基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價模型研究*

張　平，袁　梅,2,3,4，王玉麗，許石青,2,3,4，李　闖

(1.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點實驗室，貴州 貴陽 550025；3.貴州省優(yōu)勢礦產(chǎn)資源高效利用工程實驗室，貴州 貴陽 550025；4.復(fù)雜地質(zhì)礦山開采安全技術(shù)工程中心，貴州 貴陽 550025)

0　引言

液化天然氣(簡稱LNG)，由于燃燒后污染非常小，被公認(rèn)為最清潔的化石能源。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，在國家調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境形勢多種影響下，LNG作為清潔綠色能源得以大力推廣[1-3]。同時LNG產(chǎn)業(yè)建設(shè)得到蓬勃發(fā)展，截止2016年，全國在建18座LNG接收站[4]。LNG接收站主要由碼頭和儲罐組成，具有汽化和儲存LNG的功能，由于LNG極易燃燒和爆炸，以及超低溫的特性，對于LNG接收站的選址提出了很高的要求，因此對LNG接收站選址研究具有十分重要的意義。一些學(xué)者就LNG接收站選址進(jìn)行了相關(guān)研究，吳策[5]選用Phast 6.6軟件對接收站進(jìn)行火災(zāi)事故模擬，確定了LNG接收站選址中應(yīng)保持的安全距離；劉堃[6]論述了LNG碼頭選址考慮的各種因素，提出港址比選采用的綜合評價加法模型；楊寶龍[7]建立區(qū)域性LNG碼頭選址問題數(shù)學(xué)模型，推算出基于遺傳算法的求解方法。但上述方法在進(jìn)行評價時對模型及相關(guān)性存在著較大的主觀性，將很難對評價對象做出合理的評價。

三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價能夠有效解決上述問題，該方法綜合考慮各種因素，利用組合賦權(quán)確定各指標(biāo)權(quán)重，從理想狀態(tài)出發(fā)，計算出接收站的綜合指數(shù)，使得對LNG接收站選址的評價更為客觀合理。本文通過建立基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價模型，并將該評價模型應(yīng)用到具體工程實例中，進(jìn)而得到符合條件的LNG接收站選址。

1　接收站選址評價指標(biāo)體系

在前人對LNG接收站選址的文獻(xiàn)資料研究的基礎(chǔ)上[8-9]，結(jié)合LNG接收站的性質(zhì)和特點，本文從環(huán)境、政策、交通及經(jīng)濟(jì)4個方面構(gòu)建了LNG接收站評價指標(biāo)體系，如圖1所示。其中二級指標(biāo)包括自然條件、安全性及城市發(fā)展規(guī)劃等14個指標(biāo)。

圖1　LNG接收站評價指標(biāo)體系Fig.1　LNG terminals evaluation index system

2　基于三角模糊熵-理想點法LNG接收站選址評價模型

基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價就是把三角模糊數(shù)和熵值法結(jié)合進(jìn)行組合賦權(quán)，再根據(jù)理想點法原理，計算出LNG接收站的貼近度，得出LNG接收站選址評價結(jié)果[10]。

2.1　指標(biāo)打分及標(biāo)準(zhǔn)化處理

為了使每個評價指標(biāo)及其屬性滿足一致性原則，需要將其標(biāo)準(zhǔn)化處理。正向指標(biāo)表示指標(biāo)評價因素與指數(shù)值成正相關(guān)，指數(shù)值越大越好；負(fù)向指標(biāo)表示指標(biāo)評價因素與指數(shù)值成負(fù)相關(guān)，指數(shù)值越小越好[11]。設(shè)dij為Vij一致性處理后的結(jié)果，n為評價選址的數(shù)量，則正、負(fù)向指標(biāo)的打分公式[12-13]分別為：

(1)

(2)

式中：Vij為第j個選址的第i個指標(biāo)的值。

將上述正、負(fù)向指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立標(biāo)準(zhǔn)化矩陣D為：

