層次分析法在水利水電規劃中的應用探討

周治榮

【摘要】層次分析法能夠對各項數據進行有效的檢驗，對工程建設的實施具有良好的效果。水利水電工程在進行規劃設計的過程中，積極應用層次分析法，能夠對影響工程建設的因素進行了解，從而有效避免建設施工的風險因素，提高工程施工的質量和水平，保證其能夠達到相應的要求和標準。本文主要從水利水電工程中應用層次分析法的基本原理入手，對層次分析法的判斷矩陣和一致性檢驗情況進行了說明，并對層次分析法在水利水電規劃中的應用情況進行了介紹，同時還結合實際案例加以驗證。

【關鍵詞】層次分析法；水利水電；規劃；應用

1.前言

市場經濟的持續健康發展，給水利水電工作的順利實施提供了良好的前提條件。水利水電工程在進行實際建設施工的過程中，建設經歷的時間較長，且涉及到較多方面，這就相應增加了工程的建設難度。水利水電工程的設計人員充分使用現代的科學技術，比如說層次分析法，能夠對水利水電工程的全面工作進行有效的規劃和整理，從而減少一些潛在的風險，保證水利水電工程的施工質量能夠達到相應的標準和要求，同時還能對工程建設施工的質量和進度進行有效的控制。

2.水利水電工程中應用層次分析法的基本原理

層次分析法（AHP：the Ana-lytic Hierarchy Process），主要是將能夠參與到決策問題的所有影響因素進行列舉，對這些因素的從屬關系進行有效分析，并以此為依據，構建其多層次的結構模型。通常情況下，層次分析法構建起的結構模型主要分為三個部分，分別是最高層、中間層和最底層，最高層也就是所說的總目標，其次中間層主要指代的是相應的準則或者指標，而最底層也就是具體的方案規劃。層次分析法使用的具體模型結構如下，根據其模型結構能夠建立起相應的判斷矩陣，并且為做好相應的一致性檢驗工作提供良好的前提準備。

2.1 層次分析法的判斷矩陣

針對上圖所示的層次分析法結構模型中的某一層次來講，它是與多種影響因素進行緊密聯系的，使用活動矩陣和判斷矩陣，能夠對其中的特征向量進行有效的查找和應用，從而提升層次分析法的總體應用效果。對特殊矩陣情況進行定義主要包括以下幾種：

（1）當層次分析法中涉及到的所有元素都是正數的時候，這樣形成的矩陣成為正矩陣。

（2）針對于具有n階的矩陣，比如說A=[aij]是互反矩陣，也就是說如果當aij=1的時候，那么aij=1/aij，其中（i，j=1，2，···，n）（1）

（3）而如果稱n階的矩陣A=[aij]是一致性矩陣，那么如果aij=aik/ajk ，其中（i，j，k=1，2，···n）

（4）假設沒有滿足到歸一化條件的所有正因素全向量W=（w1，w2，···，wn）T（W中的各個分量的和為1，并且各個分量都是大于零的），如果對W中的所有分量進行兩兩性的對比，能夠得到的矩陣是不相同的，相似的地方在于都是按照數據排列的順序進行的。通過對W的分量進行兩兩對比，能夠得到的矩陣是一致性的正互反矩陣。

2.2 層次分析法的一致性檢驗

在使用層次分析法對水利水電工程進行規劃設計的過程中，如果比較的因素具有一定的模糊性和復雜性時，這時候一般都不能夠有效保證監理起來的判斷矩陣具有完全一致性。判斷矩陣的最大特征根在這時候表現為λm將會大于矩陣的階數n，并且還有一些非零的其他特征根。只有當判斷矩陣的最大特征根λm能夠較為接近n的時候，才能夠保證定量比較結構具有一定的合理性。此時判斷矩陣也就具有較為合適的一致性。在對矩陣的一致性指標進行檢驗的時候，通常使用的模式是CI=λm-n/n-1（3），而按照隨機一致性指標RI進行確定的時候，能夠對CI和RI的值進行一致性比例的計算，也就是使用CR=CI/RI（4）的方式，這其中具體使用的RI隨機值主要情況如下。

