綠色農房評價指標權重的最小二乘法優化決策模型

孫曉璇 孟丹 劉妍

摘 要：隨著環境問題、城鄉一體化被關注，綠色建筑開始逐漸由城市向農村發展。構建與其相適應的綠色農房建造標準評價體系，為綠色農房推廣提供理論依據依據顯得尤為重要。本文綜合考慮多重影響因素，完善現有綠色建筑評價指標體系，構建適用于綠色農房建造標準評價的指標系統;在不同性質評價指標預處理的基礎上，以5級標度法和熵值法分別輸出評價指標的主觀和客觀權重，最終采用最小二乘法進行優化決策的綜合集成賦權模型，為綠色農房建造標準評價指標提供科學、合理的權重系數取值方法。

關鍵詞：綠色農房;評價指標;權重系數;綜合集成賦權法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.175

0 引言

將綠色建筑技術應用于美麗鄉村建設的綠色農房近幾年才開始推廣，相關標準規范還不夠完善，建造標準評價方法的研究還處于起步階段[1-4]。既有綠色建筑評價體系更注重于節能減排和生態環境改善，忽略了經濟等其他因素的影響[5-7]。針對農村經濟實力相對較弱、更加注重房屋適用性的特點，本文綜合考慮多重影響因素，完善現有綠色建筑建造標準評價指標體系，并給出評價指標權重的科學、合理的確定方法，為綠色建筑技術應用于鄉村振興，特別是綠色農房的建設提供相關的理論支持。

1 建造標準評價指標體系

1.1 評價指標確定

綠色農房是近幾年新興起來的一種特殊的綠色建筑，它可以有效地解決傳統農房建造資源浪費、使用能耗過大等問題，實現節能減廢、環保美觀以及與周邊環境和諧統一的目的[8]。

以符合我國農村發展基本原則為前提，以科學性、統一性、前瞻性、可持續性為立足點，以經濟性、技術性和社會性三者的和諧統一為目標，最終將評價指標確定為三大類，分別是技術性指標A、社會性指標B、經濟性指標C[9]。與之相對應的二級指標分別為：節地與室外環境A1、節能與能源環境利用A2、節水與水資源利用A3、節材與材料資源利用A4、室內環境質量A5;周邊配套指標B1、地域性指標B2、綠色農房管理指標B3、綠色農房運營指標B4;全壽命周期指標C1、盈利能力指標C2、效益比率指標C3。

為了使所構建的評價指標體系更加完整、具體，結合國內外已有資料以及我國農村的發展現狀，又將二級指標細分為與之相關的三級指標，技術性評價指標的具體分級如圖1所示。

另外，將社會性指標分至三級具體如下：①周邊配套指標B1：基礎設施完善度B11、交通便捷度B12;②地域性指標B2：繼承歷史B21、地域互適性B22;③綠色農房管理指標B3：環境監控制度B31、垃圾管理制度B32、政府支持力度B33;④綠色農房運營指標B4：村民住房情況B41、村民環保意識B42、現代化設施B43。

經濟性指標分至三級具體如下：①全壽命周期指標C1：一次性造價C11、農房生命期運行及維護費用C12;②盈利能力指標C2：內部收益率C21、投資回收期C22、凈現值C23;③效益比率指標C3：居民滿意度C31、已占用資本回報率C32、凈資產收益率C33。

1.2 評價指標的預處理

由于各個指標的屬性及量綱等存在差異，為了使各指標在計算過程中具有可比性，最大程度的反映出各指標內涵之間的聯系，將對指標進行預處理（一致化和無量綱化等方式），為后續指標權重的確定提供數據基礎，得到指標權重的準確結果[10]。例如，通過專家對問卷打分建立指標權重決策矩陣D：

其中，（）表示調查問卷中第個樣本對第個指標的評價結果。為了有效的消除各項指標因性質不同所導致的不可比性，需對決策矩陣進行預處理。以經濟性指標中的二級指標“盈利能力指標C2”為例，其包含的3個三級指標具有“效益型”和“成本型”兩種不同性質，可通過下述方法進行標準化處理：成本型指標——、效益型指標——;其余的評價指標則根據其不同的特點采用不同的預處理方式，即可得評價指標體系的標準化矩陣S。

1.3 評價指標權重確定方法

綜合比較指標權重的確定方法，此處選用綜合集成賦權法來確定指標的權重系數，該方法包括5級標度法輸出主觀權重、熵值法輸出客觀權重和最小二乘法構建權重優化決策模型[9-10]。

1.3.1 主觀權重確定

本文確定指標主觀權重的5級標度法如表1所示。

1.3.2 客觀權重確定

為了使用熵值法輸出評價指標的客觀權重，首先基于標準化矩陣進行假設：

1.3.3 優化決策

2 工程實例分析

對青島市即墨區移風店鎮上泊村在建的首批綠色農房進行了實地調研（圖2），將前述評價指標體系和權重確定方法運用于該綠色農房中。此處以綠色農房的“盈利能力指標C2”評價為例進行詳細說明。假設本次調查所用的調查問卷共有4份，分別為5年、10年、15年、20年的計算期下的情況，（i=1，2，3，4）為專家打分的問卷，樣本集合為X={x1，x2，x3，x4};每個調查問卷包括3個需要決策的指標：內部收益率C21、投資回收期C22、凈現值C23，計為Y={y1，y2，y3}，（j=1，2，3）表示評價指標。那么，建立關于評價指標的原始權重矩陣如式（11）所示，其中（i=1，2，3，4;j=1，2，3）表示在問卷中專家對于指標的打分結果。

將整個計算過程，尤其是最小二乘法的決策模型的優化算法，運用Matlab軟件統一編寫成計算程序，實現了整體評價指標體系的權重輸出。確立出一級指標的最優權重如表2所示;全部二級指標和三級指標的最優權重詳見表3。

3 結論

本文依據國內外有關綠色建筑建造規范、標準，優化選取評價指標，建立適用于綠色農房建造標準評價的指標系統，并通過綜合集成賦權法優化指標權重系數，使之更符合我國農村建設發展的需要，同時也補充完善了綠色建筑設計建造相關理論、技術。通過研究初步得出以下結論：

（1）綠色農房建造標準評價需要綜合考慮經濟性、技術性和社會性，建立更全面的評價指標體系;

（2）評價指標的多樣性導致其屬性存在較大差異，需采用合理的方式對評價指標進行預處理，對其真實內涵進行綜合評價;

（3）以5級標度法和熵值法分別輸出評價指標的主觀和客觀權重，最終采用最小二乘法進行優化決策的綜合集成賦權模型，為綠色農房建造標準評價指標提供科學、合理的權重系數取值方法。

參考文獻：

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