基于云模型的調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)

劉英杰

摘要：調(diào)水工程具有線路長(zhǎng)、投資大、復(fù)雜度高的特點(diǎn)，工程建設(shè)和運(yùn)行管理存在一定的難度，為了使調(diào)水工程穩(wěn)健運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)行管理績(jī)效進(jìn)行量化考核具有重要意義。針對(duì)調(diào)水工程運(yùn)行管理過(guò)程中的特點(diǎn)及現(xiàn)狀，本文從組織管理、工程管理、安全管理、經(jīng)濟(jì)管理、公眾滿意度5個(gè)方面建立了考核指標(biāo)體系，采用熵權(quán)法和層次分析法相結(jié)合的組合賦權(quán)法確定權(quán)重，利用云模型理論構(gòu)建了調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)模型，提出一種基于云模型的綜合評(píng)價(jià)方法，通過(guò)具體案例評(píng)價(jià)某調(diào)水工程運(yùn)行管理單位，驗(yàn)證了本文所建立的績(jī)效評(píng)價(jià)體系和績(jī)效評(píng)價(jià)模型的合理性和適用性，為調(diào)水工程運(yùn)行管理的規(guī)范化提供參考依據(jù)。

Abstract： The water transfer project has the characteristics of long line， large investment and high complexity， and there are some difficulties in the construction and operation management of the project. In order to make the water transfer project run steadily， it is of great significance to quantitatively evaluate the operation management performance of the water transfer project. In view of the characteristics and present situation of the operation and management of water transfer project， this paper establishes the evaluation index system from five aspects： organization management， engineering management， safety management， economic management and public satisfaction. The combined weighting method of entropy weight method and AHP method is used to determine the weight， the cloud model theory is used to construct the performance evaluation model of water transfer project operation management， and a comprehensive evaluation method based on cloud model is put forward. Through the evaluation of a water transfer project operation management unit， the rationality and applicability of the performance evaluation system and performance evaluation model established in this paper are verified， which provides a reference for the standardization of water transfer project operation management.

關(guān)鍵詞：調(diào)水工程;運(yùn)行管理;組合賦權(quán)法;績(jī)效評(píng)價(jià);云模型

0? 引言

我國(guó)水資源總量大但是人均水平相對(duì)較低且分布不均，調(diào)水工程在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)國(guó)家水資源優(yōu)化配置，解決地區(qū)的水資源供需矛盾，具有顯著的綜合效益。一般情況下，調(diào)水工程引水流量大、跨越距離較長(zhǎng)、自然環(huán)境較為惡劣且工程技術(shù)復(fù)雜，通常是由渠道、隧洞、渡槽、倒虹吸與閘泵等構(gòu)成的復(fù)雜的運(yùn)行系統(tǒng)，工程建設(shè)和運(yùn)行管理過(guò)程中存在一定的難度[1]。

調(diào)水工程建設(shè)完成后，為了能夠保障調(diào)水工程穩(wěn)健運(yùn)行且取得一定的綜合效益，運(yùn)行管理環(huán)節(jié)就顯得格外重要。為了使調(diào)水工程運(yùn)行管理更加規(guī)范化和科學(xué)化，有必要開展調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效考核工作，建立調(diào)水工程運(yùn)行管理考核的指標(biāo)體系，從多方面對(duì)調(diào)水工程運(yùn)行管理進(jìn)行定性和定量的考核。這樣不僅可以更好地保障調(diào)水工程的良性運(yùn)行，而且對(duì)調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)研究具有極為重要的意義[2]。

1? 構(gòu)建調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

調(diào)水工程運(yùn)行管理包含內(nèi)容和范圍較廣，本文在綜合分析調(diào)水工程運(yùn)行管理特點(diǎn)及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)文獻(xiàn)分析法篩選得出重復(fù)率較高的指標(biāo)，并結(jié)合專家訪談進(jìn)行指標(biāo)修正及補(bǔ)充，構(gòu)建了涵蓋組織管理、工程管理、安全管理、財(cái)務(wù)管理和公眾滿意度5個(gè)方面的調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。如表1所示。

2? 云模型理論

云模型是李德毅教授在對(duì)模糊數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的深刻研究和領(lǐng)悟后而創(chuàng)新出的一種新的評(píng)價(jià)方法，它可以將定性語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為定量數(shù)值，通常情況下對(duì)于客觀事物或者人類認(rèn)知往往存在一定模糊性和隨機(jī)性，云模型能夠用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式將這兩種特性表達(dá)出來(lái)。

2.1 云的數(shù)字特征

云模型通過(guò)期望Ex、熵En和超熵He三個(gè)數(shù)字特征表示評(píng)判對(duì)象的隨機(jī)性和關(guān)聯(lián)性。其中Ex表示定性概念在論域中的中心值;En表示定性概念模糊性的度量，值越大概念越模糊，在云圖上表示為云滴的離散程度;He為熵的熵，反映云滴的聚集程度;所采用的樣本數(shù)為云滴數(shù)。

