基于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的輸變電工程后評(píng)價(jià)研究

王靜怡，孫海森，張成林，周 翔

(1.國(guó)網(wǎng)江蘇電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司，南京 210000；2.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，南京 210000)

0 引言

電網(wǎng)項(xiàng)目后評(píng)價(jià)，通過(guò)將項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行情況與目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，給出全面、系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià)，找出項(xiàng)目的不足之處以便為后續(xù)項(xiàng)目提供參考[1]。構(gòu)建科學(xué)簡(jiǎn)明、各方共識(shí)的電網(wǎng)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與科學(xué)、完整的后評(píng)價(jià)體系，以獲取更精準(zhǔn)的電網(wǎng)項(xiàng)目后評(píng)價(jià)結(jié)果。

層次分析法是較為常用的項(xiàng)目后評(píng)價(jià)方法，其統(tǒng)籌了評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的定性和定量指標(biāo)，但相同層級(jí)內(nèi)元素的相互關(guān)系與相互作用不清晰[1]。網(wǎng)絡(luò)層次分析法(Analytic Network Process，ANP)是在層次分析法的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一種新的實(shí)用決策方法[2]，該方法完善了AHP分析中存在的問(wèn)題與缺陷，全面、系統(tǒng)地將整個(gè)系統(tǒng)用網(wǎng)絡(luò)關(guān)系進(jìn)行表示，科學(xué)簡(jiǎn)明地表達(dá)了系統(tǒng)內(nèi)所有元素的相互作用關(guān)系。

本文擬建立成功度評(píng)價(jià)模型，結(jié)合全壽命周期項(xiàng)目管理的特點(diǎn)，考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相互關(guān)系，利用ANP進(jìn)行建模，配合成功度法，對(duì)項(xiàng)目的全壽命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)。再基于某牽引站項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)例分析，證明所提方法的可行性。

1 輸變電項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

為保證輸變電項(xiàng)目后評(píng)價(jià)的科學(xué)性與合理性，需要從多角度、多層次出發(fā)，考慮多個(gè)因素并將定性分析與定量分析結(jié)合，因此評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇為項(xiàng)目后評(píng)價(jià)步驟中的關(guān)鍵一步。

1.1 項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則

指標(biāo)涉及的寬度和廣度需要充分地涵蓋建設(shè)過(guò)程、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)影響等各個(gè)方面；同時(shí)要將定性與定量分析結(jié)合，增大量化的程度，將主觀評(píng)價(jià)所帶來(lái)的不確定性和盲目性降到最低[3-4]。因此指標(biāo)體系的建立主要遵循完備性、目標(biāo)性、可操作性和定性定量相結(jié)合的原則[5]。

1.2 項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)項(xiàng)目管理全壽命周期理論，項(xiàng)目后評(píng)價(jià)體系需要涵蓋整個(gè)項(xiàng)目全壽命周期，因此將項(xiàng)目后評(píng)價(jià)二級(jí)指標(biāo)劃分為前期決策評(píng)價(jià)、實(shí)施準(zhǔn)備評(píng)價(jià)、施工過(guò)程評(píng)價(jià)與完工后的項(xiàng)目效果效益評(píng)價(jià)[5]。

同時(shí)，本文基于該牽引站報(bào)告中給定的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合參考《國(guó)家電網(wǎng)公司固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目后評(píng)價(jià)實(shí)施規(guī)定》與《輸變電工程項(xiàng)目后評(píng)價(jià)導(dǎo)則》中關(guān)于后評(píng)價(jià)指標(biāo)中的相關(guān)規(guī)定，采用德?tīng)柗品ㄟx取最能反映電網(wǎng)項(xiàng)目效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)確立最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建如表1所示的輸變電項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其中需要進(jìn)行定性評(píng)價(jià)的指標(biāo)計(jì)算方式如表2所示，非定性指標(biāo)需根據(jù)相關(guān)報(bào)告中的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Post-evaluation index system

續(xù)表1

表2 定性指標(biāo)計(jì)算方法Tab.2 Calculation method of qualitative index

2 基于ANP的項(xiàng)目后評(píng)價(jià)方法

2.1 ANP理論和方法

網(wǎng)絡(luò)層次分析法(Analytic Network Process，ANP)是在AHP的基礎(chǔ)上被演化提出的[6]，將原本簡(jiǎn)單的層級(jí)關(guān)系擴(kuò)展至網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。ANP分析的核心要點(diǎn)是利用二次規(guī)劃的方法來(lái)解決問(wèn)題，并通過(guò)此種方法得到各個(gè)元素的權(quán)重，極限超矩陣的計(jì)算結(jié)果就是系統(tǒng)中各個(gè)元素權(quán)重的總結(jié)果[8]。

