基于AHP的村鎮基礎設施建設配置指標體系評價研究

黃桂林 馬宗帥 郭云飛

基于AHP的村鎮基礎設施建設配置指標體系評價研究

黃桂林 馬宗帥 郭云飛

現在我國正在大力推進村鎮建設，而村鎮基礎設施建設是村鎮建設的基礎，是搞好村鎮建設的關鍵。根據村鎮基礎設施建設的特點和實際建設情況，通過運用層次分析法，構建村鎮基礎設施配置指標體系，并對其進行評價。通過分析得到的結果，實現村鎮基礎設施建設的重要度的排序，實現村鎮基礎設施建設的效益最大化，對推動村鎮基礎設施建設健康的發展具有重要意義。

村鎮基礎設施建設 層次分析法 配置指標體系

引言

當前我國在大力推進社會主義新農村建設，而村鎮建設就是新農村建設的重要內容。村鎮基礎設施的建設又是村鎮建設的基礎和根本內容。村鎮基礎設施的建設是村鎮經濟與社會發展的支撐體系。適度超前，配置合理的基礎設施不僅能滿足村鎮各項活動的要求，而且還有利于帶動村鎮建設和村鎮經濟的騰飛，保障村鎮健康持續地發展1。因此，建設科學、合理的村鎮基礎設施配置指標評價體系是當前重要的任務。本文的研究就是采用層次分析法，對村鎮基礎設施建設各項配置指標進行了分析，并進行了科學的決策。

一、層次分析法的基本原理與步驟

（一）層次分析法的基本原理

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是由美國匹茲堡大學教授T.L.Saaty在20世紀70年代提出的。這是一種定性和定量相結合的系統性層次分析方法，是一種可用以處理復雜的社會、政治、經濟、技術等方面決策問題的分析方法，尤其是對于多目標、多方案的決策，這種方法可以有效地進行處理。AHP的基本思想是把一個復雜問題分解為各個組成的因素，并將這些因素按支配關系分組，從而形成一個有序的遞階層次結構。通過兩兩比較的方式確定層次中諸多因素的相對重要性，然后綜合人的判斷以確定決策因素相對重要性的總排序。層次分析法的出現給決策者決策那些難以定量描述的決策問題帶來了極大的方便，從而使它的應用涉及廣泛的科學和實際領域2。

（二）層次分析法的步驟

運用層次分析法進行決策時，大體上可以分為以下幾個步驟進行3：

（1）分析系統中各因素之間的關系，建立系統遞階層次結構模型；

（2）對同一層次的各元素關于上一層中某一準則的重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較判斷矩陣；

（3）由判斷矩陣計算被比較元素對于該準則的相對權重，并進行一致性檢驗；

（4）計算各層元素對系統目標的合成權重，并進行排序；

（5）根據分析的結果進行決策。

（三）層次結構模型的建立

應用層次分析法進行綜合評判決策時，首先應建立決策問題的層次結構，層次結構是應用層次分析法把復雜問題分解簡化的關鍵，必須建立在對決策問題深刻分析和非決策目標以及決策主體意圖的充分理解之上。層次結構的建立過程是首先確定決策目標，其次羅列出與該目標相關的各種因素，然后分析這些因素間的邏輯關系，按各因素屬性的不同分為若干組并劃分遞階層次結構。在深入分析實際問題的基礎上，將有關的各個因素按照不同屬性自上而下地分解成若干層次，同一層次的諸因素從屬于上一層次的因素或對上層因素有影響，同時又支配下一層的因素或受到下層因素的作用。層次結構可分為目標層、準則層、指標層。繪制的層次結構圖，如圖1所示。

（四）構造判斷矩陣

在層次結構中，對于從屬于（或影響）上一層的每個因素的同一層諸因素進行兩兩比較，比較其對于準則的重要程度，并按事前規定的標度定量化，構成矩陣形式，即判斷矩陣。標量化是指通過一定的標度體系，將各種原始數據轉換為可直接比較的規范化格式的過程4。為了對重要性判斷定量化，層次分析法選用1～9標度法，即用數字1～9對指標的相對重要性進行判斷，判斷矩陣的構建主要是通過專家評估或由歷史（經驗）數據得出。因素比例標度見表1。

