物元分析法在堤防工程管理評價中的應(yīng)用探析

黃顯賓

(朝陽縣水利勘測設(shè)計隊, 遼寧 朝陽 122000)

?

物元分析法在堤防工程管理評價中的應(yīng)用探析

黃顯賓

(朝陽縣水利勘測設(shè)計隊, 遼寧 朝陽 122000)

為有效反映堤防工程管理現(xiàn)代化水平，通過建立基于物元分析法的評價模型，實現(xiàn)對堤防工程管理現(xiàn)代化水平各項評估指標的量化計算，從而構(gòu)建堤防管理評估體系。應(yīng)用實例表明，物元分析法在堤防工程管理評價中具有較強的適用性，該研究可為堤防工程管理的現(xiàn)代化評估提供有益借鑒。

物元分析法； 堤防管理現(xiàn)代化； 物元評估體系

1 引 言

隨著中國河道治理事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，堤防工程建設(shè)已成為防洪設(shè)施完善的重要環(huán)節(jié)。自1998年特大洪水以來，中國不斷強化堤防工程在水利設(shè)施建設(shè)中的地位，并持續(xù)推進涉及長江、黃河、松花江等主要江河的堤防建設(shè)。據(jù)統(tǒng)計，截止到2014年底，中國大小江河已修筑完善堤防設(shè)施近42萬km，各流域地區(qū)河道防洪安全水平得到較大提升[1]。同時，隨著中國體制改革與技術(shù)創(chuàng)新的深入實施，堤防工程管理工作基本完成了由傳統(tǒng)經(jīng)驗管理模式向現(xiàn)代化管理模式的轉(zhuǎn)型。然而，在中國堤防工程管理模式逐步向現(xiàn)代化邁進的進程中，依舊存在管理機構(gòu)設(shè)置不合理、任務(wù)與人員配置不科學(xué)、管理模式觀念滯后、維護經(jīng)費不到位以及技術(shù)型人才匱乏等一系列問題[2]。鑒此，有必要通過構(gòu)建基于物元分析法的河道堤防評估模型，量化河道堤防工程現(xiàn)代化管理主要指標，以期為河道堤防工程建設(shè)與管理評估提供科學(xué)決策依據(jù)。

2 堤防工程現(xiàn)代化管理

2.1 堤防工程管理現(xiàn)代化內(nèi)涵及特征

堤防工程管理旨在以保護沿河兩岸各類公共基礎(chǔ)設(shè)施與人民生命財產(chǎn)安全為前提，運用適當(dāng)管理手段，充分挖掘河道在防洪、排澇、航運、泄洪以及生態(tài)等方面的潛能，從而在滿足社會發(fā)展需要的同時，有效維護河流生態(tài)環(huán)境安全[3]。堤防工程管理現(xiàn)代化表現(xiàn)為管理理念的創(chuàng)新，同時體現(xiàn)在堤防設(shè)施、技術(shù)以及政策現(xiàn)代化水平等方面，其基本特征主要包括：?管理理念創(chuàng)新。通過新型治水理念與管理理念相結(jié)合，取代傳統(tǒng)管理理念，使得管理效率與水平得以提升，從而實現(xiàn)堤防工程可持續(xù)發(fā)展的目的；?堤防設(shè)施現(xiàn)代化。為扭轉(zhuǎn)老舊堤防工程防洪標準低下、配套設(shè)施不全以及年久失修等現(xiàn)狀，通過積極引進先進技術(shù)，提升管理工作信息化水平與設(shè)備利用率，從而實現(xiàn)堤防設(shè)施的現(xiàn)代化改造；?管理技術(shù)現(xiàn)代化。堤防管理現(xiàn)代化以科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化為依托，旨在通過融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代化的信息監(jiān)控平臺，從而有效提升堤防管理技術(shù)的現(xiàn)代化水準[4]；?政策現(xiàn)代化。堤防工程管理政策現(xiàn)代化旨在通過吸取歷史工程失敗與成功的教訓(xùn)與經(jīng)驗，在結(jié)合中國具體國情的基礎(chǔ)上，制定符合中國現(xiàn)階段堤防工程管理現(xiàn)代化建設(shè)步伐的有益政策，從而在提升監(jiān)管技術(shù)人員工作效率及水準的同時，推進中國堤防工程管理工作朝著更加科學(xué)規(guī)范的方向前進。

