基于AHP-熵權(quán)-TOPSIS法對(duì)糧倉屋面隔熱改造方案的決策分析

趙小龍, 陳 雁, 丁永剛, 肖昭然, 李 壬, 黎 金

(河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院1,鄭州 450000)

(中央儲(chǔ)備糧贛州直屬庫有限公司2,贛州 341000)

我國是糧食生產(chǎn)大國,儲(chǔ)糧安全事關(guān)國計(jì)民生,提高糧倉圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能對(duì)于實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)糧起著重要作用[1,2]。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能直接影響糧倉建筑與外界的換熱量,進(jìn)而影響儲(chǔ)糧品質(zhì)和能耗[3]。因此,優(yōu)化糧倉圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱改造方案有利于實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)節(jié)能儲(chǔ)糧[4]。在大量的工程實(shí)踐中,架空層(雙層屋頂)在民用建筑中是一種減少夏季太陽輻射熱量進(jìn)入室內(nèi)的有效措施[5-7]。與民用建筑相比,糧食倉房屋面坡度較小,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積中所占比例更大[8]。根據(jù)倉房的運(yùn)營需要,在現(xiàn)役倉房改造時(shí),設(shè)計(jì)架空層除滿足隔熱要求外,需要同時(shí)考慮附加結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能、原結(jié)構(gòu)層承重要求和經(jīng)濟(jì)性[9,10]。因而,糧倉屋面改造設(shè)計(jì)過程中要考慮的因素較多,不同的側(cè)重點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生多種設(shè)計(jì)方案,僅采用傳統(tǒng)定性方法如層次分析法(AHP)來進(jìn)行決策分析,難以得到對(duì)實(shí)際案例有針對(duì)性的具體結(jié)論[11]。在實(shí)際優(yōu)化應(yīng)用中,Sharma等[12]、魯春陽等[13]將AHP和TOPSIS方法相結(jié)合,提出了更接近于決策者的初始偏好的排序方法(AHP、AHP-TOPSIS組合和熵權(quán)TOPSIS)。Tuysuz等[14]將z-模糊數(shù)與模糊層次分析法相結(jié)合用于社會(huì)可持續(xù)發(fā)展因素的賦權(quán)決策。Wen等[15]運(yùn)用AHP和模糊綜合評(píng)價(jià)法,將定量分析與定性分析相結(jié)合,為商標(biāo)權(quán)評(píng)估研究提供了新的思路和方法。Karaan等[16]使用畢達(dá)哥拉斯模糊層次分析法來選擇最適合馬爾馬拉地區(qū)的清潔能源技術(shù)。信桂新等[17]、李燦等[18]用熵權(quán)法和改進(jìn)TOPSIS模型評(píng)價(jià)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)后效應(yīng)。倪九派等[19]、雷勛平等[20]將AHP和熵權(quán)法應(yīng)用于區(qū)域土地開發(fā)整理潛力評(píng)價(jià)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定,并應(yīng)用該方法對(duì)重慶市土地開發(fā)整理潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。盧錫雷等[21-27]提出基于熵權(quán)和層次分析法的主客觀評(píng)價(jià)模型,并結(jié)合案例對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn),驗(yàn)證了該模型的合理性。本研究綜合糧倉屋面架空層隔熱改造工程造價(jià)波動(dòng)的客觀性和材料工程量的具體化要求,考慮專家經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢和數(shù)據(jù)資料的客觀真實(shí)性,采用AHP-熵權(quán)法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)進(jìn)行組合賦權(quán),結(jié)合TOPSIS法度量各備選方案與理想解的貼近程度并排序,建立AHP-熵權(quán)-TOPSIS法糧倉屋面架空層隔熱改造優(yōu)化決策評(píng)價(jià)模型,對(duì)糧倉架空層隔熱優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行決策分析,為科學(xué)合理地確定最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供參考。

