基于模糊物元模型的工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)

陽大兵,王正中,馬希明

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)基建處,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,陜西楊凌 712100)

基于模糊物元模型的工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)

陽大兵1,王正中2,馬希明2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)基建處,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,陜西楊凌 712100)

根據(jù)模糊物元理論、合作博弈理論、并結(jié)合海明貼近度,提出了基于合作博弈權(quán)重的模糊物元后評(píng)價(jià)模型(FME-CGW)。將模型應(yīng)用于黑河中游的生態(tài)影響后評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果表明:黑河流域治理項(xiàng)目對(duì)中游生態(tài)影響有較明顯改善,評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí),與其他方法比較,結(jié)果基本一致,評(píng)價(jià)結(jié)果合理可靠。對(duì)工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)模型進(jìn)行了初步探討,以期為工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)研究提供一種實(shí)用可操作的定量后評(píng)價(jià)方法。

工程項(xiàng)目;生態(tài)影響后評(píng)價(jià);模糊物元模型;合作博弈權(quán)重

后評(píng)價(jià)是工程項(xiàng)目基本建設(shè)的重要程序,它對(duì)工程項(xiàng)目總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn),提高決策水平、管理水平和投資效果有著重要的意義[1]。生態(tài)環(huán)境影響后評(píng)價(jià)是工程項(xiàng)目后評(píng)價(jià)的重要組成部分。后評(píng)價(jià)方法有有無對(duì)比法、前后對(duì)比法、層次分析法(AHP)、Delphi法、邏輯框架法(LFA)、成功度評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等,但各有局限性和各自的適用范圍[2]。生態(tài)環(huán)境影響后評(píng)價(jià)受到多方面因素影響,具有較強(qiáng)的模糊性和不確定性,生態(tài)環(huán)境后評(píng)價(jià)屬于多指標(biāo)模糊不確定綜合評(píng)價(jià)問題。我國學(xué)者蔡文創(chuàng)立了物元分析方法,從對(duì)事物的矛盾轉(zhuǎn)化的形式入手,是解決矛盾和不相容問題的有利工具,已在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[3]。同時(shí),評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確程度還取決于權(quán)重的準(zhǔn)確性,客觀地選取權(quán)重也是評(píng)價(jià)結(jié)果可靠的一個(gè)重要依據(jù)。為了避免單一賦權(quán)法的隨意性和主觀性,可以采用多種權(quán)重賦值法分別賦值,但是各種方法相互獨(dú)立,結(jié)果在一定程度上可能存在相互矛盾和沖突?；诤献鞑┺乃枷氲臋?quán)重賦值法可以很好地解決相互沖突和相互協(xié)調(diào)的各種權(quán)重間的關(guān)系。

本文根據(jù)模糊物元理論、合作博弈理論和海明貼近度,提出基于合作博弈權(quán)重的模糊物元后評(píng)價(jià)模型。在分析模糊物元原理的基礎(chǔ)上,以黑河流域?qū)崪y指標(biāo)和各評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)構(gòu)造復(fù)合模糊物元,采用客觀熵權(quán)法和主觀AHP賦權(quán)法為基本方法計(jì)算各權(quán)重向量,根據(jù)合作博弈思想計(jì)算合作博弈權(quán)重,結(jié)合海明貼近度,綜合評(píng)價(jià)黑河流域治理工程對(duì)中游生態(tài)環(huán)境的影響程度。

1 模糊物元理論

1.1 復(fù)合模糊物元定義

所謂模糊物元,就是以有序三元組:“事物、特征、模糊量值”作為描述事物。若~R表示模糊物元,M表示事物,C表示事物M的特征,u表示與事物特征C相應(yīng)的模糊量值,則模糊物元可表示為

如果事物M用n個(gè)特征C1,C2,…,Cn和相應(yīng)的模糊量值u1,u2,…,un來描述,~R為n維模糊物元

如果m個(gè)事物用共同的n個(gè)特征C1,C2,…,Cn及其相應(yīng)的模糊量值uij來描述,則~Rmn為m個(gè)事物n維復(fù)合模糊物元,記作

式中:Mi為第i個(gè)事物,i=1,2,…,m;ci為第j項(xiàng)特征,j=1,2,…,n;uij為第i個(gè)事物第j項(xiàng)特征對(duì)應(yīng)的模糊量值。