表1 因素比例標度 表1

（五）計算權向量，進行一致性檢驗

由于構造判斷矩陣要受到專家系統的不完全性和評價系統復雜性的影響，所以要對判斷矩陣進行一致性檢驗。首先計算判斷矩陣最大特征值λmax和特征向量W，經歸一化后即為同一層次相應因素對于上一層次某因素相對重要性的排序的權值。常見的權重計算方法主要有：方根法、特征根方法、和積法、最小二乘法和對數最小二乘法等5。本文主要采用和積法計算權重。為避免其他因素對判斷矩陣的干擾，在實際中要求判斷矩陣滿足大體上的一致性，需要進行一致性檢驗。只有通過檢驗，才能說明判斷矩陣在邏輯上是合理的，才能繼續對結果進行分析。為了檢驗判斷矩陣的一致性，需計算它的一致性指標：

CI=（λmax-n）/（n-1）

式中，若CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；反之，CI越大，則判斷矩陣的一致性就越差。

為了檢驗判斷矩陣是否具有令人滿意的一致性，需將CI與平均隨機一致性指標RI進行比較。RI可查表確定，如表2所示。

一般而言，1或2階判斷矩陣總是具有完全一致性的。對于2階以上的判斷矩陣，一致性指標CI與同階的平均隨機一致性指標RI之比，稱為判斷矩陣的隨機一致性比率，記為CR。即

CR=CI/RI（1）

當CR＜0.1時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應對判斷矩陣作適當修正。

表2 隨機一致性指標RI值

（六）進行層次總排序

要最終得到各元素特別是最低層中各方案對于目標的排序權重，需要進行總排序6。計算某一層次所有因素對于最高層（總目標）相對重要性的權值，稱為層次總排序。在這一過程中是從最高層次到最低層次依次進行的。

二、指標體系的構建

（一）指標體系選擇的原則

（1）全面性原則：在指標選取的過程中將基礎設施進行詳細的分類，才能客觀、科學地反映基礎設施現狀的建設情況。

（2）可操作性原則：在指標選取中本著簡單、實用的原則，盡可能結合實際數據提取情況簡化指標體系指標的復雜性，便于實際應用。

（3）科學性原則：指標體系建構的目的是為了科學、客觀地反映某一事項的發展狀況或評價同類事項之間存在的差異。因此，指標體系中所選取的指標必須根據實際情況、在科學研究的基礎上，運用科學的方法，選擇客觀、實際、理性的指標。

（4）獨立性原則：所選擇的指標要求具有相對獨立性，即指標之間的關聯性較小，也就是說所選擇的指標，一方面是構成評價指標體系必不可少；另一方面彼此要相對獨立7。

（二）構建指標體系

根據相關研究，并在借鑒相關研究的基礎之上，將村鎮基礎設施分為道路交通、給水排水、能源系統、通信系統、環境系統、防災系統六大類。六大系統之下又分有詳細的核心指標。見表3。

表3 村鎮基礎設施建設配置指標體系

三、基于層次分析法的評價

（一）層次單排序

采用上述層次分析法對指標體系的權重進行計算。根據數據資料和專家意見，對每層各元素的相對重要性賦值，構造判斷矩陣。

首先對準則層的指標進行兩兩比較，建立判斷矩陣，其結果見表4。

表4 A-B之間構造的判斷矩陣

①將判斷矩陣每列正規化，得到正規化矩陣，其結果見表5。

表5 正規化矩陣

②將正規化判斷矩陣按行相加，得到向量AW。

AW=[1.1372,2.0674,1.1372,0.6155,0.6155,0.4273]T

③將向量AW進行正規化得到標準特征向量，即指標權重W。

W=[0.1895,0.3446,0.1895,0.1026,0.1026,0.0712]T

④進行一致性檢查：

BW=[1.1506,2.0975,1.1506,0.6234,0.6234,0.4832]T

故矩陣的最大特征值為：

則可得CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0258

查出同階矩陣平均隨機一致性指標RI=1.26.

