层次分析法在水利水电规划中的应用探讨

周治荣

【摘要】层次分析法能够对各项数据进行有效的检验，对工程建设的实施具有良好的效果。水利水电工程在进行规划设计的过程中，积极应用层次分析法，能够对影响工程建设的因素进行了解，从而有效避免建设施工的风险因素，提高工程施工的质量和水平，保证其能够达到相应的要求和标准。本文主要从水利水电工程中应用层次分析法的基本原理入手，对层次分析法的判断矩阵和一致性检验情况进行了说明，并对层次分析法在水利水电规划中的应用情况进行了介绍，同时还结合实际案例加以验证。

【关键词】层次分析法；水利水电；规划；应用

1.前言

市场经济的持续健康发展，给水利水电工作的顺利实施提供了良好的前提条件。水利水电工程在进行实际建设施工的过程中，建设经历的时间较长，且涉及到较多方面，这就相应增加了工程的建设难度。水利水电工程的设计人员充分使用现代的科学技术，比如说层次分析法，能够对水利水电工程的全面工作进行有效的规划和整理，从而减少一些潜在的风险，保证水利水电工程的施工质量能够达到相应的标准和要求，同时还能对工程建设施工的质量和进度进行有效的控制。

2.水利水电工程中应用层次分析法的基本原理

层次分析法（AHP：the Ana-lytic Hierarchy Process），主要是将能够参与到决策问题的所有影响因素进行列举，对这些因素的从属关系进行有效分析，并以此为依据，构建其多层次的结构模型。通常情况下，层次分析法构建起的结构模型主要分为三个部分，分别是最高层、中间层和最底层，最高层也就是所说的总目标，其次中间层主要指代的是相应的准则或者指标，而最底层也就是具体的方案规划。层次分析法使用的具体模型结构如下，根据其模型结构能够建立起相应的判断矩阵，并且为做好相应的一致性检验工作提供良好的前提准备。

2.1 层次分析法的判断矩阵

针对上图所示的层次分析法结构模型中的某一层次来讲，它是与多种影响因素进行紧密联系的，使用活动矩阵和判断矩阵，能够对其中的特征向量进行有效的查找和应用，从而提升层次分析法的总体应用效果。对特殊矩阵情况进行定义主要包括以下几种：

（1）当层次分析法中涉及到的所有元素都是正数的时候，这样形成的矩阵成为正矩阵。

（2）针对于具有n阶的矩阵，比如说A=[aij]是互反矩阵，也就是说如果当aij=1的时候，那么aij=1/aij，其中（i，j=1，2，···，n）（1）

（3）而如果称n阶的矩阵A=[aij]是一致性矩阵，那么如果aij=aik/ajk ，其中（i，j，k=1，2，···n）

（4）假設没有满足到归一化条件的所有正因素全向量W=（w1，w2，···，wn）T（W中的各个分量的和为1，并且各个分量都是大于零的），如果对W中的所有分量进行两两性的对比，能够得到的矩阵是不相同的，相似的地方在于都是按照数据排列的顺序进行的。通过对W的分量进行两两对比，能够得到的矩阵是一致性的正互反矩阵。

2.2 层次分析法的一致性检验

在使用层次分析法对水利水电工程进行规划设计的过程中，如果比较的因素具有一定的模糊性和复杂性时，这时候一般都不能够有效保证监理起来的判断矩阵具有完全一致性。判断矩阵的最大特征根在这时候表现为λm将会大于矩阵的阶数n，并且还有一些非零的其他特征根。只有当判断矩阵的最大特征根λm能够较为接近n的时候，才能够保证定量比较结构具有一定的合理性。此时判断矩阵也就具有较为合适的一致性。在对矩阵的一致性指标进行检验的时候，通常使用的模式是CI=λm-n/n-1（3），而按照随机一致性指标RI进行确定的时候，能够对CI和RI的值进行一致性比例的计算，也就是使用CR=CI/RI（4）的方式，这其中具体使用的RI随机值主要情况如下。

3.水利水电规划中层次分析法的应用

3.1 A.D.HALL系统结构的应用

在水利水电的规划工作中，使用的层次分析法，主要是对定量和定性结合的问题进行有效的处理。当水利水电工程中实际应用层次分析法的时候，相关的设计人员需要对具体的评价目标和标准进行有效的确定，从而对多种影响因素、多建设规范以及多规划方案进行全面的风险评估。在水利水电工程规划中使用层次分析法，首先需要建立起水利水电工程A.D.HALL的层次结构模型，这样能够对相应的准则进行初步明确，其次，需要对标度进行有效的确定，这其中就需要使用到两两因素对比的方法，这样能够对准则层的要素进行全面构建，从而做好判断矩阵的分析工作，再者，还需要确定准则层的判断标准，这其中通常使用的是判断矩阵的某一个上层要素，同样采用两两对比的方法，对元素的相关情况进行有效确定，这样能够对影响到水利水单工程具体项目风险的权重进行确定。通过这一系列的步骤，能够对判断矩阵中的特征向量进行充分计算。针对水利水电工程中规划判断矩阵中的每一个数据进行计算，用其除以相对应列得到的值，与实现规范化之后的矩阵，按照行进行相加计算。只有经过最后的计算之后，才能够得到全面的A.D.HALL系统结构，A.D.HALL的向量矩阵，能够为水利水电工程项目的规划工作，选择合适的规划方案。

3.2 模糊层次分析法应用

模糊层次分析法在实际应用的过程中，最为重要的是建立好相关的判断矩阵，并使其形成相应的准则层。通常来说，在对水利水电工程规划建设的影响因素进行选取时，重点需要考虑的是环境因素、企业自身的问题影响情况以及合约的实际履行情况等。同时还需要从水利水电工程建设的实际情况出发，对准则层的子准则层进行相应的设置，这样就基本完成了模糊层次分析方法的关键性工作。在此基础上，水利水电工程规划设计人员需要对主程序进行编写，由此才能够对各个判断矩阵的权重系数进行有效的获取，同时还需要对这些数据的一致性进行全面检验，最终需要水利水电工程建设风险的评估专家进行分析计算工作，这样能够针对水利水电工程建设过程中遇到的风险因素进行充分的涵盖。只有考虑了所有风险因素之后进行的规划设计方案，才具有良好的可行性和科学性。

4.层次分析法在水利水电工程规划设计中应用的实例分析

某水利重点工程，在进行建设施工的过程中，以明渠的修建为主，全长共有35km，包含了渠渠交叉、右岸排水和河渠交叉等多项建筑物，该工程总投资为11亿元。针对该工程的建设，需要进行有效的规划设计，对其影响因素进行全面的分析和总结。

使用层次分析法对该工程进行分析的时候，邀请专家主要针对该项目各层要素的指标实施情况进行两两对比，并赋予相应的权重，经过细密的计算，得出了风险因素的评估结果。根据该工程的风险评估结果，工程设计人员有针对性的对工程进行规划设计，圆满完成了该工程的方案规划工作。

5.结束语

水利水电工程是能够有效体现出现代化建设效果的重要形式之一，对于社会经济的稳定发展，便利人们的生产生活具有十分重要的作用和意义。针对水利水电工程的建设，需要做好相应的规划工作，为具体工程的实施提供良好的规范和指导，这样才能够保证建设工程免受一些不确定因素的负面影响。层次分析法作为一种先进的科学分析方法，能够对水利水电工程建设实施当中出现的问题进行有效的考虑，从而做好相应的准备工作，为做好水利水电工程的规划设计发挥重要作用。

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