1.孫 瑩 1,2.許 翼 1,2.張 華 1,2.張 帆
1.沈陽賽思環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究中心有限公司 2.沈陽環(huán)境科學(xué)研究院
基于AHP的農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運(yùn)行管理機(jī)制研究
1.孫 瑩 1,2.許 翼 1,2.張 華 1,2.張 帆
1.沈陽賽思環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究中心有限公司 2.沈陽環(huán)境科學(xué)研究院
本文分析了農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運(yùn)行所存在問題,依據(jù)現(xiàn)行的主要評價(jià)模式,構(gòu)造評價(jià)體系結(jié)構(gòu)及判斷矩陣,應(yīng)用層次分析法將定性分析和定量分析相結(jié)合,計(jì)算層次單排序權(quán)重和層次總排序權(quán)重,得出各因素對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運(yùn)行的影響程度,為今后科學(xué)合理的對農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運(yùn)行管理提供依據(jù)。
層次分析法;評價(jià)模式;農(nóng)村污水處理設(shè)施;長效運(yùn)行管理
隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,國務(wù)院及各省政府積極推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè),加強(qiáng)了農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的建設(shè)投入,以提升農(nóng)村地區(qū)的生活環(huán)境質(zhì)量。但是,我國部分地區(qū)農(nóng)村污水處理設(shè)施仍存在一定程度的“曬太陽”和運(yùn)行管理不善等問題。如何更好地長期穩(wěn)定運(yùn)行已建設(shè)施,優(yōu)化管理農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行是目前亟待解決的問題之一[1,2]。由于管理工作影響因素復(fù)雜多變,需要建立一套科學(xué)有效的管理模式實(shí)現(xiàn)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的長效穩(wěn)定運(yùn)行。本文以農(nóng)村生活污水處理設(shè)施主要運(yùn)行模式為例,運(yùn)用層次分析法構(gòu)建農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運(yùn)行模式的層次結(jié)構(gòu)與判斷矩陣,并計(jì)算層次單排序權(quán)重和層次總排序權(quán)重,得出各因素對長效運(yùn)行的影響程度。該方法實(shí)現(xiàn)了定性分析和定量分析相結(jié)合,為農(nóng)村生活污水處理設(shè)施實(shí)現(xiàn)更加有效的管理提供客觀依據(jù)。
1.1 層次分析法簡介
層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是由T.L.Satty于20世紀(jì)70年代提出的一種決策方法[3]。此方法是將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次,在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法[4]。
1.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型
以沈陽市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運(yùn)行模式為例,構(gòu)建評價(jià)模式層次結(jié)構(gòu)。設(shè)定農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運(yùn)行為目標(biāo)層A;技術(shù)指標(biāo)、運(yùn)行指標(biāo)和管理指標(biāo)為準(zhǔn)則層B;B進(jìn)一步細(xì)化為十三個(gè)因素為因素層C[5]。
1.3 判斷矩陣的構(gòu)建
采用Saaty等的1-9標(biāo)度法,對于同一層次各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)造兩兩比較矩陣。按照管理,基于1-9數(shù)量標(biāo)度(見表1-1),以每一層次中的元素相對于上層元素的重要程度建立互反判斷矩陣,設(shè)上一層次C1同下一層次中的元素a1,a2,…an有聯(lián)系,則兩兩比較重要程度的互反矩陣A=(aij)n×n,aij>0,aji=1/aij,其中aij表示元素ai相對于元素aj的重要程度[6]。
依據(jù)沈陽市以往對農(nóng)村污水處理設(shè)施檢查標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合有關(guān)專家意見,建立如圖1所示農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運(yùn)行層次結(jié)構(gòu)圖。
圖1 農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運(yùn)行層次結(jié)構(gòu)圖
按照圖1的層次結(jié)構(gòu),Saaty等的1-9標(biāo)度法,通過對部分從事相關(guān)行業(yè)的管理以及技術(shù)人員進(jìn)行卷調(diào)查,建立此評價(jià)體系的各層次判斷矩陣如下,見表1-2至1-5。
2.1 單層次排序和一致性檢驗(yàn)
由判斷矩陣計(jì)算比較元素之間的重要性得到權(quán)重,并進(jìn)行矩陣的一致性檢驗(yàn)[7]。按照Satty等人提出的用對應(yīng)與矩陣的最大特征根λ和特征根所對應(yīng)特征向量[3,6]。所求特征向量即為各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值。一致性檢驗(yàn)計(jì)算為(式2-1),其中(式2-2)式中:CR為一致性指標(biāo);CI為隨機(jī)一致性指標(biāo);RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),可通過查表獲得;λmax為判斷矩陣的最大特征根;n為判斷矩陣的階數(shù)。
當(dāng)CR<0.1,一致性檢驗(yàn)通過。
由表1-2至1-5可見,準(zhǔn)則層對目標(biāo)層A與因素層對準(zhǔn)則層B1、B2、B3一致性檢驗(yàn)通過。
表1-1 1-9數(shù)量標(biāo)度
表1-2 A評價(jià)判斷矩陣
表1-3 A1判斷矩陣
表1-4 B2判斷矩陣
表1-5 B3判斷矩陣
2.2 層次總排序一致性檢驗(yàn)
根據(jù)各層次的單排序進(jìn)行加權(quán)綜合,以計(jì)算同一層次各指標(biāo)相對于最高層次的重要排序。各指標(biāo)相對于評價(jià)總指標(biāo)的一致性檢驗(yàn)為式中:Wi為標(biāo)準(zhǔn)層某項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重;CIi為某層次單排序隨機(jī)一致性指標(biāo);RIi為某層次單排序平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。
層次總排序一致性檢驗(yàn),其中一次性檢驗(yàn)參見。
CI總=0.1562×0.0070+0.6586×0+0.1852×0.0458=0.0067
RI總=0.1562×0.58+0.6586×0.58+0.1852×1.24=0.7022
CR總= CI總/RI總=0.0067÷0.7022=0.0095<0.10
一致性檢驗(yàn)可以接受,評價(jià)指標(biāo)層次總排序表見2-2。
目前,我國農(nóng)村污水處理設(shè)施運(yùn)行模式還處于摸索階段,運(yùn)用層次分析法的優(yōu)勢是能夠在復(fù)雜的影響因素中找出主要影響因素,并將定性和定量方式相結(jié)合,運(yùn)用層次分析對現(xiàn)有管理模式進(jìn)行評價(jià)分析,可對現(xiàn)有運(yùn)行方式的合性進(jìn)行判斷。將此方法應(yīng)用于農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行管理中,可為各地區(qū)摸索出適合本地區(qū)的長效管理措施提供科學(xué)的理論依據(jù)。
[1]王磊.沈陽市農(nóng)村污水處理設(shè)施運(yùn)營管理機(jī)制研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2015.41(2): 17-20.
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[3]Saaty,T.L.The Analytic Hierarchy Process [M].New York: McGraw Hill,1980.
[4]王帥帥,武斌.層次分析法的研究與應(yīng)用[J].中國科技博覽,2015(44): 178-179.
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[6]韓玉玲,岳春雷,葉碎高,等.河道生態(tài)建設(shè): 植物措施應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2009.
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表2-1 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的數(shù)值
表2-2 評價(jià)指標(biāo)層次總排序