陳偉珂 丁聿

摘要：為提高脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，研究基于變權(quán)理論，將脆弱性評(píng)價(jià)過(guò)程中的常權(quán)權(quán)重升級(jí)為變權(quán)權(quán)重。將常權(quán)綜合指數(shù)法與變權(quán)綜合指數(shù)法同時(shí)應(yīng)用于天津市城市排水管網(wǎng)脆弱性的評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明變權(quán)綜合指數(shù)法能夠消除常權(quán)評(píng)價(jià)中產(chǎn)生的泡沫，提高脆弱性評(píng)價(jià)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

Abstract： In order to improve the scientific and accurate results of the vulnerability assessment， the research based on the theory of variable weights， the weight of the power in the process of vulnerability assessment is upgraded to variable weight. The constant weight comprehensive index method and the variable weight comprehensive index method are applied to the evaluation of the vulnerability of urban drainage network in Tianjin， and the evaluation results are compared. The results show that the variable weight comprehensive index method can eliminate the bubble generated in the evaluation of the permanent rights and improve the scientific and accurate assessment of vulnerability.

關(guān)鍵詞：變權(quán)理論;常權(quán)權(quán)重;排水管網(wǎng)

Key words： variable weight theory;constant weight;drainage pipe network

中圖分類(lèi)號(hào)：TU984.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）36-0227-02

0? 引言

20世紀(jì)40年代，研究者逐漸開(kāi)始進(jìn)行脆弱性的評(píng)價(jià)研究，發(fā)展至今研究者主要是通過(guò)構(gòu)建脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、確定各指標(biāo)權(quán)重以及計(jì)算脆弱性指數(shù)進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)[1]，同時(shí)也出現(xiàn)了各種脆弱性評(píng)價(jià)方法，如：綜合指數(shù)法、集對(duì)分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、情景分析法、聚類(lèi)分析法、TOPSIS模型等。從上述脆弱性評(píng)價(jià)方法可看出，研究者對(duì)于脆弱性評(píng)價(jià)多采用的是靜態(tài)的常權(quán)評(píng)價(jià)方法，當(dāng)研究對(duì)象處于不同發(fā)展時(shí)期時(shí)，各指標(biāo)重要度在評(píng)價(jià)過(guò)程中表現(xiàn)出一定的動(dòng)態(tài)性，靜態(tài)的常權(quán)評(píng)價(jià)方法無(wú)法充分反映指標(biāo)權(quán)重的無(wú)規(guī)則動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

鑒于此，本研究在脆弱性常權(quán)評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)之上，采用變權(quán)理論，將常權(quán)權(quán)重升級(jí)為變權(quán)權(quán)重，并基于天津市城市排水管網(wǎng)的具體情形，將常權(quán)評(píng)價(jià)方法與變權(quán)評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)實(shí)際脆弱性評(píng)價(jià)案例進(jìn)一步說(shuō)明脆弱性變權(quán)評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，為學(xué)者研究提供相關(guān)的工具方法。

1? 基于變權(quán)理論的變權(quán)權(quán)重的確定

變權(quán)可分為：懲罰型變權(quán)、激勵(lì)型變權(quán)和混合型變權(quán)，懲罰型變權(quán)和激勵(lì)型變權(quán)最為常用，其中，懲罰型變權(quán)模型是對(duì)“致命”缺點(diǎn)進(jìn)行“懲罰”的一種評(píng)價(jià)模型。其能夠?qū)Υ嗳跣栽u(píng)價(jià)指標(biāo)中指標(biāo)值較低的因素進(jìn)行“懲罰”，更好的反映研究對(duì)象的真是發(fā)展?fàn)顩r。

1.1 懲罰型變權(quán)理念

變權(quán)理念由汪培莊教授首次提出，其后，李洪興教授在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入的研究與發(fā)展[2]。通過(guò)文獻(xiàn)研究可知，當(dāng)一組映射Wi：[0，1]n→[0，1]，（x1，x2，…，xn）→Wi（x1，x2，…，xn）滿(mǎn)足歸一性、連續(xù)性和懲罰性時(shí)，則稱(chēng)W（X）=（W1（X），W2（X），…，Wn（X））為懲罰型變權(quán)向量，在懲罰型變權(quán)向量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步定義了懲罰型狀態(tài)變權(quán)向量S（X），將懲罰型狀態(tài)變權(quán)向量S（X）與指標(biāo)常權(quán)向量進(jìn)行歸一化Hadamard乘積作為變權(quán)向量，通過(guò)變權(quán)向量得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重。