網(wǎng)絡(luò)層次分析法用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而非簡(jiǎn)單的遞階層次結(jié)構(gòu)來(lái)表示系統(tǒng)中所有元素的關(guān)系，解決了傳統(tǒng)AHP分析時(shí)沒(méi)有考慮要素的相關(guān)性問(wèn)題以及超過(guò)七個(gè)元素則一致性檢驗(yàn)可能無(wú)法通過(guò)的問(wèn)題[9]。

2.2 ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

ANP系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，控制層和網(wǎng)絡(luò)層?？刂茖又杏行枰鉀Q的問(wèn)題這一目標(biāo)，以及同待解決問(wèn)題相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則。在ANP系統(tǒng)中默認(rèn)準(zhǔn)則層P1,P2，…，Pm是相互獨(dú)立的，且只由待解決的問(wèn)題決定[10-11]。同時(shí)，控制層中必須包含待解決的問(wèn)題，即系統(tǒng)目標(biāo)。接下來(lái)是網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層包含系統(tǒng)中的所有元素以及元素組，元素與元素之間不僅有層級(jí)關(guān)系，各層級(jí)內(nèi)部元素也存在著相互作用[7]。通常，ANP系統(tǒng)的組成部分如圖1所示。

2.3 ANP算法步驟

步驟1：構(gòu)造元素和元素組。

理清系統(tǒng)中的各個(gè)元素之間的關(guān)系，包括層級(jí)關(guān)系以及層內(nèi)關(guān)系，各個(gè)元素之間是否存在相互作用，是否支配其他元素或由其他元素支配。

步驟2：指標(biāo)論域與等級(jí)論域的建立。

指標(biāo)論域X={A,B,C,D,E}，與其相對(duì)應(yīng)的評(píng)語(yǔ)等級(jí)論域Y={好，良好，一般，差，較差}。

步驟3：建立判斷矩陣與排序向量。

采用九分法對(duì)ANP系統(tǒng)中各個(gè)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，將評(píng)分結(jié)果作為判斷矩陣的構(gòu)建依據(jù)[2]，表3為判斷矩陣的評(píng)估方法。準(zhǔn)則為控制層中的元素Ps(s=1,…,m),次準(zhǔn)則為網(wǎng)絡(luò)層中的元素，判斷矩陣的構(gòu)造方法即將網(wǎng)絡(luò)層中的元素按照其對(duì)ejt的影響程度進(jìn)行排序。如，網(wǎng)絡(luò)層有元素組C1,C2,…,Cn，其中Ci有元素ei1,ei2,…,eit，以控制層元素Ps(s=1,2,…,m)為準(zhǔn)則，以元素組Cj中元素ejt為次準(zhǔn)則，則對(duì)元素組Ci中的其他元素eit對(duì)ejt的影響程度進(jìn)行比較分析。排序向量可以在判斷矩陣確定之后由特征根法得出。排序向量記作：

(1)

表3 判斷矩陣的標(biāo)度定義Tab.3 Scale definition of judgment matrix

步驟4：求解最大特征值與一致性檢驗(yàn)。

由于專家打分存在著一定的主觀性，因此需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)來(lái)決定是否需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算公式為：

(2)

式中，SBW，i為判定矩陣第i列數(shù)值之和，n為判斷矩陣的階數(shù)；C.I.為一致性指標(biāo)，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)；C.R.為一致性比率。C.I.值越大，表明判斷矩陣偏離完全一致性的程度越大；C.I.值越小(越接近于0)，表明判斷矩陣的一致性越好。當(dāng)n=1或2時(shí)，C.I.為0，此時(shí)判斷矩陣完全一致;當(dāng)n≥3時(shí)，再繼續(xù)求解C.R．，若C.R.≤0.1，則判斷矩陣滿足一致性要求。隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的取值如表4所示。

表4 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的取值Tab.4 The value of random consistency index RI

步驟5：構(gòu)造ANP超矩陣計(jì)算權(quán)重。

Super Decision軟件可以用來(lái)進(jìn)行解超矩陣，降低了ANP方法運(yùn)算的難度。將判斷矩陣輸入軟件中便可以自動(dòng)構(gòu)造超矩陣，具體實(shí)施步驟如下。

(1)采用兩兩比較的方式對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)元素進(jìn)行相互比較，得到相對(duì)應(yīng)的判斷矩陣與排序向量Wij；

(2)確定未加權(quán)超矩陣。超矩陣列向量是采用特征向量法得到的歸一化特征向量值；

其中，排序向量中的列向量是Ci中元素ei1，…,eini對(duì)Cj中元素eii，…,einj的影響程度排序向量。若Cj中元素不受Ci中元素影響，則Wij=0，可得在該準(zhǔn)則下的超矩陣：

(3)

(3)計(jì)算得出各個(gè)元素組所占比重；

(4)根據(jù)各個(gè)元素組的權(quán)重結(jié)果，得到加權(quán)超矩陣；

超矩陣中每一子塊Wij都為歸一化處理過(guò)的形式，但是該矩陣未經(jīng)歸一化，因此，以Ps為準(zhǔn)則，將各組元素與準(zhǔn)則Cj(j=1,2,…,N)的重要性進(jìn)行比較，得到一個(gè)歸一化的排序向量：

Aj=[a1j,a2j,…,aNj]T.

