基于AHP的村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標體系評價研究

黃桂林 馬宗帥 郭云飛

基于AHP的村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標體系評價研究

黃桂林 馬宗帥 郭云飛

現(xiàn)在我國正在大力推進村鎮(zhèn)建設(shè)，而村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是村鎮(zhèn)建設(shè)的基礎(chǔ)，是搞好村鎮(zhèn)建設(shè)的關(guān)鍵。根據(jù)村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的特點和實際建設(shè)情況，通過運用層次分析法，構(gòu)建村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施配置指標體系，并對其進行評價。通過分析得到的結(jié)果，實現(xiàn)村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要度的排序，實現(xiàn)村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的效益最大化，對推動村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)健康的發(fā)展具有重要意義。

村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 層次分析法 配置指標體系

引言

當前我國在大力推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，而村鎮(zhèn)建設(shè)就是新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容。村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)又是村鎮(zhèn)建設(shè)的基礎(chǔ)和根本內(nèi)容。村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是村鎮(zhèn)經(jīng)濟與社會發(fā)展的支撐體系。適度超前，配置合理的基礎(chǔ)設(shè)施不僅能滿足村鎮(zhèn)各項活動的要求，而且還有利于帶動村鎮(zhèn)建設(shè)和村鎮(zhèn)經(jīng)濟的騰飛，保障村鎮(zhèn)健康持續(xù)地發(fā)展1。因此，建設(shè)科學(xué)、合理的村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施配置指標評價體系是當前重要的任務(wù)。本文的研究就是采用層次分析法，對村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)各項配置指標進行了分析，并進行了科學(xué)的決策。

一、層次分析法的基本原理與步驟

（一）層次分析法的基本原理

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是由美國匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty在20世紀70年代提出的。這是一種定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)性層次分析方法，是一種可用以處理復(fù)雜的社會、政治、經(jīng)濟、技術(shù)等方面決策問題的分析方法，尤其是對于多目標、多方案的決策，這種方法可以有效地進行處理。AHP的基本思想是把一個復(fù)雜問題分解為各個組成的因素，并將這些因素按支配關(guān)系分組，從而形成一個有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較的方式確定層次中諸多因素的相對重要性，然后綜合人的判斷以確定決策因素相對重要性的總排序。層次分析法的出現(xiàn)給決策者決策那些難以定量描述的決策問題帶來了極大的方便，從而使它的應(yīng)用涉及廣泛的科學(xué)和實際領(lǐng)域2。

（二）層次分析法的步驟

運用層次分析法進行決策時，大體上可以分為以下幾個步驟進行3：

（1）分析系統(tǒng)中各因素之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)遞階層次結(jié)構(gòu)模型；

（2）對同一層次的各元素關(guān)于上一層中某一準則的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；

（3）由判斷矩陣計算被比較元素對于該準則的相對權(quán)重，并進行一致性檢驗；

（4）計算各層元素對系統(tǒng)目標的合成權(quán)重，并進行排序；

（5）根據(jù)分析的結(jié)果進行決策。

（三）層次結(jié)構(gòu)模型的建立

應(yīng)用層次分析法進行綜合評判決策時，首先應(yīng)建立決策問題的層次結(jié)構(gòu)，層次結(jié)構(gòu)是應(yīng)用層次分析法把復(fù)雜問題分解簡化的關(guān)鍵，必須建立在對決策問題深刻分析和非決策目標以及決策主體意圖的充分理解之上。層次結(jié)構(gòu)的建立過程是首先確定決策目標，其次羅列出與該目標相關(guān)的各種因素，然后分析這些因素間的邏輯關(guān)系，按各因素屬性的不同分為若干組并劃分遞階層次結(jié)構(gòu)。在深入分析實際問題的基礎(chǔ)上，將有關(guān)的各個因素按照不同屬性自上而下地分解成若干層次，同一層次的諸因素從屬于上一層次的因素或?qū)ι蠈右蛩赜杏绊懀瑫r又支配下一層的因素或受到下層因素的作用。層次結(jié)構(gòu)可分為目標層、準則層、指標層。繪制的層次結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

（四）構(gòu)造判斷矩陣

在層次結(jié)構(gòu)中，對于從屬于（或影響）上一層的每個因素的同一層諸因素進行兩兩比較，比較其對于準則的重要程度，并按事前規(guī)定的標度定量化，構(gòu)成矩陣形式，即判斷矩陣。標量化是指通過一定的標度體系，將各種原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可直接比較的規(guī)范化格式的過程4。為了對重要性判斷定量化，層次分析法選用1～9標度法，即用數(shù)字1～9對指標的相對重要性進行判斷，判斷矩陣的構(gòu)建主要是通過專家評估或由歷史（經(jīng)驗）數(shù)據(jù)得出。因素比例標度見表1。

