基于G1权重法和物元分析法LNG储备站后评价
2019-07-19梁蕊，赵亮
梁 蕊， 赵 亮
(1.北京市燃气集团有限责任公司 第四分公司， 北京 100176； 2.北京北燃实业 集团有限公司， 北京 100124)
1 概述
城市燃气LNG储备站工程具有前期投资规模大、投资效益低、投资回收期长、投资不确定性大等特点，开展城市燃气LNG储备站工程项目后评价工作十分必要。对于城市燃气企业，可以充分总结经验教训，改善投资决策方法；对于参与的前期咨询单位、勘察设计单位、施工单位、监理单位、建设管理单位等，可以促进其发挥工作积极性、提高工作效率、规范管理程序；对于社会群众，有利于普及城市燃气运行知识、宣传城市燃气工程建设成果。
本文构建的城市燃气LNG储备站工程项目后评价体系，可以为建立完善的城市燃气行业项目后评价理论体系提供有力的帮助，可以为探索城市燃气行业项目后评价工作的新思路、新方法、新手段提供借鉴作用，可以为城市燃气企业项目决策者、管理者、规划人员提供可操作的规划方法和科学的参考依据[1-2]。
2 构建项目后评价指标体系
根据项目后评价指标设置原则，结合项目生命周期理论，从目标实现、实施过程、生产运行、经济效益、社会及环境影响、可持续性等方面构建城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标体系[3-5]，见图1。
图1 城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标体系
3 构建项目后评价模型
城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标体系是一个涉及多因素、多评价准则、无具体结构特性的决策系统，本文选取G1权重确定法作为项目后评价指标权重确定的理论。针对城市燃气LNG储备站工程项目后评价既包括微观评价又包括宏观评价，选取了能够与其他决策技术充分融和、可引入人的经验将定量计算与定性分析相结合的物元分析法，作为项目后评价的理论。
3.1 G1权重确定法
G1权重确定法是一种适用于解决多因素、大规模复杂评价问题的指标权重确定方法，该方法通过对层次分析法(AHP法)进行合理改进，不再需要进行一致性检验，简化了评价指标权重确定的过程[6]。
① 指标序关系确定
在评价指标集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}中，可以结合专家意见按照下列步骤计算并确定序关系：
因此，对于评价指标集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}，可以根据每一个评价指标的重要程度排列确定唯一序关系为：
(1)
② 相邻指标之间的相对重要程度确定
(2)
根据G1权重理论规定，相邻评价指标之间的相对重要程度比值γi赋值见表1。
③ 指标权重计算
(3)
表1 相邻评价指标之间的相对重要程度γi赋值
进而，根据公式(2)可计算得到确定序关系后的评价指标集中其他m-1个评价指标的权重，最后得到确定序关系后的评价指标集的权重向量，表示为：
(4)
式中ω*——确定序关系后的评价指标集的权重向量
从而，可以得到对应城市燃气LNG储备站工程项目原始评价指标集的权重向量，为：
ω=(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm-1,ωm)
(5)
式中ω——对应原始评价指标集的权重向量
3.2 物元分析法
物元分析法的核心理论是将研究对象用“事物、特征、量值”3个基本要素来表述，并构成一个有序三元组的基本元。若给定事物的名称为N，其关于事物特征c的相应量值记作v，可以通过一个有序三元组T=(N,c,v)作为描述该事物的基本元，称为物元。物元分为经典域物元、节域物元和待评价物元[8-10]。
① 经典域物元确定
经典域物元指事物关于特征所取的数据范围。根据物元分析理论，将城市燃气LNG储备站工程项目后评价对象N关于第j(j=1,2,…,n)个评价等级的经典域物元可以表示为：
(6)
式中Tj——项目后评价对象N关于第j个评价等级的经典域物元
Nj——在第j个评价等级下的项目后评价对象
ci——项目后评价对象N的第i个评价指标，i=1,2,…,m
vij——项目后评价对象N的第i个评价指标关于第j个评价等级的量值范围
同时，项目后评价对象N关于n个评价等级的同征经典域物元T*可以表示为：
(7)
② 节域物元确定
节域物元指事物关于全部特征所取的数据范围。根据物元分析理论，将城市燃气LNG储备站工程项目后评价对象N关于所有评价等级的节域物元可以表示为：
(8)
式中TP——项目后评价对象N关于所有评价等级的节域物元
NP——在所有评价等级下的项目后评价对象
vip——项目后评价对象N的第i个评价指标关于所有评价等级的量值范围
③ 待评价物元确定
待评价物元指一组用物元形式表示的待评价事物的数据。根据物元分析理论，城市燃气LNG储备站工程项目后评价对象N的待评价物元可以表示为：
(9)
式中T——项目后评价对象N的待评价物元
