層次分析法在電廠建設(shè)項目用地選址中的應(yīng)用

張　勇　張治國　李金峰　薛麗平　杜　軼

摘要以山西渾源熱電廠為例，采用層次分析法的數(shù)學(xué)模型對建設(shè)項目用地選址作初步研究，以期為開發(fā)建設(shè)項目用地選址提供評價方法。

關(guān)鍵詞層次分析法；開發(fā)建設(shè)項目；用地選址

中圖分類號 TU984.11+1 文獻標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739（2009）02-0277-02

1層次分析法概述

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美國運籌學(xué)家T. L. Saaty于20世紀(jì)70年代中期創(chuàng)立的，它是基于系統(tǒng)論中的系統(tǒng)層次性原理建立起來的，遵循認(rèn)識事物的規(guī)律，有意識地將復(fù)雜問題分解成若干有序的、條理化的層次，在比原問題簡單的層次上逐步分析比較，把人的主觀判斷用數(shù)量的形式表達和處理，是一種較新的定性和定量分析相結(jié)合的多因素評價方法。AHP法的基本原理就是把要研究的復(fù)雜問題看作一個大系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)的多個因素的分析，劃分出各因素相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，再請專家對每一層次的各因素進行客觀的判斷后，給出相對重要性的定量表示，建立數(shù)學(xué)模型，計算出每一層次全部因素的相對重要性的權(quán)數(shù)并加以排序，最后根據(jù)排序結(jié)果進行規(guī)劃決策，選擇解決問題的措施。由于具有系統(tǒng)性、靈活性和實用性等特點，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟系統(tǒng)的決策分析之中。其解決問題的步驟一般可分為4步：第1步建立評價指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)模型；第2步構(gòu)造判斷矩陣，確定各層次指標(biāo)的相對權(quán)重；第3步進行層次單排序及其一致性檢驗；第4步進行層次總排序及其一致性檢驗。

2實例研究

2.1項目概況

山西渾源熱電廠煤矸石供熱機組新建工程項目是山西省“十一五”電力發(fā)展規(guī)劃中規(guī)劃建設(shè)的10萬人口以上縣城集中供熱項目，也是省“兩區(qū)”規(guī)劃調(diào)整增加的熱電聯(lián)供項目。該項目由廠區(qū)、防排洪區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、廠外道路、管線工程、貯灰場管理站和貯灰場等生產(chǎn)配套設(shè)施組成。工程為熱電聯(lián)產(chǎn)，以熱定電，設(shè)計容量為270MW，安裝2臺135MW直接空冷發(fā)電機組，配置2臺480t/h循環(huán)流化床鍋爐，設(shè)計熱負(fù)荷295MW，同步建設(shè)濕法脫硫裝置，并留有擴建余地。工程總占地面積95.60hm2（永久占地37.53hm2，臨時占地58.07hm2），總投資13.78億元（土建工程投資8.49億元），年供電量14.85億千瓦·時。

2.2方案簡介

項目用地選址現(xiàn)場確定了武村、王千莊（豐臺鋪）和蔡村3個廠址，據(jù)山西省恒山風(fēng)景名勝區(qū)管委會審查意見，王千莊（豐臺鋪）已進入恒山風(fēng)景名勝區(qū)的保護范圍內(nèi)，廠址被否定。所以項目在選址的問題上僅對武村、蔡村2個廠址做進一步的論述與分析，現(xiàn)將2個廠址的具體情況分述如下。

2.2.1武村廠址（方案Ⅰ）。該廠址位于渾源縣城東北約8km，朔洗公路南側(cè)山前坡地上，西南1km為武村，交通較為便利。場地東西長1 000m，南北寬800m，可利用面積0.8km2，能夠滿足2×135MW機組及擴建大型機組用地要求。廠區(qū)內(nèi)地形平緩開闊、略有起伏，地面總體呈由南向北傾斜之勢，高程在1 129.0~1 150.0m的范圍?，F(xiàn)場踏勘調(diào)查，除南北兩側(cè)各有一條較大的沖溝外，其周圍未見其他不良地質(zhì)作用。

2.2.2蔡村廠址（方案Ⅱ）。該廠址位于渾源縣城西北約6km的蔡村鎮(zhèn)境內(nèi)，介于東流村與師家號村之間，西北有喬家灣煤礦及500KV出線走廊。場地東西長1 000m，南北寬700m，可利用面積0.7km2，能夠滿足2×135MW機組及擴建大型機組用地要求。西側(cè)緊鄰渾源—大同公路，交通便利。廠址區(qū)現(xiàn)有少量基本農(nóng)田、喬木林和果園。廠區(qū)內(nèi)地形舒緩起伏、平坦開闊，地面總體由北向南傾斜，地面高程1 097.0~1 103.5m。土質(zhì)為非自重濕陷性黃土，天然地基不能滿足設(shè)計要求。

