基于G1權重法和物元分析法LNG儲備站后評價

梁 蕊， 趙 亮

(1.北京市燃氣集團有限責任公司 第四分公司， 北京 100176； 2.北京北燃實業 集團有限公司， 北京 100124)

1 概述

城市燃氣LNG儲備站工程具有前期投資規模大、投資效益低、投資回收期長、投資不確定性大等特點，開展城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價工作十分必要。對于城市燃氣企業，可以充分總結經驗教訓，改善投資決策方法；對于參與的前期咨詢單位、勘察設計單位、施工單位、監理單位、建設管理單位等，可以促進其發揮工作積極性、提高工作效率、規范管理程序；對于社會群眾，有利于普及城市燃氣運行知識、宣傳城市燃氣工程建設成果。

本文構建的城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價體系，可以為建立完善的城市燃氣行業項目后評價理論體系提供有力的幫助，可以為探索城市燃氣行業項目后評價工作的新思路、新方法、新手段提供借鑒作用，可以為城市燃氣企業項目決策者、管理者、規劃人員提供可操作的規劃方法和科學的參考依據[1-2]。

2 構建項目后評價指標體系

根據項目后評價指標設置原則，結合項目生命周期理論，從目標實現、實施過程、生產運行、經濟效益、社會及環境影響、可持續性等方面構建城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標體系[3-5]，見圖1。

圖1 城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標體系

3 構建項目后評價模型

城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標體系是一個涉及多因素、多評價準則、無具體結構特性的決策系統，本文選取G1權重確定法作為項目后評價指標權重確定的理論。針對城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價既包括微觀評價又包括宏觀評價，選取了能夠與其他決策技術充分融和、可引入人的經驗將定量計算與定性分析相結合的物元分析法，作為項目后評價的理論。

3.1 G1權重確定法

G1權重確定法是一種適用于解決多因素、大規模復雜評價問題的指標權重確定方法，該方法通過對層次分析法(AHP法)進行合理改進，不再需要進行一致性檢驗，簡化了評價指標權重確定的過程[6]。

① 指標序關系確定

在評價指標集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}中，可以結合專家意見按照下列步驟計算并確定序關系：

因此，對于評價指標集{U1,U2,…,Ui,…,Um-1,Um}，可以根據每一個評價指標的重要程度排列確定唯一序關系為：

(1)

② 相鄰指標之間的相對重要程度確定

(2)

根據G1權重理論規定，相鄰評價指標之間的相對重要程度比值γi賦值見表1。

③ 指標權重計算

(3)

表1 相鄰評價指標之間的相對重要程度γi賦值

進而，根據公式(2)可計算得到確定序關系后的評價指標集中其他m-1個評價指標的權重，最后得到確定序關系后的評價指標集的權重向量，表示為：

(4)

式中ω*——確定序關系后的評價指標集的權重向量

從而，可以得到對應城市燃氣LNG儲備站工程項目原始評價指標集的權重向量，為：

ω=(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm-1,ωm)

(5)

式中ω——對應原始評價指標集的權重向量

3.2 物元分析法

物元分析法的核心理論是將研究對象用“事物、特征、量值”3個基本要素來表述，并構成一個有序三元組的基本元。若給定事物的名稱為N，其關于事物特征c的相應量值記作v，可以通過一個有序三元組T=(N,c,v)作為描述該事物的基本元，稱為物元。物元分為經典域物元、節域物元和待評價物元[8-10]。

① 經典域物元確定

經典域物元指事物關于特征所取的數據范圍。根據物元分析理論，將城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價對象N關于第j(j=1,2,…,n)個評價等級的經典域物元可以表示為：

(6)

式中Tj——項目后評價對象N關于第j個評價等級的經典域物元

Nj——在第j個評價等級下的項目后評價對象

ci——項目后評價對象N的第i個評價指標，i=1,2,…,m

vij——項目后評價對象N的第i個評價指標關于第j個評價等級的量值范圍

——項目后評價對象N的第i個評價指標關于第j個評價等級的量值范圍，aij表示下限，bij表示上限

同時，項目后評價對象N關于n個評價等級的同征經典域物元T*可以表示為：

(7)

② 節域物元確定

節域物元指事物關于全部特征所取的數據范圍。根據物元分析理論，將城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價對象N關于所有評價等級的節域物元可以表示為：

(8)

式中TP——項目后評價對象N關于所有評價等級的節域物元

NP——在所有評價等級下的項目后評價對象

vip——項目后評價對象N的第i個評價指標關于所有評價等級的量值范圍

——項目后評價對象N的第i個評價指標關于所有評價等級的量值范圍，aip表示下限，bip表示上限

③ 待評價物元確定

待評價物元指一組用物元形式表示的待評價事物的數據。根據物元分析理論，城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價對象N的待評價物元可以表示為：

(9)

式中T——項目后評價對象N的待評價物元

vi——項目后評價對象N的第i個評價指標的初步評判結果數據(后稱為基礎數據)