1.2 從優(yōu)隸屬度

各單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)相應(yīng)的模糊量值,從屬于標(biāo)準(zhǔn)方案各對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)相應(yīng)模糊量值的隸屬程度,稱為從優(yōu)隸屬度[4]。從優(yōu)隸屬度可表示為

式中:xij表示第i個(gè)事物第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的量值;maxxj和minxj分別表示各事物中第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)所有量值xij中的最大值和最小值。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)模糊物元

由式(3)可以構(gòu)造n維標(biāo)準(zhǔn)模糊物元~R0n,~R0n的各項(xiàng)由~Rmn內(nèi)各評(píng)價(jià)樣本從優(yōu)隸屬度中的最大值或最小值確定,即

2 合作博弈權(quán)重

評(píng)價(jià)過程中,權(quán)重的大小對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有重要的影響,采用多種權(quán)重賦值方法可以避免單一方法的主觀性和片面性。多種賦權(quán)方法的權(quán)重結(jié)果相互獨(dú)立,但在一定程度上存在著沖突。根據(jù)合作博弈理論,合作博弈權(quán)重的基本思想是在相互競爭和沖突的不同權(quán)重間尋求妥協(xié)、均衡和一致,即最小化各權(quán)重與可能權(quán)重間的偏差[5]。

構(gòu)造權(quán)重集wk={wk1,wk2,…wkn},k=1,2,…L,L個(gè)向量的任意線性組合為

3 海明貼近度復(fù)合模糊物元

貼近度是指待評(píng)價(jià)樣本與標(biāo)準(zhǔn)樣本之間的相互接近程度。貼近度越大,表示兩者越接近;反之,則相差越大。本文構(gòu)造海明貼近度復(fù)合模糊物元,根據(jù)歐氏貼近度的大小對(duì)各方案進(jìn)行優(yōu)劣排序,并可進(jìn)行分類。

4 FME-CGW工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)模型

FME-CGW工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)過程如下:

(1)建立工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);由待評(píng)價(jià)樣本和各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建復(fù)合物元。

(2)采用公式(4)和(5),計(jì)算從優(yōu)隸屬度,構(gòu)建從優(yōu)隸屬度復(fù)合物元。

(3)確定標(biāo)準(zhǔn)模糊物元~R0n。

(4)以客觀商權(quán)賦值法和主觀AHP賦值法計(jì)算各權(quán)重向量,根據(jù)公式(7)計(jì)算合作博弈權(quán)重。

(5)采用式(9)計(jì)算海明貼近度,根據(jù)海明貼近度的大小確定待評(píng)價(jià)樣本的等級(jí)。

5 應(yīng)用實(shí)例

以黑河流域?yàn)槔?說明基于模糊物元的工程項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用。本文把黑河中游的實(shí)測指標(biāo)與各評(píng)價(jià)等級(jí)作為事物進(jìn)行排序,并根據(jù)排序結(jié)果評(píng)定黑河治理工程對(duì)中游生態(tài)環(huán)境的影響程度。

5.1 構(gòu)建復(fù)合物元Rmn

根據(jù)文獻(xiàn)[2],建立黑河近期治理項(xiàng)目生態(tài)影響后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)國內(nèi)外后評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),將指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分為五個(gè)等級(jí),1級(jí)為生態(tài)環(huán)境明顯改善;2級(jí)為生態(tài)環(huán)境較明顯改善;3級(jí)為生態(tài)環(huán)境微弱改善;4級(jí)為生態(tài)環(huán)境基本無影響;5級(jí)為生態(tài)環(huán)境退化。具體見表1。

表1 黑河流域中游生態(tài)影響后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)

采用2009年與2001年的資料對(duì)比分析,可得各指標(biāo)實(shí)測值[2],并由黑河流域?qū)崪y指標(biāo)和各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建復(fù)合物元Rmn。

5.2 構(gòu)建復(fù)合模糊物元~Rmn

根據(jù)公式(4)和公式(5),計(jì)算各指標(biāo)的從優(yōu)隸屬度,則從優(yōu)隸屬度復(fù)合物元為

5.3 確定標(biāo)準(zhǔn)模糊物元~R0n

~R0n的各項(xiàng)是由~Rmn內(nèi)各評(píng)價(jià)樣本中從優(yōu)隸屬度中最大值或最小值確定,本文取最大值1為標(biāo)準(zhǔn)值,則標(biāo)準(zhǔn)模糊物元為

