基于动态AHP综合模型的水利信息化评价指标体系的构建与应用

2017-04-10王东

水利技术监督 2017年1期

关键词：灰色水利权重

王东

（辽宁省水文局，辽宁沈阳110003）

基于动态AHP综合模型的水利信息化评价指标体系的构建与应用

王东

（辽宁省水文局，辽宁沈阳110003）

本文采用动态AHP模型对区域各抽样单位水利信息化程度进行定量综合评价，并对评价结果进行一致性检验。研究结果表明：动态AHP模型可建实现区域水利信息化评价指标定量化和指标权重的动态计算，综合评价结果客观合理，各抽样单位评价指标的一致性比率在0.052～0.089之间，均小于0.1，可达到满意一致性的评价度。研究结果对于区域水利信息化定量综合评价提供方法参考。

二元AHP模型；定量综合评价；一致性检验；水利信息化评价

水利信息化是指应用当前较为先进的现代化信息技术，深入和开发水利信息的各项资源，水利信息化技术包括了水利信息的传输、采集以及水利信息的处理，水利信息化是反映水利系统单位信息技术优劣的重要指标。当前，对于水利信息化平台的建设得到国内许多学者的关注，并取得一定的研究成果［1-5］，但是对于水利信息化指标的评价研究还较少，特别是我国已经快速进入信息化和智能化的时代，需要对水利单位的信息化水平进行评估，结合评估结果，加强水利信息化得建设，为此本文引入动态AHP综合模型，结合多个指标对区域水利信息化水平进行评价，动态AHP模型在我国许多领域信息化建设评价得到应用［6-10］，为此本文引入动态AHP综合模型，以辽宁省内不同抽样单位为研究对象，结合多个指标评价各单位的水利信息化水平，从而对区域水利信息化水平进行客观评估。

1 二元AHP综合模型原理

分析评价的具体步骤为。

（1）确定不同层次评价指标的权重系数，不同评价指标对目标评价值的重要程度不同，各指标权重均不相同，本文采用层次分析方法对不同指标的权重进行客观赋值，并判定不同指标权重之间的相关性建立目标评价的判定矩阵，而后根据判定矩阵采用特征矩阵求解方法进行目标判定分析求解目标判定矩阵。

（2）在完成目标判定矩阵基础上采用双指标方式进行不同等级的评定分析，评定指标均采用定性分析的指标，将不同等级的评价标准进行定量化。

（3）在进行判定矩阵和判定等级标准定量化后，结合数理统计学的方法对水利信息化的标准进行评价，建立指标体系的评价矩阵，在建立评价矩阵的基础上采用灰类评价的方法进行分类评价，4个等级（优、良、中、差）评价的函数分别为：

（4）在完成灰色类评价函数的计算后，需要计算不同等级的灰色评价系数，对不同评价的指标Uij，评价目标的第e个灰色评价系数进行计算，灰色评价系数的计算公式为：

式中，dijk为不同指标的判定矩阵的特征值。对于不同评价指标可以得到不同单位的总的灰色评价系数，计算方程为：

式中，g表示为评价的单元个数。

（5）在计算完不同单元的总的灰色评价系数后，需要计算模型灰色评价矩阵的向量以及权重系数，不同评价单元的第e个灰色评价的矩阵评价的权重向量系数计算表达式为：

在本文中e=1，2，3，…，g，则灰色类评价的权向量表达式为：

（6）在对评价目标所属于的评价指标权重综合后，得到不同指标的灰色判定矩阵，判定矩阵的具体表达式为：

（7）在完成判定矩阵的计算后，需要对评价单位的进行综合评价，其综合评价的表达式为：

在进行不同评价单元的综合评价后，需要确定其综合评价的矩阵，评价矩阵的表达式为：

对评价目标单位进行综合评价后，其综合评价值B值得表达式为：

在完成评价判定矩阵的计算后，需要对综合判定值进行单一化处理，并结合各类评价灰类的等级值得向量C进行处理，得到综合评价值，计算表达式为：

此外，本文采用一致性对判定矩阵进行一致性检验，判定矩阵的一致性检验指标的计算公式为：

式中，λ表示为特征值，计算公式为：

式中，A表示为不同单一指标的判定矩阵，n为评价的指标，当CI＜0.1时，认为其评价矩阵可达到满意程度。

2 基于动态AHP模型的评价指标体系构建及应用

基于动态AHP模型对水利信息化评价的指标体系进行构建，基于该评价指标体系，抽样选取省内4个水利部门的水利信息化水平进行评价，评价指标体系的构建主要分为指标权重计算、灰色评价系数、判定矩阵计算以及综合评价结果的计算四个部分，各部分具体计算过程和结果如下。

