模糊层次分析法在水利建设项目可持续性后评价中的应用研究

2013-08-31明兰林汪

江苏水利 2013年5期

张明兰林汪洋

（1.江苏省水利工程规划办公室，江苏南京 210029；2.淮委水利水电工程技术研究中心，安徽蚌埠 233001）

0 引言

建设项目可持续性评价研究源于20世纪90年代，是建设项目后评价体系中较新的内容，随着社会可持续发展的深入研究而逐渐为人们所认识。开展建设项目可持续性后评价研究无论对项目自身的发展、项目目标的实现，还是对区域和国家的可持续发展都具有重要的意义，《水利建设项目后评价报告编制规程》（SL489-2010）也将可持续性评价作为水利建设项目后评价的重要内容之一。但在目前的水利建设项目后评价工作中，一般仅对项目内、外部条件进行简单的分析，使得可持续性后评价常限于定性的描述和总结，缺乏系统性、定量化研究。本文运用模糊数学和层次分析的相关理论，建立水利建设项目可持续性后评价递阶层次结构体系，并以工程实例说明该法在水利建设项目可持续性后评价中的应用。

1 评价步骤

水利建设项目可持续性后评价涉及工程技术、经济、社会、环境、管理等诸多方面，既有定性指标又有定量指标，且层次性强，评价的时候常常带有一定的模糊性，因此应用模糊层次分析法效果较为理想。主要步骤包括［1，2］：

（1）建立评价因素集 U＝｛u1，u2,…，um｝，评语集 V＝｛v1，v2，…，vn｝。

（2）确定m个评价因素的权重向量W。水利建设项目可持续性后评价具有多目标决策问题的特点，且各因素之间呈现明显的层次性，故本文采用层次分析法AHP［3］确定评价指标的权重。

（3）确定隶属度矩阵R：

式（1）中，Ri={ri1，ri2，ri3，…，rin}为第i个因素ui的单因素评价集，rij表示第i个因素ui在第j个评语vj上的频率分布，一般将其归一化使之满足

（4）计算评价对象的综合分值：

2 工程实例

某水利重点工程（以下简称本项目）以明渠为主，全长约30 km，包括河渠交叉、左岸排水、渠渠交叉等建筑物，工程总投资约10亿元。

2.1 评价体系递阶层次结构和评语集的构建

水利建设项目可持续性后评价具有模糊性、复杂性和多目标性，涉及因素较多。本文在综合分析影响本项目可持续性的内、外部影响因素的基础上，参考高速公路、铁路等建设项目可持续性后评价研究成果［4-6］，以系统性、独立性、可操作性为原则，建立递阶层次结构体系，如图1。

图1 本项目可持续性后评价递阶层次结构

借鉴社会可持续发展有关研究成果［6］，结合本项目特点，将评语集分为5个等级：不可持续、弱可持续、基本可持续、较强可持续、强可持续。

2.2 评价指标权重的计算

权重是多指标综合评价中的一个重要因素。本例中，根据表1所示的评价指标体系，通过各有关专家打分构造两两判断矩阵，然后利用Matlab软件求其最大特征根及其对应的特征向量，并进行层次单排序、层次总排序和一致性检验，得出各级评价指标权重。以此类推，所有专家赋分权重的算术平均值即为最终权重，见表1。

2.3 评价指标的隶属度矩阵

对于定性指标，采用模糊统计法计算专家意见，最终得到定性指标的评语集。例如，邀请熟悉本项目的5位专家（包括从事建设管理、规划计划、工程设计、运行管理等，且非本项目各参建单位的专家）对指标B2进行综合评判，有1位专家认为“基本可持续”，3位专家认为“较强可持续”，1位专家认为“强可持续”，汇总可得B2的模糊评价矩阵为（0，0，0.2，0.6，0.2）。其它指标模糊评价矩阵的计算以此类推。

对于定量指标，可通过构建隶属度函数来确定其隶属度值。本文采用降半梯形和梯形分布函数作为隶属度函数［6］，本项目定量指标评价标准见表2。

设评价指标因素集 XT={x1，x2，…xm}，评价等级标准 V={v1，v2，v3，…vn}，设vj和vj+1为相邻两级标准，则vj级隶属函数为：

根据式（3），计算评价指标i隶属于评价等级j的隶属度rij，归一化处理后可得隶属度矩阵。

2.4 评价结论

将表1的权重向量W与隶属度矩阵R代入式（2）可得P=（Wi）j1×1（2Ri）j12×5=（0，0.0070，0.1524，0.5134，0.3272）。结果显示，本项目有51.3%的可能属于“较强可持续”，且属于该等级的隶属度最大，因此，本项目的可持续能力为“较强可持续”。尽管本项目隶属于“较强可持续”和“强可持续”的可能性约占84.1%，但还存在着一定的“弱可持续”现象。究其原因，主要与本项目受益区产业布局有关，建议调整受益区产业布局，使项目的可持续能力进一步增强。