基于层次分析法的汉江水源地企业污染综合评价研究.doc

基于层次分析法的汉江水源地企业污染综合评价研究 达列雄 （陕西理工学院数学与计算机科学学院，陕西汉中723001） 摘要：在以往的汉江水源地的企业污染评价中，主管部门只是简单地根据企业污染排放量进行单一主观评价，针对此种评价的不合理、不科学问题，这里选取用户、同行和专家不同的评价主体，利用层次分析法（AHP）建立企业污染综合评价的多层次指标体系以及权重向量，计算出综合评价的结果。通过实例验证，针对企业污染综合评价，得出该方法是合理有效的。 关键词：污染；综合评价；模型研究；层次分析法 ：TN702?34；X522：A：1004?373X（xx）13?0117?04 ：xx?12?22 基金项目：陕西省教育厅基金项目（xxJK1161）；陕西理工学院基金项目（slgky13?27） 0引言 汉江作为南水北调的重要水源之一，其水源地的企业污染直接影响北送饮用水的水质，对汉江水源地的企业污染进行综合评价分析，根据评价结果进行监管治理是保障其水质的一个重要环节。而企业污染的评价因素诸多，评价复杂，如企业污染物类型不同、企业设备不同、污染处理过程中的技术瓶颈问题、主管部门评价过程中的人为主观因素等。在企业污染评价中，采用科学合理的评价方法对企业污染做出客观评价是提高汉江水源地水质和环保部门管理的重要手段。在综合评价方面，传统的评价方法一般以定性分析为主，存在一定的主观片面性和不公平性，而目前的定量分析方法主要是对不同评价主体采用加权求和的方法求出评价结果，但由于没有考虑到各指标权重的差异，在企业污染评价中忽略了企业类别的不同、权重选取随机、主观，评价指标不符合水质目标、权重未能突出不同指标的重要性，导致对企业污染评价的不合理。 文献1采用层次分析法对多媒体教学效果做出综合评价，文献2和文献3将层次分析法应用到水质的综合评价当中，文献4?6对层次分析法权重的确定方法进行了研究。本文采用层次分析法构建企业污染综合评价模型对企业污染进行评价，通过实例验证，该方法对企业污染进行综合评价是科学、有效、可行的。 1层次分析法（AHP） 层次分析法（AHP）是由美国运筹学家、匹兹堡大学T.L.Saaty教授提出的。该方法将定性分析与定量分析相结合，系统灵活简洁，在多层次、多目标规划决策问题中得到了广泛的应用。 层次分析法的基本步骤如下： Step1：将问题概念化并找出研究对象所涉及的一系列主要因素。 Step2：分析各个主要因素之间的关联、隶属关系，构造系统的递阶层次结构。 Step3：对同一层次的各个因素，关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造判断矩阵。 Step4：根据判断矩阵，计算被比较因素对上一层次该准则的相对权重，并做一致性检验。 Step5：计算各层次因素相对于最高层次，进行层次总排序，并做一致性检验。 2构建评价模型 （1）设置评价主体 针对汉江水源地周边企业污染评价，在本模型的建立中，设置水源地用户（以后简称用户）、企业同行（以后简称同行）和环保专家（以后简称专家）三个评价主体。 用户是饮用水的直接使用者，水质的好坏，用户最具有发言权。因此，用户可以成为重要的评价主体。 同行之间进行评价，可以对企业管理起到激励作用，增加企业治污的动力，增强企业间相互学习，加强污染管理的水平。 专家能够从更专业、更科学的高度，对被评价企业的污染情况作出深入的分析。 （2）建立评价指标体系 依据评价指标的可衡量性，从用户、同行、专家角度出发，对基础设施、生产模式、生产类别、治污效果进行评价。其中最上层为目标层，中间层为准则层，最下层为方案层，评价指标递阶层次结构如图1所示。 本文将三种评价主体的评价指标设置相同，而实际情况中指标可能存在差异，当用户、同行、专家评价的指标不同时，方法相同。 （3）构造判断矩阵 通过考虑本层次每个因素对上一层指标因素的影响作用来构造判断矩阵，见表1，判断矩阵就是依据此表中的标度进行两两比较得到的数据表。