2.2　各種方法權(quán)重值確定

2.2.1熵值法

熵權(quán)表示每個評價對象在不同指標(biāo)間的相對差異程度。熵權(quán)越小，評價對象在指標(biāo)上差異性比較小；反之，熵權(quán)越大，評價對象在指標(biāo)上差異性比較大[14]。通過熵值法確定指標(biāo)相對重要度的計算過程如下：

1)計算第i個指標(biāo)下，第j個備用選址的特征比重gij。

(3)

式中：dij為第j個選址的第i個指標(biāo)的打分值一致性處理后的結(jié)果；n為評價選址的數(shù)量。

2)根據(jù)熵值公式，得到第i個評價指標(biāo)的熵值ei。

(4)

式中：gij為第j個備用選址的特征比重。

(5)

式中：ei為第i個評價指標(biāo)的熵值；m為評價指標(biāo)的總數(shù)。

2.2.2三角模糊法

1)專家評分。設(shè)三角模糊數(shù)Tj=[aij,bij,cij](1≤i≤m,1≤j≤p)，其中aij，bij，cij分別表示第j位專家對指標(biāo)i得出的最保守、最可能、最樂觀評分。邀請p位不同崗位的專家在[0，100]之間自由評分，形成各指標(biāo)的評分矩陣T。

T=

2)確定p位專家的權(quán)重集E=[e1,e2,…,ep]，ep為第p位專家得出的評分在選址評價中的相對重要程度。

3)建立合成矩陣。將專家比重E和評判矩陣T運用加權(quán)平均算子[15]進(jìn)行合成，得到模糊矩陣P=E·T。

4)確定三角模糊數(shù)權(quán)重。根據(jù)三角模糊數(shù)的原理，將第i個指標(biāo)進(jìn)行模糊計算[16]

(6)

式中：aij,bij,cij分別表示第位專家對指標(biāo)給出的最保守、最可能、最樂觀評分。

(7)

式中：si為第i個指標(biāo)的模糊得分。

2.2.3三角模糊熵組合賦權(quán)法

(8)

式中：αi為熵值權(quán)重；βi為三角模糊權(quán)重。

2.3　綜合評價指數(shù)

1)矩陣D的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化

矩陣D通過組合權(quán)重ωi對其加成，得到標(biāo)準(zhǔn)化屬性矩陣R。

3)距離及綜合評價指數(shù)的計算

綜上所述，本文主要簡單分析新醫(yī)改對醫(yī)院會計制度和改革的影響。從文中可以得出，在新的醫(yī)療改革背景之下可以有效的促進(jìn)對醫(yī)院會計制度的改革，對醫(yī)院會計制度的改善能夠更好的推動醫(yī)院各項費用的核算，對促進(jìn)醫(yī)院的發(fā)展具有重要的意義。

根據(jù)貼近度原理，h，H分別表示理想點與第j個評價對象的各項指標(biāo)的距離及貼近度。正、負(fù)理想點在評價方案中的距離分別為[17]

(9)

(10)

得到綜合評價指數(shù)：

(11)

4)指標(biāo)排序

正理想點接近決策方案或者負(fù)理想點背離決策方案的時候，綜合評價指數(shù)越接近1。根據(jù)各個決策方案得出的綜合評價指數(shù)進(jìn)行排序，最終得出最優(yōu)方案。

3　應(yīng)用

以漳州LNG接收站選址為例，對上述過程進(jìn)行驗證。福建瀕臨海洋，地理位置十分優(yōu)越，該項目初期勘探中有3個備用選址，分別有A地后石港區(qū)、B地興古灣及C地嵩嶼港區(qū)，上述3地的地理環(huán)境、交通及施工條件有顯著差異，各港址勘探結(jié)果見表1[18]。根據(jù)A,B,C 3地的勘探資料并結(jié)合LNG選址依據(jù)，現(xiàn)對上述3個備選選址進(jìn)行評價。

3.1　數(shù)據(jù)采集及處理

采用問卷調(diào)查的方式，對該LNG備選選址的4個方面進(jìn)行評價，包括環(huán)境、政策、交通及經(jīng)濟(jì)因素。此次參與調(diào)查問卷人員主要為一般員工、技術(shù)骨干及中層領(lǐng)導(dǎo)，其比重分別為3∶5∶2。將該接收站選址問卷調(diào)查數(shù)據(jù)根據(jù)公式(1)-(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到評價指標(biāo)規(guī)范化結(jié)果，如表2所示。