(4)

(5)在軟件中運(yùn)算得出極限超矩陣，極限超矩陣的任何一列就是最后要得到的重要性排序的權(quán)重。

3 實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目背景

A市某牽引站項(xiàng)目為鐵路配套輸變電工程，線路全長(zhǎng)268.3 km，設(shè)置6個(gè)牽引站。規(guī)劃建設(shè)其接入系統(tǒng)的配套輸變電工程，保障該牽引站的供電穩(wěn)定性和安全性。該牽引站配套110 kV輸變電工程主要包括110 kV B站—C站雙回線增容改造工程，B站220 kV變電站保護(hù)改造工程，C站220 kV變電站間隔擴(kuò)建工程，110 kV C站—B站線路單側(cè)開(kāi)斷環(huán)入A市牽引站線路工程、光纖通信工程。

3.2 建立評(píng)價(jià)體系與分項(xiàng)打分

首先，選取進(jìn)行該項(xiàng)目后評(píng)價(jià)所需的指標(biāo)，并建立指標(biāo)體系。由專家評(píng)估得出各個(gè)指標(biāo)元素之間的相互關(guān)系，以此為建立ANP系統(tǒng)的依據(jù)，圖2為構(gòu)建的ANP模型。

接著，對(duì)前期工作、實(shí)施準(zhǔn)備、實(shí)施過(guò)程、運(yùn)行情況、項(xiàng)目效益五個(gè)分項(xiàng)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分。評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 后評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab.5 Post-evaluation scoring standards

本次后評(píng)價(jià)工作向10位電力后評(píng)價(jià)專家學(xué)者發(fā)放問(wèn)卷，根據(jù)表5的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，基于自己的經(jīng)驗(yàn)以及行業(yè)準(zhǔn)則進(jìn)行分項(xiàng)打分，統(tǒng)計(jì)出各指標(biāo)的得分情況。網(wǎng)絡(luò)層指標(biāo)得分情況如表6所示。

表6 網(wǎng)絡(luò)層指標(biāo)得分情況Tab.6 Scores of network layer indicators

3.3 構(gòu)建ANP超矩陣計(jì)算分項(xiàng)權(quán)重

控制層的前期工作、實(shí)施準(zhǔn)備、實(shí)施過(guò)程、運(yùn)行情況和項(xiàng)目效益可以視作相互獨(dú)立，各位評(píng)審專家采用九分法對(duì)其之間的關(guān)系進(jìn)行打分即可得到控制層指標(biāo)間的判斷矩陣。

將專家打分結(jié)果輸入Super Decision軟件中進(jìn)行超矩陣的運(yùn)算，解決了ANP模型中的運(yùn)算難題。圖3為根據(jù)專家打分構(gòu)造的超矩陣界面。

進(jìn)行指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算之前需要確認(rèn)該判斷矩陣是正確的，可通過(guò)一致性檢驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，若結(jié)果均小于0.1則說(shuō)明該判斷矩陣可以被接受。表7為其相應(yīng)的一致性檢驗(yàn)結(jié)果，表8為通過(guò)軟件計(jì)算得出的各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

表7 一致性檢驗(yàn)結(jié)果Tab.7 Consistency inspection results

表8 后評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.8 Post-evaluation index weight

從計(jì)算結(jié)果可以看出，五個(gè)分項(xiàng)中權(quán)重較大的為項(xiàng)目效益與實(shí)施過(guò)程，即輸變電項(xiàng)目后評(píng)價(jià)最應(yīng)該關(guān)注的是項(xiàng)目效益與效率，以及項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程部分，對(duì)其進(jìn)行后評(píng)價(jià)的總結(jié)與分析對(duì)于后續(xù)項(xiàng)目的改進(jìn)與幫助很大。在分級(jí)綜合權(quán)重中，項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)與項(xiàng)目的財(cái)務(wù)效益占比重最大，因此在項(xiàng)目開(kāi)始前的初步設(shè)計(jì)工作與項(xiàng)目運(yùn)行階段的財(cái)務(wù)分析非常重要。

3.4 項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)

