基于灰关联投影法的锦凌水库后评价研究

姜英慧

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

基于灰关联投影法的锦凌水库后评价研究

姜英慧

决策思考

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

科学、有效地对水利工程后评价深入研究，在低投资高回报的基础上，保持生态稳定，是现代化水利工程的新要求。结合经济、社会、生态等多因素，通过构建综合评价指标体系，构建出以灰色关联投影理论为基础的水利工程综合评价模型。文章通过数学计算，对锦凌水库的各效益进行了数量化。通过锦凌水库项目的实例分析与研究，证明了评价体系的可靠性。

灰关联投影；数学模型；后评价；综合效益

0 前 言

在时代转变的大背景下，中国的水利建设由工程型水利向环境友好型水利转型，相当一部分水利工程基于生态稳定性与经济循环稳步上升，评价是否具有进一步投资的必要，以符合新时代对生态保护的要求[1]。水利工程评价模型融合众多影响因子，具备地段化、概念化、结构化、整体化的研究体系的评价系统。

对于后评价体系的探讨，众多学者进行了深入的探讨，提出了许多具有建设性的评价模型及评价体系。宋洋等根据农用小型水利建设项目评价标准，运用三级指标的方法对小型水利建立评价模型，且对影响因子权重、模型评分标准及方法进行系统化研究；赵江倩等对农用水利工程建立层次分析法评价模型，将此方法与传统方法相结合对水利工程进行后评价；郭成明将网络分析法与模糊综合评价法融为一体，构建出新型评价方法，进而对东北某水利项目实行后评价研究；丰景春等构建了基于模糊分析法的评价体系，对相关工程实例进行分析研究[2]。

虽然很多专家学者对水利工程后评价进行了许多研究，同时也取得了比较显著的成果，但他们所运用的这些方法常需要大型数据库的支持，并且对选取的数据有较高的要求，计算复杂，在实际工程中难以满足如此苛刻的要求。

本文通过对锦凌水库工程进行深入的分析与研究，基于灰关联投影法，采用灰色理论来解决数据不足的问题，对分散性较大的数据进行分析，构建出评价体系，为水利工程合理化建设、后期投资及工程管理提供可靠信息[3]。

1 构建灰关联投影法指标体系

针对锦凌水库工程，考虑到构建水利工程评价模型，按照“指定计划、专家协商、最终选取”的步骤研究，构造了拥有系统性、整体性及安全性的综合评价指标体系。如图1所示。

图1 综合评价指标体系

2 综合评价模型的建立

2.1 评价矩阵的建立

关于水利工程的影响因子由m个元素，n个流域组合而成。针对现有的目标工程的后评价，评价矩阵A为:

(1)

2.2 评价指标体系的规范化

采用极变差法对A进行矩阵运算。

效益型：

(2)

成本型：

(3)

式中：bij为处理后指标；aij原有指标。

2.3 灰色关联投影计算

1)关联系数计算

处理后设{x0(k)}为参考数列，{xi(k)}为比较数列，则:

(4)

式中：r01(k)-{x0(k)}与{xi(k)}的关联权重；λ为分辨权重，λ(0，1)，取0.5。

定义R(n+1)×m为 ：

(5)

2)灰关联投影值的计算

将各评价指标按照重要程度进行赋值，其权值按W=(W1,W2,…,Wm)T计算。

经W处理后，得到增广矩阵R′：

(6)

式中：R′为加权灰关联决策矩阵

3)将各影响因子的评价指标定义成矩阵形式，每个影响因子对应的Ai与最优状况A′组成的角度θi称灰关联投影角。令ei=cosθi，则

(7)

显而易见，0≤di≤1,ei越大，代表影响因子Ai与最优状况A′越朝向同一方向发展。

4)若影响因子Ai在最优状况A′上的投影值为灰关联投影值Di，而Di由影响因子Ai的模di与ei做相乘运算得到:

(8)

(9)

将di与ei进行整体分析，就能够精确地体现各影响因子与最优状况的一致性。

5)Wj称重新定义的影响因子权重，并符合:

(10)

(11)

3 锦凌水库工程综合评价模型计算与分析

根据锦凌水库工程所构造的评价体系，对该工程的防洪效益、环境效益、社会效益进行研究，获得各指标效益值，按照均值与方差的计算思想处理所得的效益值，能够获得该水库效益评价值，如表1所示。

表1 水库效益评价值

1)由表1的数据可得评价体系A0的各影响因子指标：

(12)

2)按照式(2)、式(3)，对AT实行标准化运算，能够获得AT′；

3)按照式(4)，通过分析及运算获得判断矩阵R；

4)按照三角分布的理论进行权值的选取。根据现有的数据资料及查阅相关文献，经研究组的探讨。其可能值如表2所示。

表2 权值可能取值

根据表2的数据可得加权系数向量W：

(13)

(14)

5)将上式带入到式(11)，即能够求得各个流域的投影值Dj

Di=(0.2368 0.1692 0.1898)

(15)

通过锦凌水库评价体系求出的Di大小可知:该项目综合效益比较可观，其中防洪效益位居第一，将锦州市主城市防洪标准从当前50a一遇升至100a一遇；其次是社会效益，调节了小凌河径流，满足了锦州市国民经济发展对水的需求；再次是生态环境效益，防治了水土流失，生态得到了保护[4]。综上所述，加大对锦凌水库后续项目的投资是合理可行的。

4 结 论

本文通过灰关联投影法，建立了锦凌水库综合评价模型，在影响因子的原值数据匮乏且现存数据也有所缺失的条件下，利用灰关联投影法的理论思想，将影响因子模数与夹角余弦融合到一起，系统地评价了各影响因子对应效益值的可靠度[5]。结合经济学、社会学、生态环境学，构造出拥有系统性、整体性及安全性的综合评价指标体系，通过数学计算，对锦凌水库的各效益进行了数量化，这对以后其他地区水利工程的建设提供了借鉴与参考。

[1]肖宜,邵东国,张华兴.基于灰关联投影法的水利工程项目后评价研究[J].人民黄河,2013,35(04):74-77.

[2]宋洋,孙俊富.农村水利工程项目安全管理后评价方法研究[J].中国农机化学报,2015,36(03):335-338.

[3]赵江倩,王冠,翡青宝,等.应用层次分析法对农田水利工程建设项目过程后评价[J].节水灌溉,2014(08):78-84.

[4]郭成明.ANP-FCE在水利工程后评价中的应用[J].水电能源科学,2013,31(03):135-138.

[5]丰景春,高佳旭.基于AHP的水利工程建设管理信息化项目模糊综合评价[J].项目管理技术,2012,10(11):38-42.

Study on Post Evaluation of Jinling Reservoir based on Grey Relation Projection Method

JIANG Ying-hui

(Jinzhou Hydrological Bureau Liaoning Province,Jinzhou 121000,China)

To study deeply the scientific and effective post-evaluation of water conservancy project and keep the ecological stability on the basis of low funds invested and high returns is the new requirements of modern water conservancy project. Combined with the economic, social and ecological factors, a comprehensive evaluation model based on the grey correlation projection theory is constructed by constructing the comprehensive evaluation index system. Through the case analysis and research of Jinling reservoir project, it's proved that the evaluation system is reliable and will be the references for similar projects.

grey relational projection; mathematical model; post evaluation; comprehensive benefit

1007-7596(2016)11-0125-03

2016-10-28

姜英慧(1981-)，男，辽宁东港人，工程师，研究方向为水文情报预报、水文水资源勘测、整编、水文遥测设备管理。

TV51

B