多层次模糊综合评价法在供水工程中的应用分析

□陈 娜 □曹 震 □郭丽娜

（1黄河勘测规划设计有限公司；2华北水利水电大学；3贵州省黔西南州水务局)

1 引言

水利工程建设项目中的供水工程在国民经济发展中占有举足轻重的地位，对于民众生活、产业优化、城镇发展等都有着深远的影响，同时，随着国家可持续发展战略的实施，水利工程项目在促进资源环境保护等方面的作用日益受到关注。因此，在水利工程建设投资过程中，调整和优化投资结构，并且在整体上实现社会效益和相应的经济效益，是非常重要的。

水利工程项目投资综合效益评价是一项综合性的技术工作，是对项目与技术、经济、政治、社会、生态、环境、自然资源利用等多方面因素之间相互影响的评价。文章针对供水工程投资效益进行分析，采用多层次模糊综合评价法[1]，结合水利发展实际情况，着眼水利发展方向，建立评价指标体系，并确定各指标权重及隶属度计算方法，确定供水工程的经济效益、社会效益、生态环境效益。

2 多层次模糊综合评价法

模糊综合评价方法[2]是运用模糊关系合成的原理，从多个因素对被评判事物隶属等级状况进行综合判断的一种方法，不仅可对评价对象按综合分值的大小进行评价和排序，还可根据模糊评价集上的值，按最大隶属度的原则去评定对象所属的等级。该方法的计算步骤包括：确定评价目标和范围→建立评价指标体系→确定指标权重→确定指标的隶属度→进行模糊层次综合评价。

3 模型计算方法

3.1 指标体系建立

指标体系的建立是进行定量综合评价的基础。通过对水利投资效益评价指标的建立原则、目标集合的探讨，建立了三层评价指标体系——目标层、准则层、指标层[3]。目标层包括：供水项目A；准则层包括：经济效益B1、社会效益B2、环境生态效益B3；指标层包括：经济效益，经济内部收益率C1、经济净现值C2、经济效益费用比C3；社会效益，就业效果C4、产业结构改善C5、基础设施改善C6、社会稳定作用C7、投资环境改善C8、景观效益C9；环境生态效益，改善水环境效果C10、土地质量改善效果C11、区内石漠化治理率C12、水土保持减沙效益C13、区内植被改善C14、生物多样性效益C15。

3.2 确定各因素隶属度

确定标准隶属度集U。

根据水利工程建设项目经济评价规范以及生态学等一些原理与方法，同时结合专家咨询法以及前人做过的相似的研究内容，得到工程综合效益评价指标体系细分等级表以及规范标准（见表1），再结合流溪河防洪工程的实际情况，采用隶属度函数，隶属度函数采用式(2)～(5)计算相应的隶属度，即可得出各指标的评价结果。

表1 工程效益评价体系及指标表

通过上式可得矩阵

3.3 权重赋值

针对供水项目的特点，根据各指标重要性比较，得到目标层权重WB及指标层权重WC1、WC2、WC3，并得到权重矩阵[4]：

3.4 模糊综合评价

各评价因素权向量W与单因素评价矩阵[5]R的乘积得到综合评判指标矩阵P，P=[P1，P2，…，Pm]，其中Pj为第j方案的综合评价指标，Pj值越大越好，最大值对应的方案即为相对最优方案，即：

将评语集V中的元素进行量化，按百分制进行打分，V1=100，V2=80，V3=60，V4=40，V5=20，则可得到矩阵V：

根据公式9，即可得到项目效益评价分值S：

该模型是根据评分数值进行项目效益评价。水利项目为公益性项目，特别是小型工程，其经济效益较差，社会效益高，生态环境影响较大，结合多个实际工程得分情况与实际效益情况，将项目效益分值评语[6]分为5等，即优、良、中、较差、差（见表2）。