本次后評(píng)價(jià)將網(wǎng)絡(luò)層次分析法引入到項(xiàng)目后評(píng)價(jià)中，通過(guò)指標(biāo)權(quán)重分析確定指標(biāo)的相關(guān)性，對(duì)比指標(biāo)完成情況進(jìn)行各指標(biāo)打分，從而最終確定整個(gè)項(xiàng)目的分值，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)。

前期工作得分3.48分，基本成功。主要的扣分點(diǎn)為可研估算的編制精度較差，評(píng)審深度不足，較初設(shè)概算的結(jié)余率較高。

實(shí)施準(zhǔn)備工作得分4.20分，完全成功。主要的扣分點(diǎn)為初設(shè)評(píng)審、批復(fù)的節(jié)奏不緊湊，未能符合國(guó)網(wǎng)要求，方案比選缺少經(jīng)濟(jì)性比較，初設(shè)概算編制水平不高。

實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)得分4.44，完全成功。主要的扣分點(diǎn)為文檔管理不到位、結(jié)算工程量確認(rèn)不精確。

運(yùn)行情況得分3.53分，基本成功。主要的扣分點(diǎn)為運(yùn)行成效較差。由于牽引站項(xiàng)目的特殊性，線路的平均負(fù)載率較低，導(dǎo)致線路的運(yùn)行成效較差。

項(xiàng)目效益得分3.09分，部分成功。主要的扣分點(diǎn)在于項(xiàng)目沒(méi)有足夠資金償付當(dāng)期債務(wù)，償貸風(fēng)險(xiǎn)大。

根據(jù)后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系參考評(píng)價(jià)指標(biāo)的完成情況，本項(xiàng)目的可研報(bào)告質(zhì)量、項(xiàng)目前期目標(biāo)制定、概算編制、竣工結(jié)算流程等方面還存在一定的缺陷。本次項(xiàng)目后評(píng)價(jià)的最終得分為4.04分。根據(jù)參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目評(píng)價(jià)結(jié)果為良好。各指標(biāo)的具體得分如表9所示。

表9 評(píng)價(jià)指標(biāo)得分Tab.9 Evaluation index scores

由表9可知，本項(xiàng)目成功度評(píng)價(jià)的綜合得分為4.04分，評(píng)價(jià)結(jié)果為完全成功。

從后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重方面分析，實(shí)施準(zhǔn)備指標(biāo)下的初步設(shè)計(jì)指標(biāo)占最高權(quán)重的19.25%。從詳細(xì)評(píng)審結(jié)果來(lái)看，初步設(shè)計(jì)文件深度不足，初設(shè)概算精度一般；初設(shè)報(bào)告的技術(shù)方案中未對(duì)多種路徑方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。其次，概算編制時(shí)未分清兩條線路，造成雙回改造工程建設(shè)場(chǎng)地征用及清理費(fèi)超支，開(kāi)斷線路節(jié)約，體現(xiàn)初設(shè)編制嚴(yán)謹(jǐn)度不夠，以至于初設(shè)一致率僅為92.11%，低于要求的95%，項(xiàng)目的概算結(jié)余率為15.06%，投資結(jié)余率高于10%，初步設(shè)計(jì)的精度與深度均不達(dá)標(biāo)。基于ANP模型，提高項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)的質(zhì)量可以大大提高項(xiàng)目后評(píng)價(jià)的得分。

4 結(jié)論

本文針對(duì)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目中指標(biāo)不獨(dú)立，非層級(jí)結(jié)構(gòu)而是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)，考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相互關(guān)系，通過(guò)建立ANP模型確定這些網(wǎng)絡(luò)狀的指標(biāo)權(quán)重，比一般的AHP更具合理性。而針對(duì)指標(biāo)體系的復(fù)雜性和層次性，采用專家組的經(jīng)驗(yàn)，以項(xiàng)目的目標(biāo)和效益為核心，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面系統(tǒng)地評(píng)價(jià)。兩者的結(jié)合為電網(wǎng)項(xiàng)目后評(píng)價(jià)提供了一種新的思路，且經(jīng)過(guò)實(shí)例評(píng)價(jià)證明本方法可行。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行后評(píng)價(jià)得出的結(jié)論如下。

(1)電網(wǎng)項(xiàng)目后評(píng)價(jià)中的二級(jí)指標(biāo)相對(duì)重要度為：項(xiàng)目效益>實(shí)施過(guò)程>施工準(zhǔn)備>前期工作>運(yùn)行情況。其中項(xiàng)目效益的權(quán)重最高，說(shuō)明電網(wǎng)項(xiàng)目在進(jìn)行時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目效益問(wèn)題。

(2)在項(xiàng)目三級(jí)指標(biāo)層面，初步設(shè)計(jì)、財(cái)務(wù)效益、質(zhì)量管理與社會(huì)效益都是關(guān)鍵指標(biāo)，所占比重均在11%以上，在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)應(yīng)當(dāng)受到重視。