1 糧食平房倉屋面架空層改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

建立糧倉屋面架空層改造方案決策指標(biāo)體系的重點(diǎn)在于選取適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo),確保改造方案決策的全面性、科學(xué)性和合理性。選取指標(biāo)既要滿足構(gòu)建指標(biāo)體系的基本原則,也要符合對(duì)糧倉建筑屋面改造方案進(jìn)行決策的具體要求,由表1可見,從經(jīng)濟(jì)性、隔熱性能、通風(fēng)能耗、安全性4個(gè)方面,選取8個(gè)指標(biāo)組成糧倉屋面架空層改造方案的決策指標(biāo)體系[28-30]。經(jīng)濟(jì)性包括初始投資和運(yùn)行成本,隔熱性能包括板厚和材料性能,通風(fēng)能耗包括架空層高度和輔助設(shè)備數(shù)量,安全性包括原結(jié)構(gòu)層承載力和架空板使用壽命。

表1 糧食平房倉屋面架空層改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 AHP-熵權(quán)-TOPSIS評(píng)價(jià)模型

將TOPSIS模型與熵權(quán)法、層次分析法相結(jié)合,用于對(duì)糧食平房倉架空層設(shè)計(jì)的優(yōu)化,核心是正負(fù)理想解的確定。通過構(gòu)造評(píng)價(jià)系統(tǒng)正、負(fù)理想點(diǎn),分別計(jì)算各個(gè)備選方案與正、負(fù)理想點(diǎn)的相對(duì)貼近度,并以此作為評(píng)價(jià)各備選方案優(yōu)劣的依據(jù)。

假設(shè)給定m個(gè)方案,每個(gè)方案設(shè)置n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),形成決策矩陣X。式中Xmn表示第m個(gè)方案的第n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值,江西贛州直屬庫屋面改造過程中,擬定4個(gè)改造方案,每個(gè)方案設(shè)置了8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)(初始投資、運(yùn)行成本、架空板板厚、材料性能、架空層高度、輔助設(shè)備耗電量、原結(jié)構(gòu)層承載力和架空板使用壽命),構(gòu)成決策矩陣,即：

(1)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

2.1.1 決策矩陣數(shù)據(jù)正向化

決策指標(biāo)可以分為4類：極大型(效益類)：數(shù)值越大越好;極小型(成本類)：指標(biāo)數(shù)值越小越好;中間型：指標(biāo)數(shù)值以接近某一具體值為宜。區(qū)間型：指標(biāo)數(shù)值存在最佳范圍,落入范圍內(nèi)的數(shù)值大小無優(yōu)劣之分。贛州直屬庫屋面改造的評(píng)價(jià)指標(biāo)中,屋面板承載力和使用壽命均為極大型指標(biāo),初始投資、運(yùn)行成本、夾心板厚、材料性能、輔助設(shè)備耗電量均為極小型指標(biāo),架空層高度為區(qū)間型指標(biāo),最佳區(qū)間為180～300 mm。采用不同方法將極小型(成本類)指標(biāo)、中間型指標(biāo)和區(qū)間型指標(biāo)3種指標(biāo)做正向化處理。

(2)

中間型指標(biāo)轉(zhuǎn)化為極大型指標(biāo)：

(3)

區(qū)間型指標(biāo)轉(zhuǎn)化為極大型指標(biāo)：

(4)

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)型決策矩陣

為消除量綱不同對(duì)方案決策帶來的影響,對(duì)決策化矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,就每一列數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：

(5)

得到標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣：

(6)

2.2 確定指標(biāo)參數(shù)綜合權(quán)重

在對(duì)多指標(biāo)方案進(jìn)行決策時(shí),權(quán)重系數(shù)是影響決策的關(guān)鍵因素,對(duì)于同一組指標(biāo)數(shù)值,不同權(quán)重值會(huì)導(dǎo)致截然不同的評(píng)價(jià)結(jié)論,權(quán)重系數(shù)對(duì)于最優(yōu)方案的選擇至關(guān)重要。在所構(gòu)建的糧倉屋面架空層改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,準(zhǔn)則層中的經(jīng)濟(jì)性、隔熱性能、通風(fēng)能耗和安全性等4項(xiàng)指標(biāo)難以通過單一的具體數(shù)值來進(jìn)行對(duì)比分析,采用主觀賦權(quán)法(AHP)來確定其權(quán)重;指標(biāo)層中的初始投資、運(yùn)行成本、架空板板厚、材料性能、架空層高度、輔助設(shè)備耗電量、屋面板承載力和使用壽命等8項(xiàng)指標(biāo),根據(jù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值的差異程度,采用客觀賦權(quán)法(熵權(quán)法)來確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。主觀賦權(quán)法(AHP)和客觀賦權(quán)法(熵權(quán)法)相結(jié)合的組合賦權(quán)方法,彌補(bǔ)了單一賦權(quán)帶來的不足,避免了決策的片面性,更加全面客觀地反映糧食平房倉屋面架空層改造過程中各方案評(píng)價(jià)的實(shí)際情況。