表2 评语标准分值表

4 案例分析

4.1 某县农村安全饮水工程

瓮安县珠藏镇农村饮用水工程是一项改扩建工程，其对当地经济快速、健康、稳定发展起着至关重要的作用。该工程设计供水规模：962m3/d，包括：取水工程、输水工程、净水工程、配水工程。项目经济效益主要来源于供水收入，通过项目的实施，可解决8345人安全饮水，工程总投资311.30万元，年供水总量为35.11万m3，供水影子价格采用1.80元/m3收取水费，工程的效益为63.20万元。本项目经济内部收益率为8.07%；经济净现值为1.89万元,效益费用比为1.06。参照《村镇供水站定岗标准》，修建水厂总供水规模为962m3/d，属于Ⅳ型的定员标准，定员标准为6人，项目投资为现有养殖业总产值3200万元的30%（设计年限为15 a，牲畜自然生长率考虑20‰），即960万元。

分析建设项目效果知，项目经济效益、社会效益、生态环境效益指标取值，如表3所示。

表3 经济影响取值表

4.3 效益评价

4.3.1 经济效益评价

将表4数值代入公式(2)～(6)，求出经济效益指标隶属度。如表4所示。

表4 经济效益B1表

根据公式8得到单行矩阵PB1=[0.01，0.32，0.33，0.20，0.14]，将评语集V中的元素进行量化，按百分制进行打分，V1=100，V2=80，V3=60，V4=40，V5=20，则根据公式10，即可得到该项目的评价分值57.34分，根据表3可知，评价为中。

4.3.2 社会效益评价

将表4数值代入公式(2)～(6)，求出经济效益指标隶属度。如表5所示。

表5 社会效益B2表

根据公式8得到单行矩阵PB2=[0.52，0.06，0.19，0.13，0.10]，将评语集V中的元素进行量化，按百分制进行打分，V1=100，V2=80，V3=60，V4=40，V5=20，则根据公式10，即可得到该项目的评价分值75.43，根据表3可知，评价为良。

4.3.3 生态环境效益评价

将表4数值代入公式(2)～(6)，求出经济效益指标隶属度。如表6所示。

表6 环境生态效益B3表

根据公式8得到单行矩阵PB3=[0.35，0.25，0.20，0.00，0.20]，将评语集V中的元素进行量化，按百分制进行打分，V1=100，V2=80，V3=60，V4=40，V5=20，则根据公式10，即可得到该项目的评价分值71.00，根据表3可知，评价为良。

4.3.4 综合评价

将得到单行矩阵RBi列成矩阵A，见公式11。

将得到的权重值WB与单因素A相乘，见公式12。

得到矩阵PA=[0.31，0.21，0.23，0.11，0.15]，将评语集V中的元素进行量化，按百分制进行打分，V1=100，V2=80，V3=60，V4=40，V5=20，则根据公式10，即可得到该项目的评价分值为68.45，根据表3可知，评价为良。

5 结论

文章通过建立的供水工程效益多层次模糊综合评价模型，较全面的分析小型水利工程投资的各方面效益情况，克服传统层次分析法的不足之处，为小型水利工程投资效益评价提供新的方法。通过案例分析，得到相应的工程社会效益评价指标、经济效益评价指标、生态环境效益评价指标，并运用多层次模糊综合评价模型计算得到工程评价指标：瓮安县珠藏镇农村安全饮水工程的综合评判结果良，百分制评分68.45。其中：经济效益评价结果中，百分制评分57.34；社会效益评价结果良，百分制评分75.43；生态环境效益评价结果良，百分制评分71.00。

[1]王丹华，宋敏.基于熵权的多层次模糊综合评价的水利建设项目评价研究[J]项目管理技术，2014,12（2）,44～48.

[2]杨纶标，高英仪，凌卫新.模糊数学原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社，2011.

[3]田林钢，靳聪聪，巴超.改进的模糊层次分析法在海堤工程安全评价中的应用.[J].武汉大学（工学版），2013,46（3）,317～320+327.

[4]周红波.基于贝叶斯网络的深基坑风险模糊综合评估方法.[J].上海交通大学学报，2009，43（9）：1473～1479.

[5]冯峰，许士国.灌区水资源综合效益的改进多级模糊优选评价[J].农业工程学报，2009.25(07)：56～61.

[6]周艳美，李伟华.改进模糊层次分析法及其对任务方案的评价[J].计算机工程与应用，2008.05：212～214+245.