2.2 云發(fā)生器

2.2.1 正向云發(fā)生器

通過(guò)正向云發(fā)生器可以把定性描述語(yǔ)言概念轉(zhuǎn)化為定量具體數(shù)值。具體的實(shí)現(xiàn)方法為：將構(gòu)建的云模型的云滴數(shù)、期望、熵和超熵依次輸入到發(fā)生器中，得到“云滴”在論域U中的定量數(shù)值以及其表示概念的確定度。正向云發(fā)生器一般需要符合足以下條件：

①x的分布滿足以E為均值、N2為方差的正態(tài)分布;

②正態(tài)隨機(jī)數(shù)N'的分布滿足以N為均值、H2為方差的正態(tài)分布;

③x對(duì)定性概念C的確定度滿足

2.2.2 逆向云發(fā)生器

逆向云發(fā)生器可以把樣本數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為云的數(shù)字特征。利用統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算云模型的期望、熵和超熵，具體的計(jì)算過(guò)程為：首先計(jì)算樣本x的均值E和方差s2，再利用公式得到云模型的期望、熵和超熵。計(jì)算公式為

3? 調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)模型

3.1 確定指標(biāo)權(quán)重

3.1.1 主觀權(quán)重確定—層次分析法

層次分析法是一種將指標(biāo)間的相對(duì)重要程度轉(zhuǎn)化為定量表達(dá)的主觀賦權(quán)法。

主要方法步驟如下：

①構(gòu)造判斷矩陣。

通過(guò)比較因素之間的重要程度，采用1-9標(biāo)度法定義判斷矩陣，其中aij表示元素i與元素j的重要性之比。

②一致性檢驗(yàn)。

首先計(jì)算一致性比例CR。計(jì)算公式為

3.1.2 客觀權(quán)重確定——熵權(quán)法

熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計(jì)算出各指標(biāo)熵權(quán)，從而得到較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。利用熵權(quán)法確定權(quán)重的主要方法如下：

①初始數(shù)據(jù)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化。

構(gòu)成的原始數(shù)據(jù)矩陣為

3.1.3 綜合權(quán)重確定—組合賦權(quán)法

3.2 績(jī)效評(píng)價(jià)云模型

3.2.1 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)云模型

建立基礎(chǔ)評(píng)價(jià)云的作用是確定評(píng)估等級(jí)云圖，本文將調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)分為5個(gè)等級(jí)，根據(jù)等級(jí)分類，將評(píng)價(jià)區(qū)間確定為：[0，60]不合格，（60，70]合格，（70，80]中等，（80，90]良好，（90，100]優(yōu)秀，基礎(chǔ)評(píng)價(jià)云算法如下：

式中Amax與Amin分別為評(píng)價(jià)區(qū)間的上下限，k為常數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取值。

3.2.2 一級(jí)指標(biāo)云模型

調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)二級(jí)指標(biāo)基本上是相互獨(dú)立的，采用浮動(dòng)云算法對(duì)其進(jìn)行綜合得出一級(jí)指標(biāo)的數(shù)字特征。計(jì)算公式為：

3.2.3 綜合評(píng)價(jià)云模型

參考虛擬云理論中的綜合算法，對(duì)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行集結(jié)，綜合評(píng)價(jià)云數(shù)字特征能夠反映出評(píng)價(jià)的整體情況。計(jì)算公式為：

根據(jù)綜合云模型的數(shù)字特征可以通過(guò)Matlab軟件得到調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效評(píng)價(jià)云圖，在云模型理論的基礎(chǔ)上對(duì)調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4? 通過(guò)實(shí)例分析確定指標(biāo)權(quán)重

以某調(diào)水工程運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)為例進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。通過(guò)層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算的一級(jí)指標(biāo)權(quán)重分別為：Wa=（0.246，0.235，0.226，0.178，0.133），Wb=（0.216，0.247，0.208，0.192，0.117）根據(jù)公式（12）-（13）得出組合權(quán)重：W=（0.232，0.241，0.217，0.185，0.125）。根據(jù)同樣的方法計(jì)算得出二級(jí)指標(biāo)權(quán)重，各指標(biāo)權(quán)重見表1。

5? 結(jié)語(yǔ)

本文的研究成果是對(duì)調(diào)水工程運(yùn)行管理績(jī)效考核評(píng)價(jià)體系的有益探索，提供了重要的理論依據(jù)和評(píng)價(jià)方法，有利于推動(dòng)建立調(diào)水工程運(yùn)行管理考核機(jī)制，提高調(diào)水工程運(yùn)行管理的效率，激發(fā)管理工作人員的積極性。

參考文獻(xiàn)：

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