表1 因素比例標度 表1

（五）計算權(quán)向量，進行一致性檢驗

由于構(gòu)造判斷矩陣要受到專家系統(tǒng)的不完全性和評價系統(tǒng)復(fù)雜性的影響，所以要對判斷矩陣進行一致性檢驗。首先計算判斷矩陣最大特征值λmax和特征向量W，經(jīng)歸一化后即為同一層次相應(yīng)因素對于上一層次某因素相對重要性的排序的權(quán)值。常見的權(quán)重計算方法主要有：方根法、特征根方法、和積法、最小二乘法和對數(shù)最小二乘法等5。本文主要采用和積法計算權(quán)重。為避免其他因素對判斷矩陣的干擾，在實際中要求判斷矩陣滿足大體上的一致性，需要進行一致性檢驗。只有通過檢驗，才能說明判斷矩陣在邏輯上是合理的，才能繼續(xù)對結(jié)果進行分析。為了檢驗判斷矩陣的一致性，需計算它的一致性指標：

CI=（λmax-n）/（n-1）

式中，若CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；反之，CI越大，則判斷矩陣的一致性就越差。

為了檢驗判斷矩陣是否具有令人滿意的一致性，需將CI與平均隨機一致性指標RI進行比較。RI可查表確定，如表2所示。

一般而言，1或2階判斷矩陣總是具有完全一致性的。對于2階以上的判斷矩陣，一致性指標CI與同階的平均隨機一致性指標RI之比，稱為判斷矩陣的隨機一致性比率，記為CR。即

CR=CI/RI（1）

當CR＜0.1時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應(yīng)對判斷矩陣作適當修正。

表2 隨機一致性指標RI值

（六）進行層次總排序

要最終得到各元素特別是最低層中各方案對于目標的排序權(quán)重，需要進行總排序6。計算某一層次所有因素對于最高層（總目標）相對重要性的權(quán)值，稱為層次總排序。在這一過程中是從最高層次到最低層次依次進行的。

二、指標體系的構(gòu)建

（一）指標體系選擇的原則

（1）全面性原則：在指標選取的過程中將基礎(chǔ)設(shè)施進行詳細的分類，才能客觀、科學(xué)地反映基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀的建設(shè)情況。

（2）可操作性原則：在指標選取中本著簡單、實用的原則，盡可能結(jié)合實際數(shù)據(jù)提取情況簡化指標體系指標的復(fù)雜性，便于實際應(yīng)用。

（3）科學(xué)性原則：指標體系建構(gòu)的目的是為了科學(xué)、客觀地反映某一事項的發(fā)展狀況或評價同類事項之間存在的差異。因此，指標體系中所選取的指標必須根據(jù)實際情況、在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，運用科學(xué)的方法，選擇客觀、實際、理性的指標。

（4）獨立性原則：所選擇的指標要求具有相對獨立性，即指標之間的關(guān)聯(lián)性較小，也就是說所選擇的指標，一方面是構(gòu)成評價指標體系必不可少；另一方面彼此要相對獨立7。

（二）構(gòu)建指標體系

根據(jù)相關(guān)研究，并在借鑒相關(guān)研究的基礎(chǔ)之上，將村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施分為道路交通、給水排水、能源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)六大類。六大系統(tǒng)之下又分有詳細的核心指標。見表3。

表3 村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標體系

三、基于層次分析法的評價

（一）層次單排序

采用上述層次分析法對指標體系的權(quán)重進行計算。根據(jù)數(shù)據(jù)資料和專家意見，對每層各元素的相對重要性賦值，構(gòu)造判斷矩陣。

首先對準則層的指標進行兩兩比較，建立判斷矩陣，其結(jié)果見表4。

表4 A-B之間構(gòu)造的判斷矩陣

①將判斷矩陣每列正規(guī)化，得到正規(guī)化矩陣，其結(jié)果見表5。

表5 正規(guī)化矩陣

②將正規(guī)化判斷矩陣按行相加，得到向量AW。

AW=[1.1372,2.0674,1.1372,0.6155,0.6155,0.4273]T

③將向量AW進行正規(guī)化得到標準特征向量，即指標權(quán)重W。

W=[0.1895,0.3446,0.1895,0.1026,0.1026,0.0712]T

④進行一致性檢查：

BW=[1.1506,2.0975,1.1506,0.6234,0.6234,0.4832]T

故矩陣的最大特征值為：

則可得CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0258

查出同階矩陣平均隨機一致性指標RI=1.26.