2.2 堤防工程管理現(xiàn)代化評估體系構(gòu)建

堤防工程管理現(xiàn)代化具體表現(xiàn)為若干層次分明、結(jié)構(gòu)明確及相互之間關(guān)聯(lián)與補充的指標構(gòu)成的評價體系。中國地域遼闊且江河水情復(fù)雜，堤防工程管理現(xiàn)代化水平區(qū)域差異性較大。因此，為在不同管理水平下全面客觀地反映堤防工程管理的現(xiàn)代化水平，評價體系的構(gòu)建應(yīng)遵循如下建立原則：?具有代表性、系統(tǒng)性及準確性[5]；?可準確反映管理水平與效果；?兼顧可比性與可操作性；?具備主導(dǎo)性。依據(jù)上述原則，結(jié)合堤防工程管理現(xiàn)代化的本質(zhì)內(nèi)涵及相關(guān)技術(shù)手段，在充分對比、論證及分析基礎(chǔ)上合理選擇體系評估指標，從而構(gòu)建如表1所列的指標體系。

表1 堤防工程管理現(xiàn)代化評估指標體系

續(xù)表

注Q為目標層，D為準則層，H為指標層，K為實際水平。

3 基于物元分析法的堤防工程管理現(xiàn)代化評估模型構(gòu)建

為科學(xué)評估堤防工程管理現(xiàn)代化水平，可構(gòu)建基于物元分析法的評估模型，設(shè)待評估樣本數(shù)為n，樣本指標個數(shù)為m，zij代表第i個樣本的第j個指標，其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m，故模型建立步驟[5]如下：

a.對樣本歸一化處理，達到消除量綱目的。

越大越優(yōu)型：

(1)

越小越優(yōu)型：

(2)

式中 z(i,j)——指標歸一化值；

z*(i,j)——第i個樣本的第j個指標；

zmax、zmin——第j個指標的最大值與最小值。

b.確定樣本的經(jīng)典域物元與節(jié)域物元。將樣本劃分為j個評價等級，記為Sj(j=1,2,…,m)；Yji=[aji,bji]為Sj的特征向量Mi的取值范圍，即為經(jīng)典域，其域物元為Bj：

(3)

設(shè)Sp表示全體的評價等級，Ypi=[api,bpi]為Sp的特征向量Mi的取值范圍，即為節(jié)域，則其域物元為Bp：

(4)

c.設(shè)關(guān)聯(lián)函數(shù)為Lj(yi)，其代表樣本中物元量值符合要求的程度為：

(5)

其中：

d.權(quán)重系數(shù)的確定。

運用AHP法確定各個特征指標的權(quán)重Ui，其操作步驟如下：?選定兩個待評物元矩陣進行比較；?依據(jù)特征相對重要性構(gòu)造相應(yīng)的判別矩陣；?根據(jù)判別矩陣計算得出各特征權(quán)重；?進一步檢驗判別矩陣[6]。

運用熵權(quán)法確定各個特征指標的權(quán)重Si步驟如下：

? 構(gòu)建m×n階判別矩陣A，m為事物個數(shù)，n為評價指標數(shù)。

(6)

式中 yij——第j個事物的第i個評價指標實測值。

? 由式(1)與式(2)計算得出bij。

? 依據(jù)熵定義，確定各層次評價指標的熵值。

(7)

為使得lnfij存在有意義，應(yīng)對fij修正，即

(8)

? 確定評價指標相應(yīng)的熵權(quán)：

(9)

(10)

e.等級j綜合關(guān)聯(lián)度設(shè)為Lj(P0)：

(11)

f.依據(jù)綜合關(guān)聯(lián)度Lj(P0)確定待評物元等級，可分為如下三種情形：

4 應(yīng)用實例

地處遼寧省西部地區(qū)的大凌河屬于遼西區(qū)域第一大河，流域控制面積近24萬km2，且大小支流交錯縱橫，擔(dān)負著該地區(qū)灌溉、排澇、供水、養(yǎng)殖以及觀光旅游等重任。近年來，大凌河朝陽縣段相繼實施了一系列堤防整修加固工程，為探究該河段堤防工程管理現(xiàn)代化水平，采用層次分析法與熵權(quán)法確定各特征指標的權(quán)重，依據(jù)物元分析法評估模型對該河段堤防工程現(xiàn)代化水平進行評估。依據(jù)該地區(qū)堤防工程管理現(xiàn)代化j項指標實際水平，咨詢相關(guān)專家對定性指標進行評分，并將分數(shù)劃分為5個等級，其中優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格所對應(yīng)的區(qū)間分別為[0.9～1.0]、[0.8～0.9)、[0.7～0.8)、[0.6～0.7)、[0.4～0.6)。根據(jù)上述各定量指標計算公式，可得到定量指標值。