2.3評價與優(yōu)選方案

對2個方案進行評價與優(yōu)選，筆者擬采用層次分析法（AHP）作為研究的基礎(chǔ)，為決策者選擇合適的廠區(qū)提供決策依據(jù)。總體思路是：先將問題分解為若干層次和與之相對應(yīng)的多種因素，并對各個因素進行判斷比較，得出各個因素的權(quán)重值，通過對權(quán)重的計算，找出科學(xué)合理的項目用地方案。具體步驟如下：

2.3.1因子的選取。以統(tǒng)籌兼顧社會、經(jīng)濟、生態(tài)三效益為目的，根據(jù)熱電廠的建廠條件，選取地形地貌（該因素直接影響工程建設(shè)的造價和難度，且與地面基礎(chǔ)設(shè)施的建筑與布局密切相關(guān)）、地質(zhì)情況（地質(zhì)狀況的優(yōu)劣直接決定今后地上項目的穩(wěn)定性與地下水資源的平衡等問題）、基本農(nóng)田（嚴(yán)格禁止占用基本農(nóng)田是我國的一項基本國策）、投資成本（資金的保證程度影響著項目工期等）、土石方量（土石方量的大小直接影響工程投資與環(huán)境破壞程度等）、交通條件（建設(shè)期和運行期，交通條件的好壞直接影響工程建設(shè)與運行的效率）、管線條件（水源地、輸電、供熱和輸水管線等是決定熱電廠建設(shè)的重要條件）、貯灰廠條件（運行期將對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染和水土流失）、水土流失（一項值得注意的生態(tài)問題，應(yīng)在對生態(tài)破壞最小化的情況下，獲得最大的經(jīng)濟收益和社會效益）、其他環(huán)境問題（廠址要選在污染程度較小的地方，與城市規(guī)劃區(qū)的相對位置）10個因素作為評價指標(biāo)，構(gòu)建了山西渾源熱電廠項目用地供選方案的評價結(jié)構(gòu)體系（見圖1）。

2.3.2構(gòu)造成對比較判斷矩陣。在每一層次上，對該層指標(biāo)進行逐對比較，定量化的寫出數(shù)值判斷矩陣時，就需要按照規(guī)定的標(biāo)度方法進行，具體AHP標(biāo)度法及其描述詳見表1。

鑒于以上規(guī)定，研究采用專家問卷調(diào)查的形式，邀請山西省水土保持科學(xué)研究所以及多年從事水土保持方案編制的10位資深專家根據(jù)表1中標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)，對每個層次中各元素的重要性進行兩兩比較，最后對10位專家的評分結(jié)果做簡單的統(tǒng)計整理，得到Z-A（見表2）等11個判斷矩陣（限于篇幅，其余判斷矩陣略）。

2.3.3計算層次單排序的權(quán)向量和一致性檢驗。運用軟件MATLAB6.5計算，成對比較矩陣Z-A的最大特征值為λ=10.068，該特征值對應(yīng)的歸一化特征向量ω={0.106， 0.023， 0.047，0.052，0.032，0.157，0.267，0.208，0.069，0.041}，故其一致性指標(biāo)CI=（λ–n）/（n–1）=（10.068–10）/（10–1）=0.0096。因n=10，我們?nèi)I=1.49，那么一致性比率CR=CI/RI=0.0096/1.49=0.0064＜0.1。表明判斷矩陣Z-A通過了一致性檢驗。同上，其余成對比較矩陣的歸一化特征向量詳見表3。

經(jīng)過計算，10對判斷矩陣都通過了一致性檢驗。

2.3.4計算層次總排序權(quán)值和一致性檢驗。方案Ⅰ對總目標(biāo)的權(quán)重值為：CⅠ =0.667×0.106+0.750×0.023+0.833×0.047+0.750×0.052+0.750×0.032+0.500×0.157+0.500×0.267+0.500×0.208+0.750×0.069+0.750×0.041=0.590 953。同理得到方案Ⅱ?qū)偰繕?biāo)的權(quán)重值為CⅡ=0.409 047。所以方案層對總目標(biāo)的權(quán)向量為：￡={0.590 953，0.409 047}。又CR＜0.1，故層次總排序通過一致性檢驗，￡={0.590 953， 0.409 047}可作為最后的決策依據(jù)，即各方案的權(quán)重排序為方案Ⅰ>方案Ⅱ。所以選擇武村廠址（方案Ⅰ）作為山西渾源熱電廠廠址。

3結(jié)語

將層次分析法運用到項目用地選址中，具有較強的實用價值；且該方法是定性與定量相結(jié)合，對提高電廠建設(shè)項目用地選址的全面性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性具有一定的參考價值，做到了科學(xué)選址。

層次分析法有比較系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，通過運用該方法，兼顧了經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益三方面，使得項目選址后產(chǎn)生的綜合效益最大化。

在運用層次分析法的過程中，專家在對各個因素排序時，充分考慮了土地利用規(guī)劃、城市規(guī)劃以及水土保持對選址的限制與要求。

4參考文獻

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?！?/p>