基于AHP—DEA—GM的港口可持續(xù)評(píng)價(jià)及改善

宋宏偉 王晶

摘要：伴隨港口之間競(jìng)爭(zhēng)的加劇，港口的可持續(xù)發(fā)展受到越來(lái)越多的重視。文章以可持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo)從港口經(jīng)濟(jì)效益、港口社會(huì)效益、港口環(huán)境保護(hù)、港口自身能力建設(shè)、港口資源利用5個(gè)維度，25個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)，建立基于AHP-DEA-GM的港口可持續(xù)綜合評(píng)價(jià)和改善模型。

關(guān)鍵詞：港口可持續(xù)發(fā)展；灰色評(píng)價(jià)；層次分析法；數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

一、引言

隨著社會(huì)各界對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重視，港口在進(jìn)一步發(fā)展與擴(kuò)張過(guò)程中對(duì)環(huán)境和社會(huì)產(chǎn)生的影響受到了人們的高度關(guān)注，如何做到在滿足可持續(xù)發(fā)展的要求下，港口盈利能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的持續(xù)提高，是港口管理者面臨的巨大挑戰(zhàn)。

Dinwoodie等提出港口的運(yùn)作和作業(yè)會(huì)給自然環(huán)境造成危害影響港口發(fā)展；Seuring和Muller指出，可持續(xù)評(píng)價(jià)要綜合考慮可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)這三個(gè)維度目標(biāo)；Bart W，Wiegmans和ErikLouw對(duì)港口生態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出當(dāng)代港口發(fā)展面臨著盲目擴(kuò)張規(guī)模，資源利用效率低和環(huán)境污染嚴(yán)重等多重壓力，嚴(yán)重制約了港口的發(fā)展，引發(fā)人們對(duì)于港口環(huán)境承載力的高度關(guān)注；Martí Puig等把已有的港口環(huán)境性能指標(biāo)與海洋專業(yè)人士提出的港口環(huán)境性能指標(biāo)相結(jié)合，從而得出可行性較高的港口可持續(xù)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

二、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

本文從港口經(jīng)濟(jì)效益、港口社會(huì)效益、港口環(huán)境保護(hù)、港口自身能力建設(shè)、港口資源利用等五個(gè)方面建立了如表1所示的港口可持續(xù)發(fā)展的多層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

三、港口可持續(xù)發(fā)展灰色綜合多層次評(píng)價(jià)模型

（一）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

1. AHP確定主觀權(quán)重

本文采用AHP方法確定指標(biāo)的主觀權(quán)重。設(shè)指標(biāo)層B中共有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，Bi的下層級(jí)C共有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)指標(biāo)層B的權(quán)重向量為FA=（f1，f2，…，fn），Bi的下層級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量為PBi=（pi1，pi2，…，pim）。所有評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值都必須滿足歸一性和非負(fù)性的要求，即∑ni=1fi=1且fi≥0，∑mj=1pij=1且pij≥0，i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。

2. DEA確定客觀權(quán)重

（1）定量指標(biāo)的無(wú)量綱化

由于本文選取的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱不同（見(jiàn)表1），如該港口總投資的單位為萬(wàn)元，單位岸線吞吐量是以萬(wàn)噸/米為單位，因此對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理是必要的。設(shè)某個(gè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)Cij，按如下公式進(jìn)行無(wú)量綱化處理，M為樣本容量：

（2）確定客觀權(quán)重

評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重，通過(guò)整體有效的DEA模型得到。根據(jù)DEA方法的特點(diǎn)及要求，將某決策單元k（1≤k≤n）中的評(píng)價(jià)指標(biāo)分成輸入和輸出型指標(biāo)建立如下集合：

{dkm}={Xk1，Xk2，…Xks，Yk1，Yk2，…，Yk（m-s）}

其中{dkm}為決策單元k中m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后的值，Xki=（i=1，2，…，s）為決策單元k的第i個(gè)輸入指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，Ykj=（j=1，2，…，m-s）第j個(gè)輸出型指標(biāo)到的標(biāo)準(zhǔn)化值。

得到港口可持續(xù)發(fā)展水平評(píng)價(jià)的客觀權(quán)重模型：

其中vi為求得的決策單元k的第i個(gè)輸入指標(biāo)的客觀權(quán)重，uj為第j個(gè)輸出指標(biāo)的客觀權(quán)重，n代表決策單元總數(shù)，μ為足夠小的正數(shù)。

3. 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重

設(shè)港口可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)中的第i個(gè)子系統(tǒng)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重為Ti=（ti1，ti2，…，tij），客觀權(quán)重為Ri=（ri1，ri2，…，rij），則其相應(yīng)的綜合權(quán)重為Wi=（wi1，wi2，…，wij），計(jì)算公式為：

