基于動(dòng)態(tài)AHP綜合模型的水利信息化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與應(yīng)用

王 東

（遼寧省水文局，遼寧沈陽(yáng)110003）

基于動(dòng)態(tài)AHP綜合模型的水利信息化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與應(yīng)用

王 東

（遼寧省水文局，遼寧沈陽(yáng)110003）

本文采用動(dòng)態(tài)AHP模型對(duì)區(qū)域各抽樣單位水利信息化程度進(jìn)行定量綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。研究結(jié)果表明：動(dòng)態(tài)AHP模型可建實(shí)現(xiàn)區(qū)域水利信息化評(píng)價(jià)指標(biāo)定量化和指標(biāo)權(quán)重的動(dòng)態(tài)計(jì)算，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果客觀(guān)合理，各抽樣單位評(píng)價(jià)指標(biāo)的一致性比率在0.052～0.089之間，均小于0.1，可達(dá)到滿(mǎn)意一致性的評(píng)價(jià)度。研究結(jié)果對(duì)于區(qū)域水利信息化定量綜合評(píng)價(jià)提供方法參考。

二元AHP模型；定量綜合評(píng)價(jià)；一致性檢驗(yàn)；水利信息化評(píng)價(jià)

水利信息化是指應(yīng)用當(dāng)前較為先進(jìn)的現(xiàn)代化信息技術(shù)，深入和開(kāi)發(fā)水利信息的各項(xiàng)資源，水利信息化技術(shù)包括了水利信息的傳輸、采集以及水利信息的處理，水利信息化是反映水利系統(tǒng)單位信息技術(shù)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。當(dāng)前，對(duì)于水利信息化平臺(tái)的建設(shè)得到國(guó)內(nèi)許多學(xué)者的關(guān)注，并取得一定的研究成果［1-5］，但是對(duì)于水利信息化指標(biāo)的評(píng)價(jià)研究還較少，特別是我國(guó)已經(jīng)快速進(jìn)入信息化和智能化的時(shí)代，需要對(duì)水利單位的信息化水平進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合評(píng)估結(jié)果，加強(qiáng)水利信息化得建設(shè)，為此本文引入動(dòng)態(tài)AHP綜合模型，結(jié)合多個(gè)指標(biāo)對(duì)區(qū)域水利信息化水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，動(dòng)態(tài)AHP模型在我國(guó)許多領(lǐng)域信息化建設(shè)評(píng)價(jià)得到應(yīng)用［6-10］，為此本文引入動(dòng)態(tài)AHP綜合模型，以遼寧省內(nèi)不同抽樣單位為研究對(duì)象，結(jié)合多個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)各單位的水利信息化水平，從而對(duì)區(qū)域水利信息化水平進(jìn)行客觀(guān)評(píng)估。

1 二元AHP綜合模型原理

分析評(píng)價(jià)的具體步驟為。

（1）確定不同層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，不同評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)評(píng)價(jià)值的重要程度不同，各指標(biāo)權(quán)重均不相同，本文采用層次分析方法對(duì)不同指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行客觀(guān)賦值，并判定不同指標(biāo)權(quán)重之間的相關(guān)性建立目標(biāo)評(píng)價(jià)的判定矩陣，而后根據(jù)判定矩陣采用特征矩陣求解方法進(jìn)行目標(biāo)判定分析求解目標(biāo)判定矩陣。

（2）在完成目標(biāo)判定矩陣基礎(chǔ)上采用雙指標(biāo)方式進(jìn)行不同等級(jí)的評(píng)定分析，評(píng)定指標(biāo)均采用定性分析的指標(biāo)，將不同等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量化。

（3）在進(jìn)行判定矩陣和判定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定量化后，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)水利信息化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)矩陣，在建立評(píng)價(jià)矩陣的基礎(chǔ)上采用灰類(lèi)評(píng)價(jià)的方法進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)，4個(gè)等級(jí)（優(yōu)、良、中、差）評(píng)價(jià)的函數(shù)分別為：

（4）在完成灰色類(lèi)評(píng)價(jià)函數(shù)的計(jì)算后，需要計(jì)算不同等級(jí)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)，對(duì)不同評(píng)價(jià)的指標(biāo)Uij，評(píng)價(jià)目標(biāo)的第e個(gè)灰色評(píng)價(jià)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，灰色評(píng)價(jià)系數(shù)的計(jì)算公式為：

式中，dijk為不同指標(biāo)的判定矩陣的特征值。對(duì)于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)可以得到不同單位的總的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)，計(jì)算方程為：