此時CR=CI/RI=0.0205＜0.1

隨機一致性比率CR＜0.1，表示上述指標權(quán)重計算通過了一致性檢驗。我們認為是一致性合格，權(quán)重分配是合理的。所以，對村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標體系評價中，道路交通評價占0.1895，給水排水評價占0.3446，能源系統(tǒng)評價占0.1895，通信系統(tǒng)評價占0.1026，環(huán)境系統(tǒng)評價占0.1026，防災(zāi)系統(tǒng)評價占0.0712。

同理可計算出道路交通系統(tǒng)評價指標、給水排水系統(tǒng)評價指標、能源系統(tǒng)評價指標、通信系統(tǒng)評價指標、環(huán)境系統(tǒng)評價指標、防災(zāi)系統(tǒng)評價指標的次級指標的權(quán)重，其判斷矩陣和一致性檢驗見表6～表11。

λ1max=3.0183，CI1=0.0092，RI=0.58，CR1=0.0159＜0.1,通過一致性檢驗。

λ2max=4.0684，CI2=0.0228，RI=0.89，CR2=0.0256＜0.1,通過一致性檢驗。

λ3max=3.0000，CI3=0.0000，RI=0.58，CR3=0.0000＜0.1,通過一致性檢驗。

λ4max=3.0092，CI4=0.0046，RI=0.58，CR4=0.0079＜0.1,通過一致性檢驗。

λ5max=4.1459，CI5=0.0486，RI=0.89，CR5=0.0546＜0.1,通過一致性檢驗。

λ6max=3.0183，CI6=0.0092，RI=0.58，CR6=0.0159＜0.1,通過一致性檢驗。

表6 B1-C判斷矩陣及權(quán)重

表7 B2-C判斷矩陣及權(quán)重

表8 B3-C判斷矩陣及權(quán)重

表9 B4-C判斷矩陣及權(quán)重

表10 B5-C判斷矩陣及權(quán)重

表11 B6-C判斷矩陣及權(quán)重

可以看出，所有單排序的CR＜0.1,認為每個判斷矩陣的一致性都是可以接受的。

（二）層次總排序

進行層次總排序需要計算二級指標相對于目標層的合成權(quán)重，即求得二級指標對于總目標的相對重要程度。最終得到的村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標評價的權(quán)重系數(shù)，如表12。

四、權(quán)重結(jié)果的分析

村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置評價一級指標權(quán)重的計算結(jié)果顯示，在影響村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一級指標中，給水排水的重要性最高，其所占的權(quán)重為0.3446；其次是道路交通、能源系統(tǒng)，權(quán)重為0.1895；再次是通信系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)，權(quán)重為0.1026；最后重要的是防災(zāi)系統(tǒng)，其權(quán)重為0.0712。

從上述結(jié)果可以看出：

（1）在村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，要尤其注重給水排水的建設(shè)，這反映了在當前嚴峻的生態(tài)形勢下，水資源短缺，同時反映了現(xiàn)階段下的給水排水設(shè)施建設(shè)的落后。

（2）防災(zāi)系統(tǒng)指標評價較低，說明災(zāi)害的發(fā)生情況較低，建設(shè)水平可以滿足需求。

（3）道路交通與能源系統(tǒng)的指標評價處于較重要的位置，說明了現(xiàn)階段道路交通建設(shè)仍不能滿足需求，仍需要加強建設(shè)。強調(diào)能源系統(tǒng)的建設(shè)反映了當前能源資源的短缺，還不能滿足人們的需求。

表12 村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標評價綜合權(quán)

（4）隨著我國經(jīng)濟又好又快的發(fā)展，現(xiàn)在村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也開始重視通信和環(huán)境的建設(shè)，以便村鎮(zhèn)能夠保持一個較好的環(huán)境，同時良好的通信可以加強和外界的溝通，使村鎮(zhèn)繼續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)論

本文從村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配置指標體系評價分析入手，運用層次分析的方法，建立了當前村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的配置指標體系模型，確定各因素之間的相對重要性比例標度，對村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的各個因素重要性進行了分析，在一定程度上為我國今后進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以提供借鑒和依據(jù)，具有一定的實用價值。

(本文為國家“十二五”科技支撐計劃課題：村鎮(zhèn)建設(shè)標準體系構(gòu)建及實施保障技術(shù)研究，項目編號：2012BAJ19B01)

注釋：

1李建平.區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施共建共享策略探索[M].江蘇：江蘇城市規(guī)劃，2005.

2龐擁民.城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)評價研究[M].天津：天津大學(xué)，2008.

3鄭曉虹，髙惠瑛.基于層次分析法的城市基礎(chǔ)設(shè)施管理模型[J].市政建設(shè).

4張鑫.城市基礎(chǔ)設(shè)施項目績效評價研究[M].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2012.

5汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

6荊全忠，姜秀慧，楊鑒淞，周延峰.基于層次分析法（AHP）的煤礦安全生產(chǎn)能力指標體系研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2006（16）.

7潘勝強.城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投融資管理及其績效評價[M].湖南：湖南大學(xué)，2007.

（作者單位：東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150040；作者簡介：黃桂林，博士，副教授，從事房地產(chǎn)經(jīng)濟與管理、建設(shè)項目管理、城市建設(shè)管理研究；馬宗帥，碩士研究生，研究方向：建設(shè)項目管理、城市建設(shè)管理研究；郭云飛，碩士研究生，研究方向：建設(shè)項目管理）

（責編：若佳）

F293

A

1004-4914（2014）10-040-03