基于G1權(quán)重法和物元分析法LNG儲(chǔ)備站后評價(jià)

梁 蕊， 趙 亮

(1.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司 第四分公司， 北京 100176； 2.北京北燃實(shí)業(yè) 集團(tuán)有限公司， 北京 100124)

1 概述

城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程具有前期投資規(guī)模大、投資效益低、投資回收期長、投資不確定性大等特點(diǎn)，開展城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)工作十分必要。對于城市燃?xì)馄髽I(yè)，可以充分總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改善投資決策方法；對于參與的前期咨詢單位、勘察設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)管理單位等，可以促進(jìn)其發(fā)揮工作積極性、提高工作效率、規(guī)范管理程序；對于社會(huì)群眾，有利于普及城市燃?xì)膺\(yùn)行知識(shí)、宣傳城市燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)成果。

本文構(gòu)建的城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)體系，可以為建立完善的城市燃?xì)庑袠I(yè)項(xiàng)目后評價(jià)理論體系提供有力的幫助，可以為探索城市燃?xì)庑袠I(yè)項(xiàng)目后評價(jià)工作的新思路、新方法、新手段提供借鑒作用，可以為城市燃?xì)馄髽I(yè)項(xiàng)目決策者、管理者、規(guī)劃人員提供可操作的規(guī)劃方法和科學(xué)的參考依據(jù)[1-2]。

2 構(gòu)建項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)設(shè)置原則，結(jié)合項(xiàng)目生命周期理論，從目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、實(shí)施過程、生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)及環(huán)境影響、可持續(xù)性等方面構(gòu)建城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)體系[3-5]，見圖1。

圖1 城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)體系

3 構(gòu)建項(xiàng)目后評價(jià)模型

城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)涉及多因素、多評價(jià)準(zhǔn)則、無具體結(jié)構(gòu)特性的決策系統(tǒng)，本文選取G1權(quán)重確定法作為項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定的理論。針對城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)既包括微觀評價(jià)又包括宏觀評價(jià)，選取了能夠與其他決策技術(shù)充分融和、可引入人的經(jīng)驗(yàn)將定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合的物元分析法，作為項(xiàng)目后評價(jià)的理論。

3.1 G1權(quán)重確定法

G1權(quán)重確定法是一種適用于解決多因素、大規(guī)模復(fù)雜評價(jià)問題的指標(biāo)權(quán)重確定方法，該方法通過對層次分析法(AHP法)進(jìn)行合理改進(jìn)，不再需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，簡化了評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定的過程[6]。

① 指標(biāo)序關(guān)系確定

在評價(jià)指標(biāo)集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}中，可以結(jié)合專家意見按照下列步驟計(jì)算并確定序關(guān)系：

因此，對于評價(jià)指標(biāo)集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}，可以根據(jù)每一個(gè)評價(jià)指標(biāo)的重要程度排列確定唯一序關(guān)系為：

(1)

② 相鄰指標(biāo)之間的相對重要程度確定

(2)

根據(jù)G1權(quán)重理論規(guī)定，相鄰評價(jià)指標(biāo)之間的相對重要程度比值γi賦值見表1。

③ 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

(3)

表1 相鄰評價(jià)指標(biāo)之間的相對重要程度γi賦值

進(jìn)而，根據(jù)公式(2)可計(jì)算得到確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集中其他m-1個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，最后得到確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量，表示為：

(4)

式中ω*——確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量

從而，可以得到對應(yīng)城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目原始評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量，為：

ω=(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm-1,ωm)

(5)

式中ω——對應(yīng)原始評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量

3.2 物元分析法

物元分析法的核心理論是將研究對象用“事物、特征、量值”3個(gè)基本要素來表述，并構(gòu)成一個(gè)有序三元組的基本元。若給定事物的名稱為N，其關(guān)于事物特征c的相應(yīng)量值記作v，可以通過一個(gè)有序三元組T=(N,c,v)作為描述該事物的基本元，稱為物元。物元分為經(jīng)典域物元、節(jié)域物元和待評價(jià)物元[8-10]。

