基于AHP-熵值法和云模型的移民信息化的標準度研究

孫少楠，邢義龍，崔 顥

(1.華北水利水電大學水利學院，河南 鄭州 450045；2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引 言

在我國無論是水利水電工程還是城建工程中，移民征地搬遷是很重要的問題。它關(guān)乎自然、社會、政治、經(jīng)濟、環(huán)境的絕對穩(wěn)定與安全，歷來都是工程管理中的難題[1]。隨著國家一直以來對于信息化的高度重視，相繼出臺了“十一五”、“十二五”、“十三五”的信息化建設內(nèi)容。貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，既要滿足社會公眾需要，又要以政府改革治理為重點任務，建立全生命周期的平臺、高效精確的大數(shù)據(jù)、穩(wěn)定的大系統(tǒng)頂層框架，加強信息化建設，加強信息中的整合共享，以及推進其發(fā)展、提高服務水平，保證信息安全，建設滿足國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化要求的信息化體系[2]。這對于征地搬遷問題來說，也是一件翻天覆地的壯舉。周競亮等根據(jù)水電工程中的實物指標建立相應的移民實物指標管理系統(tǒng)，以便調(diào)查準確、快捷、科學[3]；嵇培歡等通過建設水電工程建設征地移民管理系統(tǒng)，在移民補償投資方面得到有效的控制、提高移民工作的管理水平[4]；趙鴻鑫通過建立GIS的征遷安置補償信息管理的平臺，對提供征收補償方案、征地搬遷工作的動態(tài)、房源動態(tài)的使用，均可提供科學依據(jù)[5]；雄安新區(qū)征地搬遷借助于信息化管理平臺，目前開展了很多規(guī)劃項目，根據(jù)這個全生命周期的數(shù)字化平臺，可以有效控制征地搬遷動態(tài)、進度問題，全維度分析工作部署落實情況，數(shù)據(jù)成果的多維度應用以及征地搬遷安置資金數(shù)字化一鍵撥付[6]。目前都只是停留在信息化平臺上的使用，對于應用信息化征地搬遷帶來的效果，卻很少有文獻去評價應用信息化征地搬遷工作之后的效果。

但是在實際工作中，信息化到底能發(fā)揮多大的作用，一直是一個問題?，F(xiàn)對信息化的標準效果從系統(tǒng)建設指南、建設技術(shù)導則、非空間與空間數(shù)據(jù)存儲交換共享、業(yè)主流程設計、移民驗收檔案管理，生產(chǎn)生活水平評價、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)運行維護這些指標開展[7]，借鑒水利信息化、水利移民征地搬遷管理的相關(guān)研究，郭建輝等通過層次分析和熵值法的組合賦權(quán)法確定權(quán)重，這樣得到的組合權(quán)重因子彌補了單一方法確定權(quán)重的不足，有效體現(xiàn)了主觀與客觀性、結(jié)果的可靠性[8]。同時結(jié)合云模型可以解決定性指標與定量指標的難以轉(zhuǎn)換的問題[9]，科學合理地實現(xiàn)對信息化征地搬遷效果的評價，這不僅能對雄安工作提供建議，也能對后期的工作提供經(jīng)驗。

1 信息化征地搬遷評價指標確立

信息化征地搬遷大家都只是停留在使用階段，對它的使用效果程度，卻無人問津。筆者參考《大中型水利水電工程移民數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符》、《水利地理空間信息元數(shù)據(jù)標準》、《水利水電工程建設征地移民實物調(diào)查規(guī)范》相關(guān)資料，王國強指出了移民信息化標準體系和框架，整理了一套水利水電工程移民信息化標準[7]，這對于移民信息化來說是一個重大依據(jù)，卻沒有開展移民信息化效果的評價，如表1所示，本文以26個指標作為移民信息化效果的評價體系，26個指標對應的上級指標作為移民信息化效果指標體系的準則層。研究方法如下。

