法評價區(qū)域科技實力的理論與實證分析[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2004（5）：41-45.

[12] 任常銳，柴躍廷，劉義.敏捷供需鏈的運作機理研究[J].信息與控制，2005，34（1）：44-49.

[13] Ozden Bayazit，Birsen Karpak.An analytic network process-based framework for successful total quality management(TQM)：An assessment of Turkish manufacturing industry readiness[J].Int.J.Production Economics，2005（105）：27-96.

[14] Eddie W.L.Cheng，Heng Li.Application of ANP in process models：An example of strategic partnering[J].Building and Environment，2005（42）：278-287.