④ 關聯函數值計算

本文應用了點與區間的距離——距的概念：假設vi=(1,2,…,m)為實域(-∞,+∞)上任一點，vij=為實域上任意一區間，那么點vi與區間vij和vip的距可以表示為[9-10]：

(10)

式中ρ(vi,vij)——項目后評價對象N的第i個評價指標的基礎數據vi與區間vij之間的距

ρ(vi,vip)——項目后評價對象N的第i個評價指標的基礎數據vi與區間vip之間的距

那么，城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價對象N的第i個評價指標關于第j個評價等級的關聯函數值的計算公式為[9-10]：

(11)

式中Kj(vi)——項目后評價對象N的第i個評價指標關于第j個評價等級的關聯函數值

由若干求得的關聯函數值組成1個m×n的關聯函數值矩陣K。

⑤ 隸屬度向量計算

隸屬度向量計算公式[9-10]：

L=ωK

(12)

式中L——項目后評價對象N的隸屬度向量

⑥ 評價等級確定

在隸屬度向量中，若第q個值最大，則項目后評價對象N屬于第q個評價等級。

4 案例應用

通過研究分析城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價工作流程，由不少于10名從事前期咨詢、勘察設計、工程施工、工程監理、建設管理等工作的專家構成項目后評價專家組，分別對XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃氣LNG儲備站的6項評價指標進行了“十分制”初步評判，計算得到專家組對每項項目后評價指標實施情況的評判平均值，見表2。

表2 城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價專家組初步評判情況

續表2

4.1 項目后評價指標權重計算

① 指標序關系確定

經充分征求專家組的意見，對項目后評價的6個評價指標按照重要程度確定唯一序關系：

U2≥U3≥U1≥U5≥U4≥U6

為便于計算，將以上項目后評價指標唯一序關系改寫為以下形式，得到確定序關系后的評價指標集：

② 相鄰指標之間的相對重要程度確定

經征求專家組的建議，對確定序關系后的評價指標集中的后評價指標的相對重要程度做出如下賦值：

③ 指標權重計算

由此，可以得到確定序關系后的評價指標集的權重向量為：

ω*=(0.237，0.215,0.166,0.151,0.126,0.105)

最后，可以得到對應項目后原始評價指標集的權重向量為：

ω=(0.166,0.237,0.215,0.126,0.151,0.105)

4.2 項目后評價模型案例應用

① 經典域物元確定

根據從劣到優的原則，將“十分制”下的城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標基礎數據劃分為“差”、“較差”、“一般”、“良好”、“優秀”5個等級。具體的等級分類區間見表3。

表3 城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標等級分類區間

根據公式(7)，可以構建項目后評價對象關于5個評價等級的同征經典域物元：

T*=

② 節域物元確定

根據公式(8)，可以構建城市燃氣LNG儲備站項目后評價對象的節域物元：

③ 待評價物元確定

根據公式(9)，可以分別構建XJ、QY、XT、PJM等4座城市燃氣LNG儲備站工程項目的待評價物元：

④ 關聯函數值計算

根據公式(10)和公式(11)，可以分別計算得到XJ、QY、XT、PJM這4座城市燃氣LNG儲備站工程項目的關聯函數值矩陣為：

KXJ=

⑤ 隸屬度向量計算

根據公式(12)，可以分別計算得到XJ、QY、XT、PJM這4個城市燃氣LNG儲備站工程項目的隸屬度向量為：

LXJ=ωKXJ=(-0.113 4 , -0.089 7,

-0.042 5 , 0.014 6 , -0.044 7)

LQY=ωKQY=(-0.108 4 , -0.083 1，

-0.032 6 , 0.002 8 , -0.046 0)

LXT=ωKXT=(-0.123 6 , -0.103 4,

-0.063 0 , 0.008 0 , -0.026 1)

LPJM=ωKPJM=(-0.151 5 , -0.140 6,

- 0.118 9 , -0.059 1, 0.000 4)

⑥ 評價等級確定

由4個城市燃氣LNG儲備站項目的隸屬度向量可以判斷得到：

XJ、QY、XT、PJM這4個儲備站項目隸屬度的值第4、4、4、5列最大，則由此可以判斷：XJ、QY、XT、PJM這4座城市燃氣LNG儲備站工程的項目后評價等級分別為“良好”、“良好”、“良好”、“優秀”。

5 結論

從目標實現、實施過程、生產運行、經濟效益、社會及環境影響、可持續性等方面構建了城市燃氣LNG儲備站工程項目后評價指標體系，并選取G1權重確定法和物元分析法構建LNG儲備站工程項目后評價數學模型。接G1權重確定法確定評價指標序關系，對相鄰評價指標之間的相對重要程度賦值，計算指標權重。確定經典域物元、節域物元和待評估物元，計算關聯函數值和隸屬度向量，確定評價等級。結合工程案例，對4個LNG儲備站工程項目進行后評價。