2.2.1 AHP確定主觀權(quán)重

層次分析法是側(cè)重于對(duì)優(yōu)化問題進(jìn)行定性分析的一種簡單、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法,根據(jù)對(duì)一定客觀現(xiàn)實(shí)的主觀判斷結(jié)構(gòu)(主要是兩兩比較)把專家意見和分析者的客觀判斷結(jié)果直接而有效地結(jié)合起來,將層次元素兩兩比較的重要性進(jìn)行定量描述,適合于多目標(biāo)、多層次、多因素和多方案的復(fù)雜系統(tǒng)的分析決策。實(shí)施的具體步驟是：

建立層次結(jié)構(gòu)模型包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層;

用1至9相對(duì)重要性標(biāo)度法,構(gòu)造判斷矩陣;

用特征根法計(jì)算判斷矩陣中的最大特征值和特征向量;

計(jì)算判斷矩陣一致性指標(biāo),并采用CR值進(jìn)行一致性分析,CR值小于0.1說明通過一致性檢驗(yàn),反之則未通過一致性檢驗(yàn)[31],見式(7)、式(8)和表2。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

(7)

(8)

2.2.2 熵值法確定客觀權(quán)重

信息論中,熵不僅是系統(tǒng)無序程序的度量,還可度量數(shù)據(jù)所提供的有效信息量。用熵來確定權(quán)重時(shí),當(dāng)評(píng)價(jià)對(duì)象在某項(xiàng)指標(biāo)上的值相差較大時(shí),熵值較小,說明該指標(biāo)提供的有效信息量較大,該指標(biāo)權(quán)重也應(yīng)較大;反之,若信息熵越大,信息的離散程度越高,其信息的效用值越小,指標(biāo)權(quán)重越小。熵權(quán)法作為客觀賦權(quán)法,為多指標(biāo)決策提供客觀依據(jù)。熵權(quán)求解步驟：有m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象,n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)估問題中,第j個(gè)指標(biāo)的熵值見式(9)。

(9)

定義第j個(gè)指標(biāo)的差異程度并定義權(quán)重：

(10)

2.2.3 AHP復(fù)合熵確定指標(biāo)的綜合權(quán)重

設(shè)由AHP法確定指標(biāo)的主觀權(quán)重向量為αj=(α1,α2,…αn),熵值法確定的客觀權(quán)重向量βj=(βl,β2,…βn),綜合2種方法的權(quán)重,使決策矩陣中指標(biāo)的權(quán)重更加客觀真實(shí)地反映實(shí)際數(shù)據(jù)。研究采用綜合賦權(quán)法,最終確定的綜合權(quán)重見式(11),綜合權(quán)重計(jì)算流程圖見圖1。

圖1 綜合權(quán)重計(jì)算流程圖

(11)

式中：Wj為組合權(quán)重;αj為層次分析法計(jì)算所得的權(quán)重;βj為熵權(quán)法計(jì)算所得權(quán)重。

2.3 構(gòu)造加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

將標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣R的每一行與指標(biāo)的綜合權(quán)重Wj相乘得到加權(quán)后標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣為：V=(vij)m×n。

(12)

2.4 確定決策方案的正負(fù)理想解與歐式距離

確定正、負(fù)理想解的集合R+、R-。指標(biāo)中越大越好的為效益型指標(biāo),越小越好的指標(biāo)為成本型指標(biāo)。以效益型指標(biāo)的最大值和成本型指標(biāo)的最小值構(gòu)造R+,反之構(gòu)造為R-。即：

(13)

(14)

設(shè)工程備選方案到正理想解R+的距離為D+,到負(fù)理想解R-的距離為D-,則D+與D-。

(15)