a.確定樣本的經(jīng)典域物元與節(jié)域物元。將堤防評估樣本劃分為5個評價等級，記為Sj(j=1,2,…,5)；其中，Yji=[aji,bji]為Sj的特征向量Mi的取值范圍，即為經(jīng)典域，其域物元Bj分別屬于[0.9～1.0]、[0.8～0.9)、[0.7～0.8)、[0.6～0.7)、[0.4～0.6)。同理可得，該樣本的節(jié)域物元為Bp=[0.4,1.0]。

b.設(shè)關(guān)聯(lián)函數(shù)Lj(xi)，從而得到關(guān)聯(lián)度計算最終結(jié)果，如表2所列。

表2 大凌河朝陽段堤防工程管理現(xiàn)代化各等級關(guān)聯(lián)度

續(xù)表

c.權(quán)重系數(shù)計算結(jié)果如表3所列。

表3 大凌河朝陽段堤防工程管理現(xiàn)代化各等級組合權(quán)重計算結(jié)果

d.綜合關(guān)聯(lián)度Kj(P0)計算結(jié)果如表4所列。

表4 大凌河朝陽段堤防工程管理現(xiàn)代化評價指標體系關(guān)聯(lián)度

e.物元等級確定。依據(jù)Lj=max{Lj(P0)}及表4可知大凌河朝陽段河道堤防綜合關(guān)聯(lián)度Lj為0.047。該段河道堤防管理體系除D5和D6指標級別為中等，其余指標等級均為良。因此，大凌河朝陽段堤防工程管理現(xiàn)代化評價指標級別為良好。綜上所述，該河段堤防管理現(xiàn)代化符合標準，能夠滿足現(xiàn)階段該地區(qū)社會發(fā)展對堤防管理現(xiàn)代化水平的要求。

5 結(jié) 語

本文在揭示堤防工程管理現(xiàn)代化的本質(zhì)、內(nèi)涵及原則基礎(chǔ)上，構(gòu)建了符合現(xiàn)階段中國堤防管理現(xiàn)代化標準的評估指標體系。通過評估堤防工程管理現(xiàn)代化指標體系，有利于發(fā)現(xiàn)與及時處理堤防管理工作中存在的不足，同時有助于明確管理工作水平與目標的差距。應(yīng)用基于層析分析法與熵權(quán)法的物元分析模型，對實例堤防工程管理指標進行組合權(quán)重分析與評估，模型最終評價結(jié)果顯示該方法在堤防工程管理現(xiàn)代化評估中具有較強適用性。fffffd

[1] 何格,唐德善.基于改進物元可拓模型的水資源配置方案評價[J].水電能源科學(xué),2012,(12):24-26，138.

[2] 袁劍軍.土石壩防滲墻黏土混凝土材料的工程應(yīng)用初探[J].水利建設(shè)與管理,2013(2):33-35.

[3] 陳娟,陳濤,馬志鵬.基于改進的物元模型在水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].水電能源科學(xué),2014(3):50-52.

[4] 王茹.堤防建設(shè)中生態(tài)問題分析及應(yīng)對措施[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2014(3):63-64,79.

[5] 夏建軍.膠結(jié)材料筑壩技術(shù)在白土嶺水電站的應(yīng)用[J].中國水能及電氣化，2014(11)：14-16.

Analysis on applying matter-element analysis method in the evaluation of embankment engineering management

HUANG Xianbin

(Chaoyang County Water Conservancy Survey and Design Team, Chaoyang 122000, China)

All evaluation indicators of embankment engineering management modernization level are quantitatively calculated through the establishment of evaluation model based on matter-element analysis method in order to effectively reflect the embankment project management modernization level, thereby constructing embankment management evaluation system. Application example shows that matter-element analysis method has stronger applicability in embankment project management evaluation. The study can provide beneficial reference for the modernization evaluation of embankment project management.

matter-element analysis method; embankment management modernization; matter-element assessment system

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.12.011

TV512

A

1005-4774(2016)12- 0042- 05