層次分析法在電網工程項目管理中的應用

余華興,張 輝

(重慶市電力公司楊家坪供電局,重慶 400050)

0 引言

直轄后,重慶電網進入快速發展中,電網建設力度不斷加強,電網改造的目的眾多,涉及解決電網隱患、增供擴銷、提高電網可靠性等諸多方面。如何將有限資金分配到有效項目中,是電網改造投資的一個難題。層次分析法可應用于電力系統規劃等多個領域中[1,2],以有效地解決電網項目排序的決策問題。

1 層次分析法及其步驟

層次分析法(簡記 AHP),在 20世紀 70年代中期由 seaty正式提出,它是一種將半定性和半定量的問題轉化為定量計算的有效方法,把復雜的決策系統層次化,通過逐層比較各種關聯因素的重要性來分析、決策,以提供定量的依據。它特別適用于那些難于完全用定量進行分析的復雜問題。因此在資源分配、選優排序、政策分析、沖突求解以及決策預報等領域得到廣泛的應用[3]。層次分析法一般包括以下幾個步驟[3,4]:

(1)分析系統中各因素的關系,建立系統的遞階層次結構,一般分為目標層,準則層,措施層。不同層次的各因素間的關系用連線表示,如果因素間有連線,表示二者相關,否則表示不相關。每一層中的指標數一般不超過 9個,因素過多會給兩兩比較帶來困難。

(2)構造兩兩成對比較的判斷矩陣。判斷矩陣是數字矩陣,數字代表了因素相對重要程度,稱為權重。

(3)層次單排序及其一致性檢驗。計算措施層的單個準則因素的權重,對單個因素下的措施進行排序。逐一計算每個準則因素的相關措施的權重后,就得到每一個措施對準則層的貢獻大小,即每一個措施相對于每一個準則的得分。根據得分大小,對措施排序。

(4)層次總排序及其一致性檢驗。計算準則層的每一個準則對目標的貢獻大小,獲得準則層每一個因素對目標的權重。根據(3)計算的得分,利用準則層的權進行加權求和,并單位化,算出每一個措施的綜合得分,再根據得分的大小,對措施總排序。

2 層次分析法在電網工程項目管理中的應用

2.1 工程實例

項目 A、項目 B、項目 C、項目 D是電力公司申報的四個項目,在有限的項目資金下,優先開展哪個項目,使得資金得到最有效的利用,成為一個困難的決策問題。在對供電局各層次的調查中,大家一致同意將項目的目的分為消除人身傷害隱患、消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷四個部分。因此這四部分可作為一個評判有效利用資金的標準。

1)消除人身傷害隱患:越高則權重應該越高;

2)消除設備重大隱患:越高則權重應該越高;

3)提高電網可靠性:影響越大則權重應該越高;

4)增供擴銷:越難完成,權重越高。

項目 A、項目 B、項目 C、項目 D的權重為 a、b、c、d。權重越大的排名越靠前,數量可根據實際情況增加。

2.2 建立遞階層次模型

根據實際情況,建立了三個層次模型,第一層(目標層)是有效利用資金,第二層(準則層)為:消除人身傷害隱患、消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷四個準則,第三層是項目 A、B、C、D四個項目,而每個項目均具有消除人身傷害隱患、消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷四項功能,建立的遞階層次模型如圖 1所示。

圖1 電網工程項目層次結構圖

2.3 構造判斷矩陣,計算各因素的得分

按照圖 1表示的層次結構模型,通過兩兩比較下一層次諸因素對上一層次某元素的相對重要性,用“和積法”計算相應的得分。

在消除人身傷害隱患方面,將項目 A、項目 B、項目 C、項目 D 4個項目兩兩進行比較,項目 A同項目 B比,項目 A在消除人身傷害隱患方面沒有項目B高,它的消除程度只有項目 B的 1/2,而項目 A的消除程度是項目 C的 2倍,是項目 D的 3倍,以此類推,兩兩比較,得出其它 3列的系數。如表 1。

表1 各項目在消除人身傷害方面優先級

把表 1每行進行單位化,然后各列相加得到表2數據。

表2 單位化求和的表格

對表 2每列求和的結果進行單位化,得到表 3所示結果。

表3 各項目相對于消除人身傷害方面的得分

當我們考慮單項指標的消除人身傷害的話,從以上計算可知,項目 A的消除人身傷害效果是最明顯的。

用同樣方法可以分別計算出項目 A、項目 B、項目 C、項目 D相對于消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷 3個方面的優先級。

表4 各項目在消除設備重大隱患的優先級

表5 各項目在消除設備重大隱患的得分

表6 各項目在提高電網可靠性的優先級

表7 各項目在提高電網可靠性的得分

表8 各項目在增供擴銷的優先級

表9 各項目在增供擴銷的得分

2.4 比較各個評判標準的權重

對消除人身傷害隱患、消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷這四項評判標準進行兩兩比較,得出各個評判標準的權重。

表10 各個評判標準兩兩比較的優先級

表11 各個評判標準的權重

2.5 層次總排序

獲得了各單項工程的消除人身傷害隱患、消除設備重大隱患、提高電網可靠性、增供擴銷四個評判標準的優先級,將各個指標對應的評判標準的優先級分別與對應的評判標準的權重相乘,就可以得到各個指標的量化的權重。

表12 各項目在綜合得分計算表

由表 12可得出 4個工程的綜合排名以及權重比,可以用于項目計劃的排序和資金量安排的量化依據。

3 總結

在實際工作中,可結合公司的中長期規劃和近期目標確定評判標準,再根據評判標準形成權重分,權重的次序為消除人身傷害隱患(0.45),消除設備重大隱患(0.25),提高電網可靠性(0.21),增供擴銷(0.09),從而使工程立項更具有科學性。應用層次分析法,可在電力投資項目數較多時,突出改造項目排序的客觀性,提高項目的改造效率,從而提高電力生產的效率。

[1]趙云飛,陳金富,郭文利.層次分析法在電力行業決策問題中的應用[J].繼電器,2005,(3).

[2]曾鳴.層次分析法在電力建設工程招標工作中的應用[J].電力建設,1991,(6).

[3]劉來福,曾文藝.數學模型與數學建模[M].北京:北京師范大學出版社,2000.

[4]王濤,侯克鵬,郭振世,等.層次分析法(AHP)在尾礦庫安全運行分析中的應用[J].巖土力學,2008,(Z1).