2.5 計(jì)算相對(duì)貼近度并排序

備選方案與理想方案的貼近度Ci為：

(16)

計(jì)算各個(gè)方案與理想方案的貼近度Ci其中Ci值越接近1,就說明這個(gè)方案更優(yōu),Ci值越大,該方案與最優(yōu)方案最接近,對(duì)所有方案的貼近度進(jìn)行排序可確定最優(yōu)方案。

3 實(shí)例研究數(shù)據(jù)分析與處理

以中央儲(chǔ)備糧贛州直屬庫為例,為達(dá)到低溫、節(jié)能儲(chǔ)糧的目的,對(duì)糧倉架空層進(jìn)行改造,在工程項(xiàng)目規(guī)劃初期,經(jīng)過對(duì)糧倉實(shí)測數(shù)據(jù)分析,側(cè)重于糧倉的經(jīng)濟(jì)性、隔熱性能、通風(fēng)能耗和安全性,考量了糧倉的初始投資、屋面板承載力、架空板板厚、架空層高度和材料性能等指標(biāo),初步選出了4個(gè)備選方案,基于AHP-熵權(quán)-TOPSIS方法對(duì)備選方案進(jìn)行優(yōu)選排序,平房倉屋面架空層示意圖如圖2所示,具體的指標(biāo)數(shù)據(jù)如表3所示。

圖2 平房倉屋面架空層示意圖

表3 平房倉架空層決策指標(biāo)數(shù)據(jù)

根據(jù)式(1)構(gòu)建決策矩陣：

方案的決策指標(biāo)之間相互影響：從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),初始投資、一季度運(yùn)行成本和輔助設(shè)備耗電量呈線性相關(guān);從傳熱角度出發(fā),架空板板厚不同,材料的隔熱性能(傳熱系數(shù))不同;從安全性角度出發(fā),屋面板承載力受自重和風(fēng)吸力的影響,各方案決策指標(biāo)數(shù)據(jù)的選擇均在合理范圍內(nèi)。

從決策矩陣中的數(shù)據(jù)可以看出：4個(gè)方案的一季度運(yùn)行成本之間的差值不大,最大相差5 210元。運(yùn)行成本是由糧倉內(nèi)6～9臺(tái)功率為6 kW的制冷空調(diào)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的電費(fèi)和10臺(tái)功率為0.75 kW,通風(fēng)量為5 965 m3/h的軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的費(fèi)用。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

首先根據(jù)式(2)～式(4),對(duì)矩陣中的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行正向化處理,得到正向化決策矩陣。

架空層高度屬于區(qū)間型指標(biāo),根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,架空隔熱層的高度宜為180～300 mm。因?yàn)榧芸崭魺釋拥母叨鹊倪x取涉及運(yùn)行中空氣過流阻力的大小,直接影響建成后的運(yùn)行費(fèi)用,應(yīng)根據(jù)屋面寬度和坡度大小來決定,根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[32,33],本文為該指標(biāo)選擇了4個(gè)高度數(shù)據(jù)。用式(4)計(jì)算的正向化決策矩陣中方案Ⅰ和方案Ⅳ的架空層高度均為1,在設(shè)計(jì)常用的范圍內(nèi)。