式中，g表示為評(píng)價(jià)的單元個(gè)數(shù)。

（5）在計(jì)算完不同單元的總的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)后，需要計(jì)算模型灰色評(píng)價(jià)矩陣的向量以及權(quán)重系數(shù)，不同評(píng)價(jià)單元的第e個(gè)灰色評(píng)價(jià)的矩陣評(píng)價(jià)的權(quán)重向量系數(shù)計(jì)算表達(dá)式為：

在本文中e=1，2，3，…，g，則灰色類(lèi)評(píng)價(jià)的權(quán)向量表達(dá)式為：

（6）在對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)所屬于的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重綜合后，得到不同指標(biāo)的灰色判定矩陣，判定矩陣的具體表達(dá)式為：

（7）在完成判定矩陣的計(jì)算后，需要對(duì)評(píng)價(jià)單位的進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其綜合評(píng)價(jià)的表達(dá)式為：

在進(jìn)行不同評(píng)價(jià)單元的綜合評(píng)價(jià)后，需要確定其綜合評(píng)價(jià)的矩陣，評(píng)價(jià)矩陣的表達(dá)式為：

對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)單位進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)后，其綜合評(píng)價(jià)值B值得表達(dá)式為：

在完成評(píng)價(jià)判定矩陣的計(jì)算后，需要對(duì)綜合判定值進(jìn)行單一化處理，并結(jié)合各類(lèi)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的等級(jí)值得向量C進(jìn)行處理，得到綜合評(píng)價(jià)值，計(jì)算表達(dá)式為：

此外，本文采用一致性對(duì)判定矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，判定矩陣的一致性檢驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)算公式為：

式中，λ表示為特征值，計(jì)算公式為：

式中，A表示為不同單一指標(biāo)的判定矩陣，n為評(píng)價(jià)的指標(biāo)，當(dāng)CI＜0.1時(shí)，認(rèn)為其評(píng)價(jià)矩陣可達(dá)到滿(mǎn)意程度。

2 基于動(dòng)態(tài)AHP模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用

基于動(dòng)態(tài)AHP模型對(duì)水利信息化評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建，基于該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，抽樣選取省內(nèi)4個(gè)水利部門(mén)的水利信息化水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建主要分為指標(biāo)權(quán)重計(jì)算、灰色評(píng)價(jià)系數(shù)、判定矩陣計(jì)算以及綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的計(jì)算四個(gè)部分，各部分具體計(jì)算過(guò)程和結(jié)果如下。

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取及權(quán)重的計(jì)算

水利信息化指標(biāo)的選擇較為關(guān)鍵，本文選取對(duì)于水利信息化水平評(píng)價(jià)較為重要的5個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)涵蓋了水利信息的組織、建設(shè)、信息化系統(tǒng)、信息化管理水平以及水利信息采集與傳輸度作為水利信息化水平評(píng)價(jià)的指標(biāo)，并結(jié)合方程（7）的層次分析方法對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在不同等級(jí)的權(quán)重系數(shù)計(jì)算

表1為各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的不同等級(jí)的權(quán)重系數(shù)值，從表中可以看出，水利信息采集與傳輸度指標(biāo)在不同等級(jí)的權(quán)重值最大，權(quán)重值在0.096～0.195之間，可見(jiàn)，水利信息采集與傳輸在水利信息化水平評(píng)估的權(quán)重較大，是最重要的一項(xiàng)指標(biāo)，在各項(xiàng)指標(biāo)中，水利信息化處理組織建設(shè)水平在水利信息化評(píng)估的權(quán)重較小，其權(quán)重值從0.002～0.023之間，對(duì)水利信息化水平評(píng)估的影響較弱。

（2）各指標(biāo)灰色評(píng)價(jià)系數(shù)的計(jì)算

在計(jì)算完成不同指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)后，需要對(duì)各個(gè)指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)進(jìn)行確定和計(jì)算，結(jié)合前述方程和各單位不同指標(biāo)的水利信息化程度和水平，結(jié)合專(zhuān)家打分的方式，對(duì)各抽樣單位不同指標(biāo)的評(píng)價(jià)系數(shù)進(jìn)行賦值和計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)

表2為4個(gè)抽樣單位不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)，從表中可以看出，在1#抽樣單位不同指標(biāo)灰色評(píng)價(jià)系數(shù)在0.1449～0.3335之間，其中1#單位的水利信息化基礎(chǔ)建設(shè)水平的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)最高，而水利信息系統(tǒng)應(yīng)用水平灰色評(píng)價(jià)系數(shù)較低，在2#抽樣單位灰色評(píng)價(jià)系數(shù)集中在0.1359～0.3361之間，其信息化處理組織水平較高，因此灰色評(píng)價(jià)系數(shù)最大。3#抽樣單位的水利信息采集與傳輸度灰色評(píng)價(jià)系數(shù)最大，其水利信息化處理組織水平的灰色決定系數(shù)最低，3#抽樣單位不同指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)集中在0.1497～0.3276之間。在4#抽樣單位其各個(gè)指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)在0.1182～0.3135之間，和3#抽樣單位一樣，其水利信息化處理組織水平較低，因此灰色評(píng)價(jià)系數(shù)在各個(gè)指標(biāo)之間較低，而該抽樣單位的水利信息系統(tǒng)應(yīng)用水平較高，因此該指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)較高。

