模糊綜合評判在小城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展評價中的應(yīng)用

張少偉，李海華，杜國倩

(華北水利水電學(xué)院，河南鄭州450011)

小城鎮(zhèn)建設(shè)是關(guān)系國家發(fā)展全局的社會、經(jīng)濟(jì)工程項目.在當(dāng)前加快推進(jìn)小城鎮(zhèn)發(fā)展的關(guān)鍵階段，研究小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也尤為重要.影響生態(tài)環(huán)境的因素很復(fù)雜，許多評價因子在現(xiàn)實識別中只能表達(dá)為模糊關(guān)系，且從數(shù)據(jù)的采集到結(jié)果輸出，整個過程存在著大量的模糊性.而這些模糊現(xiàn)象和不確定性符合模糊綜合評價模型的應(yīng)用條件［1］，因此采用模糊綜合評價方法進(jìn)行小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境安全評價是可行的.小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境安全評價是一個由多因素決定的復(fù)雜過程，各因素既有隨機(jī)性又有模糊性;同時，因素之間有層次之分，屬于多層次問題［2］.筆者在對河北省邢臺市清河縣進(jìn)行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，確定了安全性評價指標(biāo)和各項指標(biāo)的分級隸屬函數(shù)，從而建立了安全評價的多層次模糊綜合評價模型.

1 多層次模糊分析法原理

1.1 建立評價指標(biāo)體系

根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，遵循指標(biāo)具有獨立的物理意義，符合科學(xué)、可比、可測和簡明的原則選取指標(biāo)，建立評價指標(biāo)體系.這里建立的可持續(xù)發(fā)展水平多層次模糊綜合評價指標(biāo)體系，分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層3個層次，見表1.

1.2 確定指標(biāo)權(quán)重

表1 小城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展水平評價指標(biāo)體系

在可持續(xù)發(fā)展水平評價中，各評價因素的重要程度往往是不相同的，考慮到這個客觀存在的事實，必須確定各因素的權(quán)重.一般情況下確定權(quán)重的方法有:層次分析法、分析推理法、專家測評法等.分析推理的方法往往會受到所取得資料的限制，專家測評法又會受到專家們主觀想法的影響，使結(jié)果不科學(xué)，因此這里采用層次分析法.通過對各指標(biāo)之間相對重要性的比較，計算出權(quán)重，求得各指標(biāo)在生態(tài)環(huán)境安全評價中的權(quán)重集W.

1.2.1 構(gòu)造成對比較判斷矩陣

層次分析法是要對每一層次中各因素相對重要性給出具體的判斷，這些判斷通過引入合適的標(biāo)度并用數(shù)值表示［3］，見表2.

表2 判斷矩陣表

最終可得判斷矩陣為

1.2.2 判斷矩陣的一致性及其檢驗

為了檢驗一致性，可以通過計算一致性指標(biāo)，得到判斷矩陣偏離一致性的程度［4］.求出判斷矩陣A的最大特征值λmax，用來衡量判斷矩陣不一致程度的數(shù)量指標(biāo)稱為一致性指標(biāo)，記為C，定義為

當(dāng)C=0時，判斷矩陣是一致的.C的值越大，判斷矩陣的不一致程度越嚴(yán)重.需要注意的是，在使用層次分析法計算指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)時，需要保持判斷的一致性，不能出現(xiàn)前后矛盾的情況.

1.2.3 計算權(quán)重

采用方根法計算權(quán)重.首先計算判斷矩陣A各行各元素的乘積;然后計算該乘積的n次方根，并對向量進(jìn)行歸一化處理，即得權(quán)重向量Wi.

1.3 建立評價集

設(shè)系統(tǒng)的評價集為 V={VA，VB，VC，VD，VE，VF，VG}={很好，好，較好，一般，較差，差，很差}.

1.4 確定隸屬函數(shù)

對于定性指標(biāo)，需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)程進(jìn)行打分，以確定相應(yīng)指標(biāo)的具體分?jǐn)?shù)(采用10分制)，使其轉(zhuǎn)換為定量指標(biāo)，然后按照定量指標(biāo)的構(gòu)造方法建立其隸屬函數(shù)，從而可得特性因素(單項指標(biāo))的評價矩陣R.

1.5 綜合評價

總體評價矩陣E為［5］

2 應(yīng)用實例

2.1 實例背景

河北省邢臺市清河縣地處冀東南黑龍港流域，東靠京杭大運河與山東接界，面積502 km2，轄6鎮(zhèn)322個行政村，人口35.4萬人.清河縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，其中羊絨產(chǎn)業(yè)、汽車配件、耐火材料、張氏文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為突出，是河北省前20強的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū).考慮到該城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展，需要對它的經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境的相互協(xié)調(diào)程度作出正確評價.

2.2 具體評價結(jié)果

采用問卷調(diào)查的方式，并聘請有關(guān)專家，根據(jù)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)逐級對各個要素相對比，并采用數(shù)值標(biāo)度法進(jìn)行判斷分析，確定它們相對重要性的比值，進(jìn)而構(gòu)造出各層次指標(biāo)的判斷矩陣，并確定各因素的權(quán)重，見表3.

表3 準(zhǔn)則層內(nèi)因素重要性對比及權(quán)重計算

通過計算，矩陣滿足一致性，應(yīng)用上述計算方法依次計算出各層權(quán)重結(jié)果為

根據(jù)專家打分并結(jié)合實際情況，確定隸屬函數(shù)的閾值，經(jīng)計算得出評價矩陣:

按照公式E=WR得出評價結(jié)果為

由評價結(jié)果可以看出，清河縣的可持續(xù)發(fā)展水平為VE即“較差”.該縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，人均GDP達(dá)到可持續(xù)發(fā)展優(yōu)異水平，但是資源和環(huán)境要素指標(biāo)明顯低于社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)，說明阻礙該縣可持續(xù)發(fā)展水平的主要因素在于資源和環(huán)境發(fā)展相對落后.因此要保證該縣的可持續(xù)發(fā)展，在小城鎮(zhèn)建設(shè)中必須高度重視資源和環(huán)境問題.

3 結(jié)語

將層次分析法和模糊數(shù)學(xué)理論相結(jié)合，建立了小城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展水平的多層次模糊綜合評價模型，通過工程實例的應(yīng)用，證實其是一種適用于可持續(xù)發(fā)展水平評價的科學(xué)方法.

［1］ 張曉縫.小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境模糊層次綜合評價的研究——以湖南省溆浦縣為例［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2009(8):144－147.

［2］張小飛，蘇國韶.基于層次模糊綜合評價的百東河水庫安全評價［J］.人民長江，2009(13):62－63.

［3］李帆，錢省三.基于層次分析－模糊綜合評價的高校基建工程風(fēng)險評估［J］.研究探討，2009(1):41－44.

［4］宋曉秋.模糊數(shù)學(xué)原理與方法［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

［5］李曉璐，李春雷，李德玉，等.基于多層次模糊分析法的大壩安全評價研究［J］.人民長江，2010(17):92－95.