3.水利水電規劃中層次分析法的應用

3.1 A.D.HALL系統結構的應用

在水利水電的規劃工作中，使用的層次分析法，主要是對定量和定性結合的問題進行有效的處理。當水利水電工程中實際應用層次分析法的時候，相關的設計人員需要對具體的評價目標和標準進行有效的確定，從而對多種影響因素、多建設規范以及多規劃方案進行全面的風險評估。在水利水電工程規劃中使用層次分析法，首先需要建立起水利水電工程A.D.HALL的層次結構模型，這樣能夠對相應的準則進行初步明確，其次，需要對標度進行有效的確定，這其中就需要使用到兩兩因素對比的方法，這樣能夠對準則層的要素進行全面構建，從而做好判斷矩陣的分析工作，再者，還需要確定準則層的判斷標準，這其中通常使用的是判斷矩陣的某一個上層要素，同樣采用兩兩對比的方法，對元素的相關情況進行有效確定，這樣能夠對影響到水利水單工程具體項目風險的權重進行確定。通過這一系列的步驟，能夠對判斷矩陣中的特征向量進行充分計算。針對水利水電工程中規劃判斷矩陣中的每一個數據進行計算，用其除以相對應列得到的值，與實現規范化之后的矩陣，按照行進行相加計算。只有經過最后的計算之后，才能夠得到全面的A.D.HALL系統結構，A.D.HALL的向量矩陣，能夠為水利水電工程項目的規劃工作，選擇合適的規劃方案。

3.2 模糊層次分析法應用

模糊層次分析法在實際應用的過程中，最為重要的是建立好相關的判斷矩陣，并使其形成相應的準則層。通常來說，在對水利水電工程規劃建設的影響因素進行選取時，重點需要考慮的是環境因素、企業自身的問題影響情況以及合約的實際履行情況等。同時還需要從水利水電工程建設的實際情況出發，對準則層的子準則層進行相應的設置，這樣就基本完成了模糊層次分析方法的關鍵性工作。在此基礎上，水利水電工程規劃設計人員需要對主程序進行編寫，由此才能夠對各個判斷矩陣的權重系數進行有效的獲取，同時還需要對這些數據的一致性進行全面檢驗，最終需要水利水電工程建設風險的評估專家進行分析計算工作，這樣能夠針對水利水電工程建設過程中遇到的風險因素進行充分的涵蓋。只有考慮了所有風險因素之后進行的規劃設計方案，才具有良好的可行性和科學性。

4.層次分析法在水利水電工程規劃設計中應用的實例分析

某水利重點工程，在進行建設施工的過程中，以明渠的修建為主，全長共有35km，包含了渠渠交叉、右岸排水和河渠交叉等多項建筑物，該工程總投資為11億元。針對該工程的建設，需要進行有效的規劃設計，對其影響因素進行全面的分析和總結。

使用層次分析法對該工程進行分析的時候，邀請專家主要針對該項目各層要素的指標實施情況進行兩兩對比，并賦予相應的權重，經過細密的計算，得出了風險因素的評估結果。根據該工程的風險評估結果，工程設計人員有針對性的對工程進行規劃設計，圓滿完成了該工程的方案規劃工作。

5.結束語

水利水電工程是能夠有效體現出現代化建設效果的重要形式之一，對于社會經濟的穩定發展，便利人們的生產生活具有十分重要的作用和意義。針對水利水電工程的建設，需要做好相應的規劃工作，為具體工程的實施提供良好的規范和指導，這樣才能夠保證建設工程免受一些不確定因素的負面影響。層次分析法作為一種先進的科學分析方法，能夠對水利水電工程建設實施當中出現的問題進行有效的考慮，從而做好相應的準備工作，為做好水利水電工程的規劃設計發揮重要作用。

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