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摘要:沈北新区核心起步区直接坐落在沈北煤田南部的大桥煤矿、蒲河煤矿和清水煤矿三个井田之上。因此,沈北新区核心起步区社会效益的模糊评价对其商业建设和压覆区煤炭资源开采之间的选择有重要的现实意义。文章在考虑有关社会效益影响因素的基础上,结合层次分析法(AHP)和模糊数学的相关知识,建立了模糊综合评判模型,并运用该模型对两种建设方案的社会效益进行了综合评价,最后得出相关结论。
关键词:沈北新区核心起步区;社会效益;层次分析法(AHP);模糊综合评价
一、引言
2006年3月,沈阳市市委、市政府决定将新城子区与辉山农高区合署办公,组建沈北新区。2006年10月沈北新区经国务院正式批准成为行政新区,沈北新区区委、区政府欲将其建成新区的行政文化中心、商务商业中心、现代生活中心、节能示范中心。沈北新区作为建立东北第一生态新城重要的功能承载空间,是沈铁工业走廊的重要功能节点,未来沈阳市的城市副中心。
沈北新区核心起步区商业建设和压覆煤炭开采两种方案社会效益的好坏,不仅关系到沈北新区自身的发展,而且还关系到沈阳经济圈、辽宁经济的发展,对振兴东北老工业基地也有十分重要的意义。对沈北新区核心起步区两种建设方案的社会效益进行合理评价,有助于了解核心起步区本身的社会效益的现状,同时为沈北新区建设委员会提供科学的依据。本文用层次分析法(AHP)和模糊综合评价的知识对影响沈北新区核心起步区商业建设及压覆煤炭开采两种方案社会效益的各个因素进行了具体的评价与分析。
二、沈北新区核心起步区社会效益的结构层次分析
层次分析法(AHP)是由美国著名的运筹学家,匹兹堡大学教授Saaty于20世纪70年代中期提出。Saaty提出AHP法可以追溯到20世纪70年代中期,1971年,他曾为美国国防部研究所谓“应急计划”,1972年为美国科学基金会研究电力在工业部门分配问题,1973年为苏丹政府研究苏丹运输问题,由于研究的需要,他感到必须综合的考虑定性和定量的分析、使决策思维过程模型化(或规范化)的方法。从而形成了AHP法的核心思想。
应用AHP分析决策问题时,首先要把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型,在此将影响社会效益的因素分为一级指标和二级指标。利用指标之间的重要性关系建立判断矩阵并进行计算,按照评价指标体系的重要性来确定各自的权数。根据相关资料及咨询有关人士,本文沈北新区核心起步区社会效益评价指标体系,如表1所示。
三、评价过程
社会效益评价要统筹经济、资源、环境及社会各个方面,协调发展以实现社会效益的最大化,而不仅仅是追求财务赢利与经济增长。其具体评价过程如下:
(一)指标值的标准化
为了尽可能真实地反映实际情况,排除由于各项指标的单位不同以及数据数量级之间的悬殊差别所带来的影响,避免不合理现象的发生,对指标协调度评价指标进行无量纲化处理。本文选用的是极值处理法。
标准化处理的原则是:假设有n个待评方案,p项评价指标,形成原始指标数据矩阵X=(xij)np。根据指标性质的不同分为正向指标和逆向指标,正向指标的值越大越好,逆向指标的值越小越好,对于正向指标,则运用公式①行标准化;对于逆向指标,则运用公式②进行标准化:
xij=①
xij=②
两式中xij是无量纲的,且xij∈(0,1)。
(二)利用层次分析法(AHP)确定权重
层次分析法所用的是两两比较的方法。在这一步中,决策要反复回答问题:针对准则A、两个元素Bi和Bj那一个更加重要些,重要多少就赋予一定数值。这里使用saatty提出的九级标度法把各个因素之间的重要性比较分为九等,它们的意义,如表2所示。对于n个元素来说,两两比较判断矩阵A(aij)nn(i,j=1,2,…,n)。
根据问卷调查将指标体系包含的各因素两两比较,得到如下的判断矩阵。
U=121/34 21/2 11/521/235 1 751/41/21/711/31/22 1/53 1
得到权重向量W=(0.2040.0940.5120.0540.136),以及λmax=5.093,CI=0.023,RI=1.12,CR=0.021<0.1,符合检验。
二级判断矩阵
U1=124 11/2 131/31/41/311/5135 1
W1=(0.3450.1760.0750.404)