其中Wij表示指標(biāo)的綜合權(quán)重，j為第i個(gè)子系統(tǒng)中評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

（二）評(píng)價(jià)樣本矩陣的確定

將港口可持續(xù)發(fā)展水平分為強(qiáng)可持續(xù)、中可持續(xù)、基本可持續(xù)、弱可持續(xù)和不可持續(xù)5個(gè)等級(jí)，并以9分制原則對(duì)其賦值，以上5個(gè)等級(jí)的評(píng)價(jià)值分別為V={9，7，5，3，1}。當(dāng)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)介于上述相鄰等級(jí)之間時(shí)，可相應(yīng)取值為8、6、4、2。設(shè)共有p位專家對(duì)港口可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，第h=（1，2，…，p）位專家對(duì)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)Cij的評(píng)價(jià)值為dhij，評(píng)價(jià)樣本矩陣D由全部專家對(duì)所有評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)得到：

（三）評(píng)價(jià)灰類和白化權(quán)函數(shù)的確定

評(píng)價(jià)灰類數(shù)量和評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)量一般情況下是相同的。某一評(píng)估對(duì)象隸屬于某灰類的程度，通過(guò)白化權(quán)函數(shù)定量描述。設(shè)共有e個(gè)灰類，則其相應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)及閾值分別為f1（x），f2（x），…，fe（x）以及d1，d2，…，de。

（四）灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)和模糊權(quán)矩陣的計(jì)算

通過(guò)設(shè)定的白化權(quán)函數(shù)，可得到指標(biāo)Cij的評(píng)價(jià)值d屬于第g類評(píng)價(jià)等級(jí)的權(quán)數(shù)fg（d），并得到批判矩陣的灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)ij=∑ph=1fg（d），及總灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)i=∑mj=1ij。綜合P位專家對(duì)指標(biāo)Cij的評(píng)價(jià)結(jié)果值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可得到第g種灰類（評(píng)價(jià)等級(jí)）的灰色評(píng)價(jià)權(quán)為：

評(píng)價(jià)灰類總共有e個(gè)，則相應(yīng)的可得到其灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣如下所示：

（五）模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣及評(píng)價(jià)結(jié)果的計(jì)算

根據(jù)得到的灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣R和評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)W進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算，可得到模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣。首先要對(duì)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其權(quán)重向量為WBi=（wi1，wi2，…，wim），則可得到其灰色綜合評(píng)價(jià)權(quán)向量Bi為：Bi=WBi×Ri=（bi1，bi2，…bie）。

評(píng)價(jià)目標(biāo)A由準(zhǔn)則層指標(biāo)B1，B2，…，Bn得到。其權(quán)重向量為WA=（w1，w2，…，wn），對(duì)目標(biāo)A進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，即可得到A的綜合評(píng)價(jià)權(quán)向量：

（六）綜合評(píng)價(jià)值的確定

用一個(gè)向量表示評(píng)價(jià)結(jié)果A，按最大權(quán)原則確定評(píng)價(jià)結(jié)果A所屬的評(píng)價(jià)等級(jí)，若有aq=max（a1，a2，…，ae），則可認(rèn)為評(píng)價(jià)結(jié)果屬于第Q類評(píng)價(jià)等級(jí)。但是如果按此原則判斷評(píng)價(jià)結(jié)果A，可能會(huì)因丟失信息太多而使評(píng)價(jià)結(jié)果失效，更為重要的是評(píng)價(jià)結(jié)果A不能被用于多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的排優(yōu)選擇。因此對(duì)灰色綜合評(píng)價(jià)權(quán)向量A=（a1，a2，…，ae）進(jìn)行進(jìn)一步的處理是必要的。將各灰類評(píng)價(jià)等級(jí)按“灰色水平”或閾值進(jìn)行賦值，取第一級(jí)灰類值為d1，第二級(jí)灰類值為d2，第e級(jí)灰類值為de，則可以得到各評(píng)價(jià)灰類等級(jí)量化后的向量U=（d1，d2，…，de）。評(píng)價(jià)對(duì)象的最后綜合評(píng)價(jià)值單值V可以按照下式計(jì)算：

四、結(jié)論

本文所提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法，綜合利用了評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀和客觀信息，計(jì)算得到的評(píng)價(jià)值，能反映出評(píng)價(jià)對(duì)象的可持續(xù)發(fā)展水平情況。總體來(lái)說(shuō)，本文建立的港口可持續(xù)發(fā)展水平的灰色多層次綜合評(píng)價(jià)方法，具有一定的實(shí)用性和可操作性，對(duì)相關(guān)實(shí)際工作具有參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[4]Martí Puig， Chris Wooldridge， Rosa Mari Darbra. Identification and Selection of Environmental Performance Indicators for Sustainable Port Development [J].Marine Pollution Bulletin，2014（81）.

（作者單位：燕山大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院）