（3）判定矩陣的計(jì)算

在計(jì)算完成各個(gè)抽樣單位不同指標(biāo)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算后，結(jié)合模型計(jì)算方程（9）計(jì)算不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的判定矩陣，各個(gè)抽樣單位水利信息化評(píng)價(jià)判定矩陣計(jì)算的特征值見(jiàn)表3。

表3 不同評(píng)價(jià)單位下各評(píng)價(jià)指標(biāo)的判定系數(shù)

（4）各抽樣單位綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

在完成各抽樣單位不同等級(jí)的判定系數(shù)計(jì)算后，計(jì)算不同等級(jí)（代表不同的指標(biāo)值）的評(píng)價(jià)值，最后和判定系數(shù)矩陣相乘得到各個(gè)抽樣單位的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4和圖1。

表4 不同評(píng)價(jià)單位的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

表4為不同抽樣單位水利信息化綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果，從表中可以看出，1#抽樣單位在各個(gè)等級(jí)下綜合評(píng)價(jià)值在0.45323～0.62435之間，其綜合評(píng)價(jià)值位0.518682，達(dá)到良級(jí)水平（良級(jí)水平的綜合評(píng)價(jià)值在0.5～0.8之間），2#抽樣單位不同等級(jí)下的綜合評(píng)價(jià)值在0.2134～0.41324之間，其綜合評(píng)價(jià)值為0.312486，達(dá)到中等水平（中等水平的綜合評(píng)價(jià)值在0.3～0.5之間），而3#抽樣單位在各個(gè)等級(jí)下的綜合評(píng)價(jià)值在0.28425～0.33424之間，其綜合評(píng)價(jià)值為0.304675，經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)也同樣達(dá)到中等水平。4#號(hào)抽樣單位在不同等級(jí)下的評(píng)價(jià)值在0.3248～0.51243之間，其水利信息化綜合評(píng)價(jià)值為0.50243，達(dá)到良級(jí)水平。圖1位各抽樣單位水利信息化水平的綜合評(píng)價(jià)值，從圖中可以看出，1#抽樣單位水利信息化各指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)值較高，3#抽樣單位水利信息化在4個(gè)單位中較低，這也和區(qū)域各單位水利信息化水平實(shí)際情況較為吻合的。

（5）對(duì)評(píng)定結(jié)果的一致性檢驗(yàn)

在對(duì)各抽樣單位的水利信息化水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)后，采用一致性檢驗(yàn)的方式（見(jiàn)方程14和15）統(tǒng)計(jì)各抽樣單位綜合評(píng)價(jià)的一致性檢驗(yàn)特征值和檢驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表5。

表5 不同抽樣單位水利信息化評(píng)價(jià)的一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表5為不同抽樣單位水利信息化評(píng)價(jià)的一致性檢驗(yàn)結(jié)果，從表中可以看出，各抽樣單位的水利信息化綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性比率值CI值在0.052～0.089之間，CI值均小于0.1，檢驗(yàn)結(jié)果均可以達(dá)到滿(mǎn)意的程度，表明動(dòng)態(tài)綜合AHP模型對(duì)抽樣單位水利信息化水平的結(jié)果是客觀(guān)的，可解決傳統(tǒng)單位水利信息化水平主觀(guān)的局限，對(duì)各抽樣單位的水利信息化指標(biāo)可進(jìn)行定量綜合評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文采用動(dòng)態(tài)AHP模型對(duì)區(qū)域水利信息化進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，研究取得以下結(jié)論。

（1）動(dòng)態(tài)綜合AHP模型可實(shí)現(xiàn)區(qū)域水利信息化的定量和綜合評(píng)價(jià)，可解決區(qū)域傳統(tǒng)水利信息化評(píng)價(jià)的主觀(guān)和片面的問(wèn)題；

（2）在水利信息化評(píng)價(jià)中，還應(yīng)具體結(jié)合三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行更深層次的評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)多層次多目標(biāo)的水利信息化綜合評(píng)價(jià)。

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F224

A

1008-1305（2017）01-0035-04

DO I:10.3969/j.issn.1008-1305.2017.01.012

2016-10-27

王 東（1983年—），男，工程師。