其次根據(jù)式(5)將正向化決策矩陣化為標(biāo)準(zhǔn)型決策矩陣：

3.2 確定指標(biāo)參數(shù)綜合權(quán)重

3.2.1 AHP法確定主觀權(quán)重

構(gòu)造U-Bi判斷矩陣,計(jì)算糧倉屋面板架空層的一級(jí)指標(biāo)層的權(quán)重(表4)。

表4 一級(jí)指標(biāo)層的權(quán)重

計(jì)算結(jié)果： λmax=4.118, CI=0.039, CR=0.043<0.1通過一致性檢驗(yàn),說明所構(gòu)造的判斷矩陣合理。

構(gòu)造Bi-Cij判斷矩陣,計(jì)算糧倉屋面板架空層的二級(jí)指標(biāo)層的權(quán)重 (表5) 。

表5 判斷矩陣各參數(shù)的權(quán)重

同理,一級(jí)指標(biāo)中隔熱性能指標(biāo)、通風(fēng)能耗指標(biāo)、安全性指標(biāo)的權(quán)重依次為：

計(jì)算結(jié)果： λmax=2, CI=0, CR=0<0.1通過一致性檢驗(yàn),說明所構(gòu)造的判斷矩陣合理。

3.2.2 熵值法確定客觀權(quán)重

熵權(quán)法是客觀賦權(quán)方法,評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,通過對(duì)熵的計(jì)算確定權(quán)重,即根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異程度,確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。在贛州直屬庫屋面改造實(shí)例中,熵權(quán)法將判斷矩陣作為原始數(shù)據(jù)矩陣,通過判斷矩陣中各評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)志值的差異程度來進(jìn)行賦權(quán)。首先根據(jù)式(5)對(duì)判斷矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到標(biāo)準(zhǔn)型矩陣,再由式(9)、式(10)分別求出每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值和熵權(quán),如表6所示。

表6 熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

3.2.3 AHP復(fù)合熵確定綜合權(quán)重

AHP復(fù)合熵確定綜合權(quán)重指標(biāo)見表7。

表7 決策指標(biāo)權(quán)重

3.3 構(gòu)造加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

根據(jù)式(12),可得加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣為：

從圖3可以看出,在4個(gè)備選方案中,方案的初始投資指標(biāo)所占比重較大,方案Ⅱ的架空板板厚和屋面板承載力指標(biāo)所占比重較大,方案Ⅲ的材料性能指標(biāo)所占比重較大。方案Ⅰ與方案Ⅳ的架空層高度均在最佳區(qū)間180～300 mm內(nèi),在加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策數(shù)據(jù)雷達(dá)圖中,方案Ⅰ與方案Ⅳ的架空層高度所占比重一致。

圖3 各方案加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策數(shù)據(jù)雷達(dá)圖

3.4 確定正負(fù)理想解

根據(jù)式(13)與式(14)得到正負(fù)理想解分別為：

R+=(0.553,0.248,0.294,0.448,0.255,0.504,0.403,0.155)

R-=(0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.280,0.155)

3.5 計(jì)算歐式距離并確定與理想解的貼近度

由式(15)分別計(jì)算各個(gè)方案分別與正、負(fù)理想解的距離D+和D-。再由式(16)分別計(jì)算各個(gè)方案與理想解的貼進(jìn)度Ci。計(jì)算結(jié)果如表8所示。

表8 正負(fù)理想解與貼進(jìn)度

4個(gè)方案與理想解貼進(jìn)度由高到低依次為方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ、方案Ⅳ,其中方案Ⅰ為最佳方案,如圖4所示。由計(jì)算結(jié)果可知：方案兩兩對(duì)比時(shí),由于兩者之間評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值較為接近,難以直觀判斷出最優(yōu)方案,但通過計(jì)算各方案與理想解的貼進(jìn)度產(chǎn)生的差值較大,進(jìn)而確定最優(yōu)方案。這種現(xiàn)象說明在評(píng)價(jià)模型中數(shù)值相近的評(píng)價(jià)指標(biāo)所占權(quán)重較小,其余評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異對(duì)方案的排序產(chǎn)生了決定性的影響,將細(xì)微差異通過數(shù)學(xué)算法清晰化是AHP-熵權(quán)-TOPSIS模型適用性的體現(xiàn)。

圖4 各方案的正負(fù)理想解與貼進(jìn)度

3.6 原糧倉與方案Ⅰ改造后效果對(duì)比

贛州直屬庫改造示范倉占地24 m×78 m,檐口高度8.6 m。主體為單層鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu),墻體由強(qiáng)度等級(jí)為MUO的非燒結(jié)黏土磚砌筑,裝糧高度為6.5 m?，F(xiàn)役倉房隔熱效果差的主要原因是沿用了我國倉房常見的傳統(tǒng)拱板式屋面設(shè)計(jì),高溫季拱板層內(nèi)極易產(chǎn)生積熱(40 ℃以上),實(shí)際上形成“悶頂”。改造方案在原結(jié)構(gòu)屋蓋上架設(shè)一層彩鋼板,新增屋面中間設(shè)有無動(dòng)力風(fēng)帽,風(fēng)帽喉口直徑為300 mm,沿屋脊方向隔6 m布置,共20臺(tái);倉房內(nèi)布置6臺(tái)制冷空調(diào),其運(yùn)行功率為6 kW。平房倉各方案的架空層構(gòu)造區(qū)別主要在于各方案中架空層層間高度和架空板板厚度的不同,如圖5所示。