此時CR=CI/RI=0.0205＜0.1

隨機一致性比率CR＜0.1，表示上述指標權重計算通過了一致性檢驗。我們認為是一致性合格，權重分配是合理的。所以，對村鎮基礎設施建設配置指標體系評價中，道路交通評價占0.1895，給水排水評價占0.3446，能源系統評價占0.1895，通信系統評價占0.1026，環境系統評價占0.1026，防災系統評價占0.0712。

同理可計算出道路交通系統評價指標、給水排水系統評價指標、能源系統評價指標、通信系統評價指標、環境系統評價指標、防災系統評價指標的次級指標的權重，其判斷矩陣和一致性檢驗見表6～表11。

λ1max=3.0183，CI1=0.0092，RI=0.58，CR1=0.0159＜0.1,通過一致性檢驗。

λ2max=4.0684，CI2=0.0228，RI=0.89，CR2=0.0256＜0.1,通過一致性檢驗。

λ3max=3.0000，CI3=0.0000，RI=0.58，CR3=0.0000＜0.1,通過一致性檢驗。

λ4max=3.0092，CI4=0.0046，RI=0.58，CR4=0.0079＜0.1,通過一致性檢驗。

λ5max=4.1459，CI5=0.0486，RI=0.89，CR5=0.0546＜0.1,通過一致性檢驗。

λ6max=3.0183，CI6=0.0092，RI=0.58，CR6=0.0159＜0.1,通過一致性檢驗。

表6 B1-C判斷矩陣及權重

表7 B2-C判斷矩陣及權重

表8 B3-C判斷矩陣及權重

表9 B4-C判斷矩陣及權重

表10 B5-C判斷矩陣及權重

表11 B6-C判斷矩陣及權重

可以看出，所有單排序的CR＜0.1,認為每個判斷矩陣的一致性都是可以接受的。

（二）層次總排序

進行層次總排序需要計算二級指標相對于目標層的合成權重，即求得二級指標對于總目標的相對重要程度。最終得到的村鎮基礎設施建設配置指標評價的權重系數，如表12。

四、權重結果的分析

村鎮基礎設施建設配置評價一級指標權重的計算結果顯示，在影響村鎮基礎設施建設的一級指標中，給水排水的重要性最高，其所占的權重為0.3446；其次是道路交通、能源系統，權重為0.1895；再次是通信系統、環境系統，權重為0.1026；最后重要的是防災系統，其權重為0.0712。

從上述結果可以看出：

（1）在村鎮基礎設施建設的過程中，要尤其注重給水排水的建設，這反映了在當前嚴峻的生態形勢下，水資源短缺，同時反映了現階段下的給水排水設施建設的落后。

（2）防災系統指標評價較低，說明災害的發生情況較低，建設水平可以滿足需求。

（3）道路交通與能源系統的指標評價處于較重要的位置，說明了現階段道路交通建設仍不能滿足需求，仍需要加強建設。強調能源系統的建設反映了當前能源資源的短缺，還不能滿足人們的需求。

表12 村鎮基礎設施建設配置指標評價綜合權

（4）隨著我國經濟又好又快的發展，現在村鎮基礎設施建設也開始重視通信和環境的建設，以便村鎮能夠保持一個較好的環境，同時良好的通信可以加強和外界的溝通，使村鎮繼續發展。

五、結論

本文從村鎮基礎設施建設配置指標體系評價分析入手，運用層次分析的方法，建立了當前村鎮基礎設施建設的配置指標體系模型，確定各因素之間的相對重要性比例標度，對村鎮基礎設施建設中的各個因素重要性進行了分析，在一定程度上為我國今后進行基礎設施建設可以提供借鑒和依據，具有一定的實用價值。

(本文為國家“十二五”科技支撐計劃課題：村鎮建設標準體系構建及實施保障技術研究，項目編號：2012BAJ19B01)

注釋：

1李建平.區域基礎設施共建共享策略探索[M].江蘇：江蘇城市規劃，2005.

2龐擁民.城市基礎設施建設評價研究[M].天津：天津大學，2008.

3鄭曉虹，髙惠瑛.基于層次分析法的城市基礎設施管理模型[J].市政建設.

4張鑫.城市基礎設施項目績效評價研究[M].西安：西安工業大學，2012.

5汪應洛.系統工程[M].北京：機械工業出版社，2003.

6荊全忠，姜秀慧，楊鑒淞，周延峰.基于層次分析法（AHP）的煤礦安全生產能力指標體系研究[J].中國安全科學學報,2006（16）.

7潘勝強.城市基礎設施建設投融資管理及其績效評價[M].湖南：湖南大學，2007.

（作者單位：東北林業大學土木工程學院 黑龍江哈爾濱 150040；作者簡介：黃桂林，博士，副教授，從事房地產經濟與管理、建設項目管理、城市建設管理研究；馬宗帥，碩士研究生，研究方向：建設項目管理、城市建設管理研究；郭云飛，碩士研究生，研究方向：建設項目管理）

（責編：若佳）

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1004-4914（2014）10-040-03