1.1 AHP-熵值法計算組合權(quán)重

1.1.1AHP的步驟

步驟1： 分析信息化征地搬遷存在的各個因素。

步驟2： 構(gòu)造判斷矩陣。專家以1～9的標度法進行評判。人為打分不免存在主觀性和片面性，因此需要對構(gòu)造的判斷矩陣進行一致性檢驗。

步驟3：根據(jù)判斷矩陣，求解權(quán)重向量w1。

步驟4：層次單排序及一致性檢驗。一致性指標CI計算公式為

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

式中，λmax為矩陣的最大特征值；n為矩陣的階數(shù)。一致性比例指標CR計算公式為

CR=CI/RI

(2)

式中，RI為同階平均隨機一致性指標。當CR<0.1時，判斷矩陣通過一致性檢驗；當CR>0.1時，應調(diào)整判斷矩陣。

1.1.2熵值法確定權(quán)重

步驟1：構(gòu)建判斷矩陣A包含m個評價指標n個評價對象，即

A=(rij)m×n
i=1，2，…，m；j=1，2，…，n

(3)

式中，rij為判斷矩陣A中的每個元素。

步驟2：對判斷矩陣進行規(guī)范性處理，得到歸一化矩陣B，B的元素

bij=(rmax-rij)/(rmax-rmin)

(4)

式中，rmax、rmin分別為判斷矩陣A的最大值、最小值。

步驟3：確定評價指標的熵值

(5)

步驟4：根據(jù)熵值法計算指標權(quán)重，在(m，n)第i個指標的熵值

(6)

1.1.3評價指標的組合權(quán)重計算

各影響因素評價指標的組合權(quán)重

(7)

式中，W1為AHP的權(quán)重；Wi為熵值法的權(quán)重0。

1.2 云模型基礎理論

云模型是基于模糊數(shù)學和統(tǒng)計學演變而來的評價方法。它可以解決定性語言中的模糊性、隨機性的問題，在很多領域取得了成功應用。例如：決策分析，智能控制、圖像處理等領域[10]。云模型能高效解決針對評價指標中的模糊性、隨機性，使用特定的語言來構(gòu)造“隸屬云”；由此形成了一種科學合理且強有力的計算工具，能獲得一個帶有較高可信度的評價結(jié)果[11]。

1.2.1云的定義

設U是定量論域，C是上的定性U概念，若存在定量值x是C的一次隨機實現(xiàn)，x對C的確定度μ(x)∈[0，1]是有穩(wěn)定傾向的隨機數(shù)。即μ：U→[0，1]，?x∈U，x→μ(x)；則x在U上的分布稱為云，每個x稱為一個云滴，多個云滴反映定性概念的整體特征[12]。

1.2.2云數(shù)字特征

云模型中期望Em，熵Es和超熵Hn反映評判對象的隨機性和關(guān)聯(lián)性；Em表示論域的中心；Es表示云滴的離散程度；Hn為熵的熵，反映云層的厚度及離散程度[13]。

1.2.3隸屬云發(fā)生器

云模型的基礎是隸屬云發(fā)生器，包含正向云和逆向云發(fā)生器[14]。

(1)正向云發(fā)生器可完成定性轉(zhuǎn)換到定量。初次生成正態(tài)隨機數(shù)En′～N(En，He2)，En表示期望、He表示方差；再次生成正態(tài)隨機數(shù)x～N(Ex，En，2)，Ex表示期望，σ2En，2表示方差。隸屬度

(8)

式中，μ(x)為具有確定度μ的x為一個云滴。

(2)逆向云發(fā)生器可完成定量轉(zhuǎn)換到定性。樣本均值計算為

(9)

樣本方差計算如下

(10)

熵、超熵的計算如下

(11)

1.2.4評價云模型

基礎評價云生成。通過建立基礎評價云來評估等級云圖，本文將移民信息化分為五個標準等級，評價等級區(qū)間為：[0，1]非常不標準，[1，2]不標準，[2，3]一般，[3，4]較標準，[4，5]非常標準?；A評價云算法如下

(12)

式中，βmax、βmin分別為區(qū)間的上下限;k為常數(shù)，本文取0.25。

綜合評價云生成。已知評價指標權(quán)重為W=(w1，w2，…，wn)，綜合評價云的數(shù)字特征為

(13)

