模糊層次分析法在水利建設項目可持續(xù)性后評價中的應用研究

張 明蘭 林汪 洋

（1.江蘇省水利工程規(guī)劃辦公室，江蘇南京 210029；2.淮委水利水電工程技術(shù)研究中心，安徽 蚌埠 233001）

0 引言

建設項目可持續(xù)性評價研究源于20世紀90年代，是建設項目后評價體系中較新的內(nèi)容，隨著社會可持續(xù)發(fā)展的深入研究而逐漸為人們所認識。開展建設項目可持續(xù)性后評價研究無論對項目自身的發(fā)展、項目目標的實現(xiàn)，還是對區(qū)域和國家的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義，《水利建設項目后評價報告編制規(guī)程》（SL489-2010）也將可持續(xù)性評價作為水利建設項目后評價的重要內(nèi)容之一。但在目前的水利建設項目后評價工作中，一般僅對項目內(nèi)、外部條件進行簡單的分析，使得可持續(xù)性后評價常限于定性的描述和總結(jié)，缺乏系統(tǒng)性、定量化研究。本文運用模糊數(shù)學和層次分析的相關理論，建立水利建設項目可持續(xù)性后評價遞階層次結(jié)構(gòu)體系，并以工程實例說明該法在水利建設項目可持續(xù)性后評價中的應用。

1 評價步驟

水利建設項目可持續(xù)性后評價涉及工程技術(shù)、經(jīng)濟、社會、環(huán)境、管理等諸多方面，既有定性指標又有定量指標，且層次性強，評價的時候常常帶有一定的模糊性，因此應用模糊層次分析法效果較為理想。主要步驟包括［1，2］：

（1） 建立評價因素集 U＝｛u1，u2,…，um｝，評語集 V＝｛v1，v2，…，vn｝。

（2）確定m個評價因素的權(quán)重向量W。水利建設項目可持續(xù)性后評價具有多目標決策問題的特點，且各因素之間呈現(xiàn)明顯的層次性，故本文采用層次分析法AHP［3］確定評價指標的權(quán)重。

（3）確定隸屬度矩陣R：

式（1）中，Ri={ri1，ri2，ri3，…，rin}為第i個因素ui的單因素評價集，rij表示第i個因素ui在第j個評語vj上的頻率分布，一般將其歸一化使之滿足

（4）計算評價對象的綜合分值：

2 工程實例

某水利重點工程（以下簡稱本項目）以明渠為主，全長約30 km，包括河渠交叉、左岸排水、渠渠交叉等建筑物，工程總投資約10億元。

2.1 評價體系遞階層次結(jié)構(gòu)和評語集的構(gòu)建

水利建設項目可持續(xù)性后評價具有模糊性、復雜性和多目標性，涉及因素較多。本文在綜合分析影響本項目可持續(xù)性的內(nèi)、外部影響因素的基礎上，參考高速公路、鐵路等建設項目可持續(xù)性后評價研究成果［4-6］，以系統(tǒng)性、獨立性、可操作性為原則，建立遞階層次結(jié)構(gòu)體系，如圖1。

圖1 本項目可持續(xù)性后評價遞階層次結(jié)構(gòu)

借鑒社會可持續(xù)發(fā)展有關研究成果［6］，結(jié)合本項目特點，將評語集分為5個等級：不可持續(xù)、弱可持續(xù)、基本可持續(xù)、較強可持續(xù)、強可持續(xù)。

2.2 評價指標權(quán)重的計算

權(quán)重是多指標綜合評價中的一個重要因素。本例中，根據(jù)表1所示的評價指標體系，通過各有關專家打分構(gòu)造兩兩判斷矩陣，然后利用Matlab軟件求其最大特征根及其對應的特征向量，并進行層次單排序、層次總排序和一致性檢驗，得出各級評價指標權(quán)重。以此類推，所有專家賦分權(quán)重的算術(shù)平均值即為最終權(quán)重，見表1。

2.3 評價指標的隸屬度矩陣

對于定性指標，采用模糊統(tǒng)計法計算專家意見，最終得到定性指標的評語集。例如，邀請熟悉本項目的5位專家（包括從事建設管理、規(guī)劃計劃、工程設計、運行管理等，且非本項目各參建單位的專家）對指標B2進行綜合評判，有1位專家認為“基本可持續(xù)”，3位專家認為“較強可持續(xù)”，1位專家認為“強可持續(xù)”，匯總可得B2的模糊評價矩陣為（0，0，0.2，0.6，0.2）。其它指標模糊評價矩陣的計算以此類推。

對于定量指標，可通過構(gòu)建隸屬度函數(shù)來確定其隸屬度值。本文采用降半梯形和梯形分布函數(shù)作為隸屬度函數(shù)［6］，本項目定量指標評價標準見表2。

設評價指標因素集 XT={x1，x2，…xm}，評價等級標準 V={v1，v2，v3，…vn}，設vj和vj+1為相鄰兩級標準，則vj級隸屬函數(shù)為：

根據(jù)式（3），計算評價指標i隸屬于評價等級j的隸屬度rij，歸一化處理后可得隸屬度矩陣。

2.4 評價結(jié)論

將表1的權(quán)重向量W與隸屬度矩陣R代入式（2）可得P=（Wi）j1×1（2Ri）j12×5=（0，0.0070，0.1524，0.5134，0.3272）。結(jié)果顯示，本項目有51.3%的可能屬于“較強可持續(xù)”，且屬于該等級的隸屬度最大，因此，本項目的可持續(xù)能力為“較強可持續(xù)”。盡管本項目隸屬于“較強可持續(xù)”和“強可持續(xù)”的可能性約占84.1%，但還存在著一定的“弱可持續(xù)”現(xiàn)象。究其原因，主要與本項目受益區(qū)產(chǎn)業(yè)布局有關，建議調(diào)整受益區(qū)產(chǎn)業(yè)布局，使項目的可持續(xù)能力進一步增強。

表1 本項目可持續(xù)性評價指標權(quán)重及指標值計算

表2 本項目可持續(xù)性后評價定量指標評價標準

［1］ 曹健元.模糊集及其應用［M］.銀川：寧夏教育出版社，1999：157-170.

［2］ 賀仲雄.模糊數(shù)學及應用［M］.天津：天津科學技術(shù)出版社，1983.

［3］ 趙煥臣，許樹柏，和金生.層次分析法—一種簡易的新決策方法［M］.北京：科學出版社，1986：1-28.

［4］ 董 銳.高速公路建設項目目標持續(xù)性評價研究［D］.北京交通大學碩士學位論文.2011：12-24.

［5］ 鄭小晴.建設項目可持續(xù)性及其評價研究［D］.重慶大學博士學位論文.2005：31-52.

［6］ 陳 巖.基于可持續(xù)發(fā)展觀的水利建設項目后評價研究［D］.河海大學博士學位論文.2007：135-173.