vi——项目后评价对象N的第i个评价指标的初步评判结果数据(后称为基础数据)
④ 关联函数值计算
本文应用了点与区间的距离——距的概念：假设vi=(1,2,…,m)为实域(-∞,+∞)上任一点，vij=
(10)
式中ρ(vi,vij)——项目后评价对象N的第i个评价指标的基础数据vi与区间vij之间的距
ρ(vi,vip)——项目后评价对象N的第i个评价指标的基础数据vi与区间vip之间的距
那么，城市燃气LNG储备站工程项目后评价对象N的第i个评价指标关于第j个评价等级的关联函数值的计算公式为[9-10]：
(11)
式中Kj(vi)——项目后评价对象N的第i个评价指标关于第j个评价等级的关联函数值
由若干求得的关联函数值组成1个m×n的关联函数值矩阵K。
⑤ 隶属度向量计算
隶属度向量计算公式[9-10]：
L=ωK
(12)
式中L——项目后评价对象N的隶属度向量
⑥ 评价等级确定
在隶属度向量中，若第q个值最大，则项目后评价对象N属于第q个评价等级。
4 案例应用
通过研究分析城市燃气LNG储备站工程项目后评价工作流程，由不少于10名从事前期咨询、勘察设计、工程施工、工程监理、建设管理等工作的专家构成项目后评价专家组，分别对XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃气LNG储备站的6项评价指标进行了“十分制”初步评判，计算得到专家组对每项项目后评价指标实施情况的评判平均值，见表2。
表2 城市燃气LNG储备站工程项目后评价专家组初步评判情况
续表2
4.1 项目后评价指标权重计算
① 指标序关系确定
经充分征求专家组的意见，对项目后评价的6个评价指标按照重要程度确定唯一序关系：
U2≥U3≥U1≥U5≥U4≥U6
为便于计算，将以上项目后评价指标唯一序关系改写为以下形式，得到确定序关系后的评价指标集：
② 相邻指标之间的相对重要程度确定
经征求专家组的建议，对确定序关系后的评价指标集中的后评价指标的相对重要程度做出如下赋值：
③ 指标权重计算
由此，可以得到确定序关系后的评价指标集的权重向量为：
ω*=(0.237，0.215,0.166,0.151,0.126,0.105)
最后，可以得到对应项目后原始评价指标集的权重向量为：
ω=(0.166,0.237,0.215,0.126,0.151,0.105)
4.2 项目后评价模型案例应用
① 经典域物元确定
根据从劣到优的原则，将“十分制”下的城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标基础数据划分为“差”、“较差”、“一般”、“良好”、“优秀”5个等级。具体的等级分类区间见表3。
表3 城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标等级分类区间
根据公式(7)，可以构建项目后评价对象关于5个评价等级的同征经典域物元：
T*=
② 节域物元确定
根据公式(8)，可以构建城市燃气LNG储备站项目后评价对象的节域物元：
③ 待评价物元确定
根据公式(9)，可以分别构建XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃气LNG储备站工程项目的待评价物元：
④ 关联函数值计算
根据公式(10)和公式(11)，可以分别计算得到XJ、QY、XT、PJM这4座城市燃气LNG储备站工程项目的关联函数值矩阵为：
KXJ=
⑤ 隶属度向量计算
根据公式(12)，可以分别计算得到XJ、QY、XT、PJM这4个城市燃气LNG储备站工程项目的隶属度向量为：
LXJ=ωKXJ=(-0.113 4 , -0.089 7,
-0.042 5 , 0.014 6 , -0.044 7)
LQY=ωKQY=(-0.108 4 , -0.083 1，
-0.032 6 , 0.002 8 , -0.046 0)
LXT=ωKXT=(-0.123 6 , -0.103 4,
-0.063 0 , 0.008 0 , -0.026 1)
LPJM=ωKPJM=(-0.151 5 , -0.140 6,
- 0.118 9 , -0.059 1, 0.000 4)
⑥ 评价等级确定
由4个城市燃气LNG储备站项目的隶属度向量可以判断得到：
XJ、QY、XT、PJM这4个储备站项目隶属度的值第4、4、4、5列最大，则由此可以判断：XJ、QY、XT、PJM这4座城市燃气LNG储备站工程的项目后评价等级分别为“良好”、“良好”、“良好”、“优秀”。
5 结论
从目标实现、实施过程、生产运行、经济效益、社会及环境影响、可持续性等方面构建了城市燃气LNG储备站工程项目后评价指标体系，并选取G1权重确定法和物元分析法构建LNG储备站工程项目后评价数学模型。接G1权重确定法确定评价指标序关系，对相邻评价指标之间的相对重要程度赋值，计算指标权重。确定经典域物元、节域物元和待评估物元，计算关联函数值和隶属度向量，确定评价等级。结合工程案例，对4个LNG储备站工程项目进行后评价。