2 移民信息化標準度評價

2.1 指標權(quán)重的建立

本文移民信息化標準度指標體系如表所示，層次分析法要素層權(quán)重為：W1=(0.049 4，0.080 4，0.132 0，0.072 8，0.105 3，0.114 8，0.184 3，0.260 8)。熵值法要素權(quán)重，根據(jù)式(1)～(6)得到權(quán)重：Wi=(0.101 3，0.128 2，0.131 9，0.101 3，0.101 3，0.152 0，0.115 4，0.168 5)。由式(7)可得綜合權(quán)重為：W=(0.04，0.08，0.13，0.06，0.08，0.13，0.16，0.33)。同理得到指標層權(quán)重(見表1)。

2.2 基礎評價云生成

根據(jù)基礎評價云算法，加上公式(12)可得到基礎評價云的數(shù)字特征，見表2，用MATLAB生成基礎評價云圖(I代表非常不標準，II代表不標準，III代表一般，IV代表較標準，V代表非常標準)，如圖1所示。

表2 基礎評價云數(shù)字特征

圖1 基礎評價云圖

3 綜合評價云生成

由于指標大多是定性的，特邀請10位從事移民信息化的資深專家針對26個指標分別進行評價打分，并結(jié)合AHP-熵值法計算分數(shù)均值；隨后根據(jù)逆向云發(fā)生器得出要素層云數(shù)字特征(見表3)，由要素層云數(shù)字特征可得評價云圖，見圖2。

表3 要素層云數(shù)字特征

從圖2中可以看出，8個要素層所呈現(xiàn)的云圖在一般與較標準(IV)之間徘徊，并趨于標準的走勢。這一現(xiàn)象說明，我國的移民信息化的建設越來越被國家所重視，移民信息化的制度、政策、信息化的運行模式及規(guī)則在一定程度上正朝標準化的模式開展。

圖2 要素層評價云圖

由表3中的要素層云數(shù)字特征，根據(jù)式(13)可計算出綜合評價云數(shù)字特征值：Ex=3.874，En=0.072，He=0.194,進而可得移民信息化標準綜合評價云圖(見圖3)。

從圖3可看出，云圖在較標準與非常標準之間，并與較標準存在重合。綜合看屬于較標準的水平。

圖3 綜合評價云圖

4 結(jié)語與建議

本文針對移民信息化的相關(guān)標準做了一系列的工作，涉及到的相關(guān)標準主要以定性指標居多，針對這一問題，筆者采用層次分析和熵值法對定性指標完成定量的互相轉(zhuǎn)換，得到了具有科學性的指標權(quán)重，解決了由主觀經(jīng)驗確定因子權(quán)重的弊端。云模型理論對定性語言和定量數(shù)值相互轉(zhuǎn)換的特點和優(yōu)勢運用到評價模型中來，在一定程度上改善了移民信息化發(fā)展程度評價的諸多問題，有助于更好地把握移民信息化發(fā)展狀況，發(fā)現(xiàn)缺點，并對其加強改善。它在一定程度上為移民信息化提供了一套科

學的評價標準，這對于下一步移民信息化的工作起到了指導作用。

針對以上內(nèi)容提供以下建議：①加強對移民信息化綜合建設，引導信息化的發(fā)展，提高信息化的標準度，使信息化全面發(fā)展、信息化發(fā)展環(huán)境逼近優(yōu)化，為國家治理能力現(xiàn)代化提供堅實支撐。②加強非空間與空間數(shù)據(jù)存儲交換共享的力度，數(shù)據(jù)是最基礎也是最關(guān)鍵的一環(huán)。數(shù)據(jù)是決定信息化建設的重要組成部分，只要保證了數(shù)據(jù)的交互、數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定才能在移民信息化中發(fā)揮巨大的作用。③加強系統(tǒng)運行維護的力度，制定完善的管理制度，對系統(tǒng)維護的重點養(yǎng)護，制訂預演方案，預防系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。系統(tǒng)運維穩(wěn)定才能保證工作效率，進而保證移民信息化工作順利開展。