① 經(jīng)典域物元確定

經(jīng)典域物元指事物關(guān)于特征所取的數(shù)據(jù)范圍。根據(jù)物元分析理論，將城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)對象N關(guān)于第j(j=1,2,…,n)個(gè)評價(jià)等級的經(jīng)典域物元可以表示為：

(6)

式中Tj——項(xiàng)目后評價(jià)對象N關(guān)于第j個(gè)評價(jià)等級的經(jīng)典域物元

Nj——在第j個(gè)評價(jià)等級下的項(xiàng)目后評價(jià)對象

ci——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)，i=1,2,…,m

vij——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于第j個(gè)評價(jià)等級的量值范圍

——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于第j個(gè)評價(jià)等級的量值范圍，aij表示下限，bij表示上限

同時(shí)，項(xiàng)目后評價(jià)對象N關(guān)于n個(gè)評價(jià)等級的同征經(jīng)典域物元T*可以表示為：

(7)

② 節(jié)域物元確定

節(jié)域物元指事物關(guān)于全部特征所取的數(shù)據(jù)范圍。根據(jù)物元分析理論，將城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)對象N關(guān)于所有評價(jià)等級的節(jié)域物元可以表示為：

(8)

式中TP——項(xiàng)目后評價(jià)對象N關(guān)于所有評價(jià)等級的節(jié)域物元

NP——在所有評價(jià)等級下的項(xiàng)目后評價(jià)對象

vip——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于所有評價(jià)等級的量值范圍

——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于所有評價(jià)等級的量值范圍，aip表示下限，bip表示上限

③ 待評價(jià)物元確定

待評價(jià)物元指一組用物元形式表示的待評價(jià)事物的數(shù)據(jù)。根據(jù)物元分析理論，城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)對象N的待評價(jià)物元可以表示為：

(9)

式中T——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的待評價(jià)物元

vi——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的初步評判結(jié)果數(shù)據(jù)(后稱為基礎(chǔ)數(shù)據(jù))

④ 關(guān)聯(lián)函數(shù)值計(jì)算

本文應(yīng)用了點(diǎn)與區(qū)間的距離——距的概念：假設(shè)vi=(1,2,…,m)為實(shí)域(-∞,+∞)上任一點(diǎn)，vij=為實(shí)域上任意一區(qū)間，那么點(diǎn)vi與區(qū)間vij和vip的距可以表示為[9-10]：

(10)

式中ρ(vi,vij)——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)vi與區(qū)間vij之間的距

ρ(vi,vip)——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)vi與區(qū)間vip之間的距

那么，城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于第j個(gè)評價(jià)等級的關(guān)聯(lián)函數(shù)值的計(jì)算公式為[9-10]：

(11)

式中Kj(vi)——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)關(guān)于第j個(gè)評價(jià)等級的關(guān)聯(lián)函數(shù)值

由若干求得的關(guān)聯(lián)函數(shù)值組成1個(gè)m×n的關(guān)聯(lián)函數(shù)值矩陣K。

⑤ 隸屬度向量計(jì)算

隸屬度向量計(jì)算公式[9-10]：

L=ωK

(12)

式中L——項(xiàng)目后評價(jià)對象N的隸屬度向量

⑥ 評價(jià)等級確定

在隸屬度向量中，若第q個(gè)值最大，則項(xiàng)目后評價(jià)對象N屬于第q個(gè)評價(jià)等級。

4 案例應(yīng)用

通過研究分析城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)工作流程，由不少于10名從事前期咨詢、勘察設(shè)計(jì)、工程施工、工程監(jiān)理、建設(shè)管理等工作的專家構(gòu)成項(xiàng)目后評價(jià)專家組，分別對XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站的6項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了“十分制”初步評判，計(jì)算得到專家組對每項(xiàng)項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)實(shí)施情況的評判平均值，見表2。