3.2　確定組合賦權(quán)

將表2的數(shù)據(jù)代入公式(3)-(5)，得到各指標(biāo)的熵值權(quán)重如下：

α=[0.066 5，0.061 4，0.112 8,0.055 3,0.055 3,0.061 4,0.044 9,0.047 4,0.044 9,0.066 5,0.112 8,0.045 5,0.112 8,0.112 8]

表2　評價指標(biāo)規(guī)范化結(jié)果

3.2.2計算三角模糊權(quán)重

根據(jù)評價的具體要求，邀請5位專家對不同備用選址指標(biāo)評價打分，5位專家分別來自中層管理和現(xiàn)場管理，得到各個指標(biāo)的評價結(jié)果見表3。

表3　5位專家評價矩陣

本文選址評價中，選取專家的評價權(quán)重集為E=[0.27，0.22，0.20,0.19,0.12]，由公式(6)-(7)得出每個評價指標(biāo)的三角模糊權(quán)重。

β=[0.084 0,0.069 2,0.093 0,0.077 3,0.069 1,0.053 0,0.053 8,0.053 4,0.082 1,0.045 1,0.076 5,0.092 5,0.066 3,0.084 7]

3.2.3計算組合權(quán)重

將計算出的熵值權(quán)重和三角模糊權(quán)重代入公式(8)，得到組合權(quán)重結(jié)果為：

ω=[0.066 2,0.050 4,0.124 4,0.050 6,0.045 3,0.038 6,0.028 7,0.023 3,0.043 7,0.035 6,0.102 3,0.049 9,0.088 6,0.113 2]

3.3　理想點法綜合評價

根據(jù)計算得出的組合權(quán)重，對該備選選址評價值的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣進(jìn)行加成，得到規(guī)范化屬性矩陣，可以計算出正、負(fù)理想點，結(jié)果見表4。

根據(jù)與理想點之間的距離及綜合評價指數(shù)的計算公式(11)，可以計算得出3個不同LNG接收站選址的評價結(jié)果，結(jié)果見表5。

根據(jù)決策方案越靠近正理想點、背離負(fù)理想點的情況下，綜合評價指數(shù)越接近1，得分與方案的優(yōu)良程度成正相關(guān)的原則；由以上結(jié)果對上述3個選址的綜合評價指數(shù)進(jìn)行排序，LNG接收站選址評價結(jié)果為B>A>C。經(jīng)該工程現(xiàn)場驗證，最終選取方案B為最優(yōu)LNG選址。由此可知，采用三角模糊熵-理想點法評價LNG接收站選址，其結(jié)果與實際情況相吻合，驗證了該評價模型的可行性與準(zhǔn)確性，為LNG接收站選址評價提供了1種新思路。

表4　標(biāo)準(zhǔn)化矩陣及理想點

表5　LNG接收站選址評價結(jié)果

4　結(jié)論

1)從環(huán)境因素、政策因素、交通因素及經(jīng)濟(jì)因素4個方面確定了LNG接收站評價指標(biāo)體系，其中二級指標(biāo)涉及自然條件、安全性及城市發(fā)展規(guī)劃等14個指標(biāo)。

2)選用三角模糊熵確定上述評價體系中各指標(biāo)權(quán)重值，采用理想點法確定LNG接收站選址的最優(yōu)解。三角模糊法結(jié)合熵值法，能夠最大限度的保留原始數(shù)據(jù)，同時保持指標(biāo)量化的完整性，使專家評分的客觀性得以提高，利用理想點法計算出LNG接收站的貼近度，進(jìn)而對備選地址優(yōu)劣進(jìn)行排序。

3)利用上述評價模型對某LNG接收站選址實例進(jìn)行計算，評價結(jié)果與選址論證單位比選結(jié)果吻合，并與專家論證意見一致，驗證了此法的合理性和有效性。

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