表2是根据表1中比例标度建立的用户、同行、专家目标层的判断矩阵。表3所示为基本素质、教学方法、教学内容、企业污染目标层的判断矩阵。表4、表5为最后一层分目标层的判断矩阵。 若CR0.1，则说明判断矩阵具有满意的一致性，否则需修改判断矩阵。 （5）层次权重排序，导出权重集 评价指标体系中每一个指标的影响程度是不同的。各项指标权重系数的选取也是影响评价结果的重要因素。权重的确定可采用专家会议法、统计分析法、层次分析法等来确定。本文采用层次分析法来计算权重。 本文采用Matlab7.0计算判断矩阵的最大特征根和相应特征向量，例如对判断矩阵B1的代码如下： B=1，13，1 3，1 3；3，1，1，2；3，1，1，2；3，12，1 2，1x，y=eig（B）%求得x为特征向量矩阵，y为特征值矩阵 m=find（y=max（max（y） %找到y中对应最大的特征值所在列m WB=x（：，m）/sum（x（：，m）%W即为矩阵B的权重根据上述方法，由矩阵B1得到：WB1=(0.10，0.35，0.35，0.20)； 由矩阵B2得到：WB2=(0.08,0.24,0.43,0.25)； 由矩阵B3得到：WB3=(0.09,0.18,0.46,0.27)； 由矩阵C1得到：WC1=(0.61,0.27,0.12)； 由矩阵C2得到：WC2=(0.67,0.33)； 由矩阵C3得到：WC3=(0.75,0.25)； 由矩阵C4得到：WC4=(0.54,0.16,0.30)。 3实例计算 现根据汉中市环保局提供的xx年对汉江水源地宁强县某企业A和B进行调查的数据，采用本文提出的方法进行验证，A、B两个企业的几个指标的打分如表7所示。 同行对企业A、B的综合评分结果，如表9所示。 由以上结果可以看出，企业A综合评价成绩较高，也就是该企业污染物排放量较企业B低，根据汉中市环保局企业评估年报（xx）如表11所示，在企业A和B年产值接近的情况下，企业A的污染情况要比企业B低，说明该方法对企业污染做出的评价是客观合理的。 4结语 本文从用户、同行、专家三个角度出发，综合考虑评价指标权重的不同，利用层次分析法计算权重向量克服了权重的随机性与主观性。该方法简单易行，可以客观合理地对企业污染做出综合评价。但该方法在评价过程中，只设置了三个评价主体，为了更科学、更合理地进行评价，在实际的评价过程中，应考虑设置更多的评价主体，使得对企业的综合评价更客观、公正、合理。 参考文献 1李隆庚.基于层次分析法的多媒体教学效果评价研究J.河北工业科技，xx（4）：219?222. 2卢文喜，李迪，张蕾，等.基于层次分析法的模糊综合评价在水质评价中的应用J.节水灌溉，xx（3）：43?46. 3徐兵兵，张妙仙，王肖肖.改进的模糊层次分析法在南苕溪临安段水质评价中的应用J.环境科学学报，xx（9）：2066?2072. 4邓雪，李家铭，曾浩健，等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究J.数学的实践与认识，xx（7）：93?100. 5廖红强，邱勇，杨侠，等.对应用层次分析法确定权重系数的探讨J.机械工程师，xx（6）：22?25. 6朱晓妹，叶仁荪，张重天，等.运用层次分析法确定岗位要素权重的技巧分析J.铁道工程学报，xx（5）：87?90. 7李支元.层次分析法在多层次多指标评估系统中的应用研究J.淮海工学院学报，xx（2）：73?76. 8夏萍，汪凯，李宁秀，等.层次分析法中求权重的一种改进J.中国卫生统计，xx（2）：151?154. 9赵胜男，崔胜辉，林剑艺，等.基于SWOT法和层次分析法的能源发展战略研究J.环境科学与技术，xx（9）：189?194. 10张村峰，卞奇侃，蒋军成.基于“事故树?层次分析法”的高校学生宿舍火灾风险分析J.中国安全生产科学技术，xx（10）：100?105. 11王桂萍，贾亚洲，周广文.基于模糊可拓层次分析法的数控机床绿色度评价方法及应用J.机械工程学报，xx（3）：141?147. 12宾光富，李学军，DH