基于指標群半結構性識別的行業用水定額確定模型

張建國

(沈陽市水務事務服務與行政執法中心，沈陽 110015)

0 引 言

合理選擇用水定額確定方法是保證用水定額的先進性、科學性、合理性和可行性的關鍵手段。目前，國內通常采用的方法主要有經驗法、統計分析法、技術測定法等，但每種方法都存在局限性，文章構建了基于指標群半結構性識別的行業用水定額確定模型，模型在模糊模式識別模型基礎上，對定額制定指標量化相對優屬度矩陣進行評價計算，給出模糊綜合評價計算結果，以保證用水定額的模型在遼寧省行業用水定額研究確定中得以應用。

1 模型計算流程

采用基于指標群半結構性識別的行業用水定額確定模型計算某行業用水定額的流程如圖1所示。

圖1 模型計算定額流程圖

定量指標與定性指標量化，設有n個參加定額制定的用水單耗wu，每個用水單耗有m個定量指標特征值，則用水單耗集的定量指標特征值矩陣為：

(1)

式中：1xij為第j個用水單耗第i個定量指標的特征值。

每個用水單耗有k個定性指標特征值，d位專家根據對各指標的滿意程度，在100-0范圍內對k×n個指標進行打分，每個專家的分值矩陣為：

=(qyij) q=1，2，……，d

(2)

式中：qyij為第q位專家為第j個用水單耗第i個定性指標的打分值。

專家權重根據專家對打分對象的熟悉程度進行確定，歸一化得各專家權向量為a=(a1,a2,……,ad)。每個定性指標的特征值取專家打分加權平均值，則用水單耗集的定性指標特征值矩陣為：

(3)

式中：2xij為第j個用水單耗第i個定性指標的特征值。

用水單耗集的指標特征值矩陣為：

=(xij)i=1,2,……m+kj=1,2,……,n

(4)

式中：xij為第j個用水單耗第i個指標的特征值。

風險指標相對優屬度公式：

(5)

式中：r=1，2，…，f為風險指標數。

效益指標相對優屬度公式：

(6)

式中：b=1，2，…，g為效益指標數。

根據決策者經驗知識和風險偏好確定各指標權重w，應用模糊優選模型計算用水單耗的優屬度[1]。

(7)

式中：u′為優屬度；wi為指標權重；m為識別定量指標數；k為識別定性指標數；p為距離參數；p=1時為海明距離；p=2時為歐氏距離。

對式(7)進行歸一化處理，可得用水單耗優屬度uh。

2 實 例

采用本模型對遼寧省行業用水火力發電行業循環冷卻用水工藝單機容量300MW以上機組(2000年1月1日起新、擴、改建成投產的企業)用水定額進行確定。

2.1 用水單耗選取

有3個參加定額制定的用水單耗，分別為2.949m3/MW·h(某發電有限公司)，2.8m3/MW·h(某節能熱電股份有限公司)，3.24m3/MW·h(某熱電新材料股份有限公司)。

2.2 模型指標選取

所選定量指標有用水重復利用率、用水管網漏損率和節水器具普及率；所選定性指標有企業規模和用水工藝大眾化程度。

2.3 模型計算

用水單耗集的定量指標特征值矩陣為“

(8)

每個用水單耗有2個定性指標特征值，4位專家根據對各指標的滿意程度，在100-0范圍內對2×3個指標進行打分，專家權重根據專家對打分對象的熟悉程度進行確定，歸一化得各專家權向量為a=(0.5,0.2,0.2，0.1)。每個定性指標的特征值取專家打分加權平均值，則用水單耗集的定性指標特征值矩陣為：

(9)

用水單耗集的指標特征值矩陣為：

(10)

(11)

根據決策者經驗知識和風險偏好確定各指標權重w=(0.43，0.15，0.06，0.1，0.26)，應用模糊優選模型[1, 2]計算方案的優屬度。

u′=(0.996，0.239，0.426)

Uh=(0.600，0.144，0.256)

(12)

2.4 確定定額值

采用統計分析二次平均法：計算如下：

(13)

兩種計算結果相近，但采用二次平均法確定的用水定額值由于考慮了用水先進性，其結果往往偏小。本模型計算過程既考慮了影響定額制定的量化指標，又引進的行業專家經驗，相對更加科學合理，綜合以上兩種分析計算方法，確定該定額值為3.0m3/MW·h[2]。

3 結 語

基于指標群半結構性識別的行業用水定額確定模型與以往常用的定額制定方法(如統計分析二次平均法等)相比，在行業用水定額制定過程中，不僅僅將用水單耗值納入計算，考慮了與用水定額相關的多個指標(含定量和定性指標)對用水定額值的影響程度，并將定性指標量化，將專家經驗與定量指標集結起來，有效的解決了以往行業用水定額制定中只注重定量指標或專家經驗的問題。