圖5 各方案架空層結(jié)構(gòu)示意圖

圖6為采用方案Ⅰ進(jìn)行屋面隔熱改造后的贛州直屬庫運(yùn)行溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)(2021年6月),其中,倉頂測溫點(diǎn)緊貼于屋面拱板上表面,隔熱層溫度測點(diǎn)懸置于屋面拱板和彩鋼板之間。

圖6 倉頂、隔熱層與糧堆均溫

采用方案I改造后,有效降低來自屋面的太陽輻射熱量,11∶00和16∶00時(shí)倉頂與隔熱層最大溫差分別為19.1 ℃和10.8 ℃,上層糧堆溫度較原“悶頂”式拱板降低了5 ℃。減少了糧倉內(nèi)制冷設(shè)備的運(yùn)行成本,采用方案Ⅰ的高溫季設(shè)備運(yùn)行成本比方案Ⅳ減少了5 207.14元。運(yùn)行測試期間,未采用屋面改造的對(duì)照倉倉頂最高溫度達(dá)62～63 ℃,糧堆表層溫度(距糧堆表面10 cm處)為32～33 ℃。與之相比,改造后的示范倉在倉頂最高溫度達(dá)到56.3 ℃時(shí),糧堆表層溫度穩(wěn)定在27.8 ℃以內(nèi),取得了良好的效果。采用AHP-熵權(quán)-TOPSIS法對(duì)糧倉屋面板隔熱改造方案進(jìn)行比選,較為合理可靠,同時(shí),該方法更為清晰地呈現(xiàn)了備選方案之間關(guān)鍵因素的差距,提高了方案決策過程中的實(shí)用性。

4 結(jié)論

采用AHP-熵權(quán)-TOPSIS法解決糧倉屋面改造方案決策的問題,基于YAAHP軟件為層次分析法的決策過程提供模型構(gòu)造、計(jì)算和分析,結(jié)合案例構(gòu)建了包含一級(jí)指標(biāo)、二級(jí)指標(biāo)共8項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的糧倉屋面改造方案評(píng)價(jià)模型。結(jié)果表明：采用主觀賦權(quán)法(AHP)和客觀賦權(quán)法(熵權(quán)法)相結(jié)合的組合賦權(quán)法,彌補(bǔ)了單一賦權(quán)帶來的不足;通過將組合權(quán)重賦權(quán)法納入TOPSIS評(píng)價(jià)體系,對(duì)糧倉屋面改造方案進(jìn)行分析,其適用結(jié)果與贛州直屬庫實(shí)際情況相符合,為糧倉屋面改造方案的確定提供了一種定量與定性相結(jié)合、主觀與客觀相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。

將AHP和熵權(quán)法相結(jié)合確定評(píng)價(jià)對(duì)象各因素權(quán)重,考慮了初始投資、屋面板承載力、架空板板厚、架空層高度、材料性能等多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)間的聯(lián)系,削弱了主觀賦值時(shí)異常值的影響,可以使糧倉屋面改造方案的優(yōu)化比選研究更準(zhǔn)確合理。

方案Ⅰ與理想解的貼近度為0.795,是各方案中的最大值。采用方案Ⅰ對(duì)糧倉屋面進(jìn)行改造,不僅達(dá)到了預(yù)期儲(chǔ)糧性能的要求,而且節(jié)省了投資和運(yùn)行成本,為糧倉屋面改造提供了一種可行的優(yōu)選方案。

在影響糧食平房倉屋面架空層改造方案的各項(xiàng)指標(biāo)中,初始投資、材料性能、輔助設(shè)備耗電量、原結(jié)構(gòu)層承載力等4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重較大(組合權(quán)重分別為0.691、0.637、0.629、0.690),對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響強(qiáng);運(yùn)行成本、架空板板厚、架空層高度、架空板使用壽命為邊緣指標(biāo),對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響較小。