（1）评价指标的选取及权重的计算

水利信息化指标的选择较为关键，本文选取对于水利信息化水平评价较为重要的5个指标作为评价指标，选择的评价指标涵盖了水利信息的组织、建设、信息化系统、信息化管理水平以及水利信息采集与传输度作为水利信息化水平评价的指标，并结合方程（7）的层次分析方法对各指标的权重进行计算，计算结果见表1。

表1 各个评价指标在不同等级的权重系数计算

表1为各个评价指标对应的不同等级的权重系数值，从表中可以看出，水利信息采集与传输度指标在不同等级的权重值最大，权重值在0.096～0.195之间，可见，水利信息采集与传输在水利信息化水平评估的权重较大，是最重要的一项指标，在各项指标中，水利信息化处理组织建设水平在水利信息化评估的权重较小，其权重值从0.002～0.023之间，对水利信息化水平评估的影响较弱。

（2）各指标灰色评价系数的计算

在计算完成不同指标的权重系数后，需要对各个指标的灰色评价系数进行确定和计算，结合前述方程和各单位不同指标的水利信息化程度和水平，结合专家打分的方式，对各抽样单位不同指标的评价系数进行赋值和计算，计算结果见表2。

表2 各个评价指标的灰色评价系数

表2为4个抽样单位不同评价指标的灰色评价系数，从表中可以看出，在1#抽样单位不同指标灰色评价系数在0.1449～0.3335之间，其中1#单位的水利信息化基础建设水平的灰色评价系数最高，而水利信息系统应用水平灰色评价系数较低，在2#抽样单位灰色评价系数集中在0.1359～0.3361之间，其信息化处理组织水平较高，因此灰色评价系数最大。3#抽样单位的水利信息采集与传输度灰色评价系数最大，其水利信息化处理组织水平的灰色决定系数最低，3#抽样单位不同指标的灰色评价系数集中在0.1497～0.3276之间。在4#抽样单位其各个指标的灰色评价系数在0.1182～0.3135之间，和3#抽样单位一样，其水利信息化处理组织水平较低，因此灰色评价系数在各个指标之间较低，而该抽样单位的水利信息系统应用水平较高，因此该指标的灰色评价系数较高。

（3）判定矩阵的计算

在计算完成各个抽样单位不同指标的灰色评价系数计算后，结合模型计算方程（9）计算不同评价指标的判定矩阵，各个抽样单位水利信息化评价判定矩阵计算的特征值见表3。

表3 不同评价单位下各评价指标的判定系数

（4）各抽样单位综合评价结果

在完成各抽样单位不同等级的判定系数计算后，计算不同等级（代表不同的指标值）的评价值，最后和判定系数矩阵相乘得到各个抽样单位的综合评价结果，综合评价结果见表4和图1。

表4 不同评价单位的综合评价结果

表4为不同抽样单位水利信息化综合评价的结果，从表中可以看出，1#抽样单位在各个等级下综合评价值在0.45323～0.62435之间，其综合评价值位0.518682，达到良级水平（良级水平的综合评价值在0.5～0.8之间），2#抽样单位不同等级下的综合评价值在0.2134～0.41324之间，其综合评价值为0.312486，达到中等水平（中等水平的综合评价值在0.3～0.5之间），而3#抽样单位在各个等级下的综合评价值在0.28425～0.33424之间，其综合评价值为0.304675，经过评价也同样达到中等水平。4#号抽样单位在不同等级下的评价值在0.3248～0.51243之间，其水利信息化综合评价值为0.50243，达到良级水平。图1位各抽样单位水利信息化水平的综合评价值，从图中可以看出，1#抽样单位水利信息化各指标综合评价值较高，3#抽样单位水利信息化在4个单位中较低，这也和区域各单位水利信息化水平实际情况较为吻合的。

（5）对评定结果的一致性检验

在对各抽样单位的水利信息化水平进行综合评价后，采用一致性检验的方式（见方程14和15）统计各抽样单位综合评价的一致性检验特征值和检验结果，见表5。

表5 不同抽样单位水利信息化评价的一致性检验结果

表5为不同抽样单位水利信息化评价的一致性检验结果，从表中可以看出，各抽样单位的水利信息化综合评价结果的一致性比率值CI值在0.052～0.089之间，CI值均小于0.1，检验结果均可以达到满意的程度，表明动态综合AHP模型对抽样单位水利信息化水平的结果是客观的，可解决传统单位水利信息化水平主观的局限，对各抽样单位的水利信息化指标可进行定量综合评价。