λmax=4.046 CI1=0.015RI=0.90
CR1=0.017<0.1
U2= 1 3/2 3/433/72/3 11/322/74/3 3 141/21/31/21/211/77/37/22 7 1
W2=(0.1730.1070.2460.0580.416)
λmax=5.0264CI2=0.0066RI=1.12CR2=0.0059<0.1
U3= 15/3 55/35/23/5 131/23/21/51/311/41/23/5 24 13/22/52/322/31
W3=(0.3500.1840.0660.2600.140)
λmax=5.0522CI3=0.01305RI=1.12CR3=0.0116<0.1
U4=11/41/24 15/323/51
W4=(0.1450.5460.309)
λmax=3.0037CI4=0.0185RI=0.58CR4=0.0319<0.1
U5=21/31/5311/25 21
W5=(0.1100.3090.581)
λmax=3.004,CI5=0.002,RI=0.58,CR5=0.003<0.1
从上面的计算结果可以清楚地看到,一致性指标CI和一致性比率CR均小于0.1,说明判断矩阵均满足一致性。
(三)模糊综合评价
模糊综合评价是以模糊数学为基础。应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清,不易定量的因素定量化,进行综合评价的一种方法。本文中对指标层中的某一单指标Ui作单指标评价,从指标Ui确定该事物对评价Vj的隶属度,从而得到Ui的单指标评价集:
Ri=(Ri1,Ri2,…,Ri5),
将单指标模糊评价矩阵R1、R2、R3、R4及R5合为模糊关系矩阵为:
R=0.5130.2580.1640.0530.0120.4320.1940.1580.1430.0730.3850.1690.2320.1780.0360.3050.2200.1260.2240.1250.4910.2350.1500.1030.021
再对R进行模糊矩阵合成运算,得到综合评价结果:
B=W°R=(0.4260.2010.1940.1410.038)
(四)结果分析——最大隶属度原则
设模糊综合评价结果为:B=(b1,b2,…,bn),则该指标的模糊评价结果为bs,属于第s个评语等级。令:
p=bj’q=bj
其中表示B中的第二大分量。P和q分别是模糊综合评价向量B中的最大分量和第二大分量所占分量综合的比例。显然p∈,1,q∈0,,
p′==,q′==2q
则p′∈(0,1),q′∈(0,1)
定义α==,α≥0,
根据α的大小来判定最大隶属度原则的有效性,如表3所示:
于是有:
p=bj==0.426
q=bj==0.201
α===0.7027
由表可以看出,最大隶属度原则比较有效。
设C=(c1,c2,…cn)为评语等级权数组成的向量,设:D=bjcjbj
由此可根据各评价对象的D值大小进行优劣排序,从而确定合适的方案。
(五)评价结果
利用语义学标度分为5个测量等级,即评语集合V={v1,v2,v3,v4,v5}={优秀、良好、中等、可以选用、不可选用}。为了便于计算,将主观评价的语义学标度进行量化,并依次赋值为5、4、3、2与1。
于是可得出建设商业沈北新区核心起步区的综合得分为:
D1==3.836
同理可计算压覆煤炭开采的综合得分为:D2=3.361。
四、结论
本文应用层次分析法(AHP)以及相关的模糊数学知识,结合相关专家的意见,选取了经济规模指标、经济素质指标、居民生活指标、收益分配指标以及社会适应指标五个方面的评价指标体系以及20个因素指标体系,对沈北新区核心起步区商业建设与开采压覆煤炭资源两种发展方案的社会效益进行了定量的评价分析。指标的选取恰当合理,得出的最终结果是压覆煤炭的开采方案略逊于商业建设方案。但具体采取何种方案,则仍要综合考虑国家宏观调控政策和沈北新区的发展规划,以及国家的战略规划。本文在模糊综合评价中采用层次分析法(AHP)来确定权重,此方法思路清晰,方法简单,计算方便,避免了在主观评判中很多的人为因素,为相关部门进行评估和决策提供了可靠的依据。
参考文献:
1、郭嗣琮,陈刚.信息科学中的软计算方法[M].东北大学出版社,2001.
2、范志敏.居住社区环境综合评价方法研究[D].中南大学,2007.