表2 城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)專家組初步評判情況

續(xù)表2

4.1 項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

① 指標(biāo)序關(guān)系確定

經(jīng)充分征求專家組的意見，對項(xiàng)目后評價(jià)的6個(gè)評價(jià)指標(biāo)按照重要程度確定唯一序關(guān)系：

U2≥U3≥U1≥U5≥U4≥U6

為便于計(jì)算，將以上項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)唯一序關(guān)系改寫為以下形式，得到確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集：

② 相鄰指標(biāo)之間的相對重要程度確定

經(jīng)征求專家組的建議，對確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集中的后評價(jià)指標(biāo)的相對重要程度做出如下賦值：

③ 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

由此，可以得到確定序關(guān)系后的評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量為：

ω*=(0.237，0.215,0.166,0.151,0.126,0.105)

最后，可以得到對應(yīng)項(xiàng)目后原始評價(jià)指標(biāo)集的權(quán)重向量為：

ω=(0.166,0.237,0.215,0.126,0.151,0.105)

4.2 項(xiàng)目后評價(jià)模型案例應(yīng)用

① 經(jīng)典域物元確定

根據(jù)從劣到優(yōu)的原則，將“十分制”下的城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)劃分為“差”、“較差”、“一般”、“良好”、“優(yōu)秀”5個(gè)等級。具體的等級分類區(qū)間見表3。

表3 城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)等級分類區(qū)間

根據(jù)公式(7)，可以構(gòu)建項(xiàng)目后評價(jià)對象關(guān)于5個(gè)評價(jià)等級的同征經(jīng)典域物元：

T*=

② 節(jié)域物元確定

根據(jù)公式(8)，可以構(gòu)建城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站項(xiàng)目后評價(jià)對象的節(jié)域物元：

③ 待評價(jià)物元確定

根據(jù)公式(9)，可以分別構(gòu)建XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目的待評價(jià)物元：

④ 關(guān)聯(lián)函數(shù)值計(jì)算

根據(jù)公式(10)和公式(11)，可以分別計(jì)算得到XJ、QY、XT、PJM這4座城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)函數(shù)值矩陣為：

KXJ=

⑤ 隸屬度向量計(jì)算

根據(jù)公式(12)，可以分別計(jì)算得到XJ、QY、XT、PJM這4個(gè)城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目的隸屬度向量為：

LXJ=ωKXJ=(-0.113 4 , -0.089 7,

-0.042 5 , 0.014 6 , -0.044 7)

LQY=ωKQY=(-0.108 4 , -0.083 1，

-0.032 6 , 0.002 8 , -0.046 0)

LXT=ωKXT=(-0.123 6 , -0.103 4,

-0.063 0 , 0.008 0 , -0.026 1)

LPJM=ωKPJM=(-0.151 5 , -0.140 6,

- 0.118 9 , -0.059 1, 0.000 4)

⑥ 評價(jià)等級確定

由4個(gè)城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站項(xiàng)目的隸屬度向量可以判斷得到：

XJ、QY、XT、PJM這4個(gè)儲(chǔ)備站項(xiàng)目隸屬度的值第4、4、4、5列最大，則由此可以判斷：XJ、QY、XT、PJM這4座城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程的項(xiàng)目后評價(jià)等級分別為“良好”、“良好”、“良好”、“優(yōu)秀”。

5 結(jié)論

從目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、實(shí)施過程、生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)及環(huán)境影響、可持續(xù)性等方面構(gòu)建了城市燃?xì)釲NG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)指標(biāo)體系，并選取G1權(quán)重確定法和物元分析法構(gòu)建LNG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目后評價(jià)數(shù)學(xué)模型。接G1權(quán)重確定法確定評價(jià)指標(biāo)序關(guān)系，對相鄰評價(jià)指標(biāo)之間的相對重要程度賦值，計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。確定經(jīng)典域物元、節(jié)域物元和待評估物元，計(jì)算關(guān)聯(lián)函數(shù)值和隸屬度向量，確定評價(jià)等級。結(jié)合工程案例，對4個(gè)LNG儲(chǔ)備站工程項(xiàng)目進(jìn)行后評價(jià)。