5.4 合作博弈權(quán)重

采用主觀AHP賦值法和客觀熵權(quán)賦值法分別計(jì)算權(quán)重向量,并根據(jù)公式(7)和公式(8)計(jì)算合作博弈權(quán)重見表2。

5.5 海明貼近度

采用式(9)計(jì)算海明貼近度,根據(jù)海明貼近度的大小確定待評(píng)價(jià)樣本的等級(jí)。FME-CGW后評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

由表3可看出,黑河中游評(píng)價(jià)結(jié)果為0.5550,最接近于第2級(jí)水平0.5932,可得出評(píng)價(jià)結(jié)果為2級(jí)水平,即生態(tài)環(huán)境有較明顯改善,說明黑河流域治理工程對(duì)黑河中游生態(tài)環(huán)境有較明顯改善。與文獻(xiàn)[2]采用AHP物元可拓模型所得的結(jié)果完全一致,說明本文FME-CGW后評(píng)價(jià)模型可以應(yīng)用于工程項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境后評(píng)價(jià),成果合理可靠。

表2 AHP賦值、熵權(quán)賦值及合作博弈權(quán)重

表3 FME-CGW后評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)結(jié)果

6 結(jié) 語

本文根據(jù)模糊物元理論、合作博弈理論和海明貼近度,以待評(píng)價(jià)樣本和各評(píng)價(jià)等級(jí)構(gòu)建物元,建立基于合作博弈權(quán)重的模糊物元生態(tài)影響后評(píng)價(jià)模型。模型應(yīng)用于黑河流域,評(píng)價(jià)黑河流域治理工程對(duì)黑河中游的生態(tài)環(huán)境的影響程度。結(jié)果證明該工程對(duì)生態(tài)環(huán)境有較明顯的改善。本文FME-CGW后評(píng)價(jià)模型思路清晰,方法簡單,計(jì)算成果可靠合理。說明FME-CGW后評(píng)價(jià)模型可以評(píng)價(jià)工程項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度,為后評(píng)價(jià)提供一種實(shí)用可行的方法。

[1]陳守煜,李慶國.多指標(biāo)半結(jié)構(gòu)性模糊評(píng)價(jià)法在水利工程后評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水利學(xué)報(bào),2004,35(4):27-32.

[2]丁億凡,唐德善,王 婷.基于AHP物元可拓模型的黑河中游生態(tài)影響后評(píng)價(jià)[J].水電能源科學(xué),2011,29(5):106-108.

[3]李紹飛.改進(jìn)的模糊物元模型在灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011,25(11):175-181.

[4]潘 峰,梁 川,王志良,等.模糊物元模型在區(qū)域水資源可持續(xù)利用綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水科學(xué)進(jìn)展,2003,14(3):271-275.

[5]遲道才,馬 濤,李 松.基于博弈論的可拓評(píng)價(jià)方法在灌區(qū)運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,24(8):36-39.

Ecological Impact Post-assessment of Projects Based on Fuzzy Matter-element Model

YANG Da-bing1,WANG Zheng-zhong2,MA Xi-ming2
(1.Capital Construction Department,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi712100,China;2.College of Water Resources and Architectural Engineering,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi712100,China)

Based on fuzzy matter-element theory,cooperative game theory and Hamming approach degree,the FME-CGW post-assessment model is proposed to assess the ecological impact of projects.The derivedmodel is applied to the ecological impact post-evaluation in Heihe basin.The results show that the treatment project in Heihe basin is benefical to the ecological environment of the middle reach of Heihe River,and the ecologial environment of Heihe basin has been improved obviously.The results are reasonable and satisfactory by comparing to the other methods.This study is a preliminary discussion for the ecological impact post-evaluation model of projects,and could provide a practical and feasible method for ecological impact post-evaluation.

project;ecological impact post-assessment;fuzzy matter-element model;cooperative game weight

X820.6

A

1672—1144(2012)02—0093—04

2011-12-30

2012-01-25

陽大兵(1974—),男(漢族),江西萍鄉(xiāng)人,工程師,主要從事工程項(xiàng)目管理工作。