3、章恒全,詹绍芬.住宅小区综合评价模型探讨[J].河海大学学报,2004(11).
4、胡永宏,贺恩辉.综合评价方法[M].科学出版社,2000.
(作者单位:辽宁工程技术大学)
关键词:沈北新区核心起步区;社会效益;层次分析法(AHP);模糊综合评价
一、引言
2006年3月,沈阳市市委、市政府决定将新城子区与辉山农高区合署办公,组建沈北新区。2006年10月沈北新区经国务院正式批准成为行政新区,沈北新区区委、区政府欲将其建成新区的行政文化中心、商务商业中心、现代生活中心、节能示范中心。沈北新区作为建立东北第一生态新城重要的功能承载空间,是沈铁工业走廊的重要功能节点,未来沈阳市的城市副中心。
沈北新区核心起步区商业建设和压覆煤炭开采两种方案社会效益的好坏,不仅关系到沈北新区自身的发展,而且还关系到沈阳经济圈、辽宁经济的发展,对振兴东北老工业基地也有十分重要的意义。对沈北新区核心起步区两种建设方案的社会效益进行合理评价,有助于了解核心起步区本身的社会效益的现状,同时为沈北新区建设委员会提供科学的依据。本文用层次分析法(AHP)和模糊综合评价的知识对影响沈北新区核心起步区商业建设及压覆煤炭开采两种方案社会效益的各个因素进行了具体的评价与分析。
二、沈北新区核心起步区社会效益的结构层次分析
层次分析法(AHP)是由美国著名的运筹学家,匹兹堡大学教授Saaty于20世纪70年代中期提出。Saaty提出AHP法可以追溯到20世纪70年代中期,1971年,他曾为美国国防部研究所谓“应急计划”,1972年为美国科学基金会研究电力在工业部门分配问题,1973年为苏丹政府研究苏丹运输问题,由于研究的需要,他感到必须综合的考虑定性和定量的分析、使决策思维过程模型化(或规范化)的方法。从而形成了AHP法的核心思想。
应用AHP分析决策问题时,首先要把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型,在此将影响社会效益的因素分为一级指标和二级指标。利用指标之间的重要性关系建立判断矩阵并进行计算,按照评价指标体系的重要性来确定各自的权数。根据相关资料及咨询有关人士,本文沈北新区核心起步区社会效益评价指标体系,如表1所示。
三、评价过程
社会效益评价要统筹经济、资源、环境及社会各个方面,协调发展以实现社会效益的最大化,而不仅仅是追求财务赢利与经济增长。其具体评价过程如下:
(一)指标值的标准化
为了尽可能真实地反映实际情况,排除由于各项指标的单位不同以及数据数量级之间的悬殊差别所带来的影响,避免不合理现象的发生,对指标协调度评价指标进行无量纲化处理。本文选用的是极值处理法。
标准化处理的原则是:假设有n个待评方案,p项评价指标,形成原始指标数据矩阵X=(xij)np。根据指标性质的不同分为正向指标和逆向指标,正向指标的值越大越好,逆向指标的值越小越好,对于正向指标,则运用公式①行标准化;对于逆向指标,则运用公式②进行标准化:
xij=①
xij=②
两式中xij是无量纲的,且xij∈(0,1)。
(二)利用层次分析法(AHP)确定权重
层次分析法所用的是两两比较的方法。在这一步中,决策要反复回答问题:针对准则A、两个元素Bi和Bj那一个更加重要些,重要多少就赋予一定数值。这里使用saatty提出的九级标度法把各个因素之间的重要性比较分为九等,它们的意义,如表2所示。对于n个元素来说,两两比较判断矩阵A(aij)nn(i,j=1,2,…,n)。
根据问卷调查将指标体系包含的各因素两两比较,得到如下的判断矩阵。
U=121/34 21/2 11/521/235 1 751/41/21/711/31/22 1/53 1
得到权重向量W=(0.2040.0940.5120.0540.136),以及λmax=5.093,CI=0.023,RI=1.12,CR=0.021<0.1,符合检验。
二级判断矩阵
U1=124 11/2 131/31/41/311/5135 1
W1=(0.3450.1760.0750.404)
λmax=4.046 CI1=0.015RI=0.90
CR1=0.017<0.1
U2= 1 3/2 3/433/72/3 11/322/74/3 3 141/21/31/21/211/77/37/22 7 1
W2=(0.1730.1070.2460.0580.416)
λmax=5.0264CI2=0.0066RI=1.12CR2=0.0059<0.1
U3= 15/3 55/35/23/5 131/23/21/51/311/41/23/5 24 13/22/52/322/31
W3=(0.3500.1840.0660.2600.140)
λmax=5.0522CI3=0.01305RI=1.12CR3=0.0116<0.1
U4=11/41/24 15/323/51
W4=(0.1450.5460.309)
λmax=3.0037CI4=0.0185RI=0.58CR4=0.0319<0.1
U5=21/31/5311/25 21
W5=(0.1100.3090.581)
λmax=3.004,CI5=0.002,RI=0.58,CR5=0.003<0.1
从上面的计算结果可以清楚地看到,一致性指标CI和一致性比率CR均小于0.1,说明判断矩阵均满足一致性。
(三)模糊综合评价
模糊综合评价是以模糊数学为基础。应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清,不易定量的因素定量化,进行综合评价的一种方法。本文中对指标层中的某一单指标Ui作单指标评价,从指标Ui确定该事物对评价Vj的隶属度,从而得到Ui的单指标评价集:
Ri=(Ri1,Ri2,…,Ri5),
将单指标模糊评价矩阵R1、R2、R3、R4及R5合为模糊关系矩阵为:
R=0.5130.2580.1640.0530.0120.4320.1940.1580.1430.0730.3850.1690.2320.1780.0360.3050.2200.1260.2240.1250.4910.2350.1500.1030.021
再对R进行模糊矩阵合成运算,得到综合评价结果:
B=W°R=(0.4260.2010.1940.1410.038)
(四)结果分析——最大隶属度原则
设模糊综合评价结果为:B=(b1,b2,…,bn),则该指标的模糊评价结果为bs,属于第s个评语等级。令:
p=bj’q=bj
其中表示B中的第二大分量。P和q分别是模糊综合评价向量B中的最大分量和第二大分量所占分量综合的比例。显然p∈,1,q∈0,,
p′==,q′==2q
则p′∈(0,1),q′∈(0,1)
定义α==,α≥0,
根据α的大小来判定最大隶属度原则的有效性,如表3所示:
于是有:
p=bj==0.426
q=bj==0.201
α===0.7027
由表可以看出,最大隶属度原则比较有效。
设C=(c1,c2,…cn)为评语等级权数组成的向量,设:D=bjcjbj
由此可根据各评价对象的D值大小进行优劣排序,从而确定合适的方案。
(五)评价结果
利用语义学标度分为5个测量等级,即评语集合V={v1,v2,v3,v4,v5}={优秀、良好、中等、可以选用、不可选用}。为了便于计算,将主观评价的语义学标度进行量化,并依次赋值为5、4、3、2与1。
于是可得出建设商业沈北新区核心起步区的综合得分为:
D1==3.836
同理可计算压覆煤炭开采的综合得分为:D2=3.361。
四、结论
本文应用层次分析法(AHP)以及相关的模糊数学知识,结合相关专家的意见,选取了经济规模指标、经济素质指标、居民生活指标、收益分配指标以及社会适应指标五个方面的评价指标体系以及20个因素指标体系,对沈北新区核心起步区商业建设与开采压覆煤炭资源两种发展方案的社会效益进行了定量的评价分析。指标的选取恰当合理,得出的最终结果是压覆煤炭的开采方案略逊于商业建设方案。但具体采取何种方案,则仍要综合考虑国家宏观调控政策和沈北新区的发展规划,以及国家的战略规划。本文在模糊综合评价中采用层次分析法(AHP)来确定权重,此方法思路清晰,方法简单,计算方便,避免了在主观评判中很多的人为因素,为相关部门进行评估和决策提供了可靠的依据。
参考文献:
1、郭嗣琮,陈刚.信息科学中的软计算方法[M].东北大学出版社,2001.
2、范志敏.居住社区环境综合评价方法研究[D].中南大学,2007.
3、章恒全,詹绍芬.住宅小区综合评价模型探讨[J].河海大学学报,2004(11).
4、胡永宏,贺恩辉.综合评价方法[M].科学出版社,2000.
(作者单位:辽宁工程技术大学)