1.2 懲罰型狀態(tài)變權(quán)向量的構(gòu)造

本研究參考李德清和李洪興教授[3]提出的狀態(tài)變權(quán)向量的構(gòu)造方法，構(gòu)造適用于城市排水管網(wǎng)脆弱性研究的懲罰型狀態(tài)變權(quán)向量：

1.3 確定懲罰型變權(quán)權(quán)重

根據(jù)懲罰型變權(quán)思想，首先計(jì)算指標(biāo)的常權(quán)向量W=（w1，w2，…，wn），式中wi為指標(biāo)i的基礎(chǔ)權(quán)重，具體計(jì)算過(guò)程在層析分析法軟件中實(shí)現(xiàn)，此處不再贅述;其次，將常權(quán)向量W與懲罰型狀態(tài)變權(quán)向量S（X*）進(jìn)行歸一化Hadamard乘積得到懲罰型變權(quán)向量：

W（X*）=（w1（X*），w2（X*），…，wn（X*））? ? ? ? ? ? ? ?（2）

根據(jù)李洪興教授對(duì)于變權(quán)綜合理論的杰出研究，易驗(yàn)證式（2）滿(mǎn)足懲罰型變權(quán)向量的歸一性、連續(xù)性和懲罰性，且均衡函數(shù)的梯度向量為S（X*）。

基于上述分析與鋪墊，脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)變權(quán)權(quán)重計(jì)算公式如下：

2? 案例應(yīng)用

2.1 脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

本研究在確保可靠性、科學(xué)性、可操作性和靈敏性的原則下，根據(jù)天津市排水管網(wǎng)所處的地下環(huán)境特點(diǎn)、服役年限、相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等構(gòu)建城市排水管網(wǎng)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。將脆弱性指數(shù)與城市排水管網(wǎng)脆弱程度之間的關(guān)系做出統(tǒng)一界定：即脆弱性指數(shù)越大，則代表城市排水管網(wǎng)抵抗外界擾動(dòng)的能力越強(qiáng)，進(jìn)而脆弱程度越低，反之，脆弱程度越高?！?”表示正屬性指標(biāo)，即指標(biāo)值越大，則脆弱性指數(shù)越大;“-”表示負(fù)屬性指標(biāo)，即指標(biāo)值越大，則脆弱性指數(shù)越小。

2.2 常權(quán)與變權(quán)評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

研究采用綜合指數(shù)法進(jìn)行最終城市排水管網(wǎng)脆弱性綜合指數(shù)的計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中，分別采用常權(quán)權(quán)重與變權(quán)權(quán)重就同一研究對(duì)象進(jìn)行兩次脆弱性綜合指數(shù)的計(jì)算，并將二者進(jìn)行對(duì)比，其對(duì)比結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，基于變權(quán)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)低于常權(quán)評(píng)價(jià)結(jié)果，這正是由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中存在指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值低于否定水平的指標(biāo)所導(dǎo)致的評(píng)價(jià)結(jié)果的差異，減少常權(quán)評(píng)價(jià)結(jié)果中所存在的泡沫，同時(shí)印證了懲罰型變權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)低于標(biāo)準(zhǔn)否定值指標(biāo)的“懲罰”效果。

3? 結(jié)論

研究基于變權(quán)理論，將綜合指數(shù)法中的常權(quán)權(quán)重升級(jí)為變權(quán)權(quán)重，即同一評(píng)價(jià)指標(biāo)在研究對(duì)象的不同發(fā)展時(shí)期根據(jù)其具體實(shí)際情形表現(xiàn)為不同的權(quán)重，通過(guò)天津市城市排水管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，分別采用綜合指數(shù)常權(quán)評(píng)價(jià)方法和綜合指數(shù)變權(quán)評(píng)價(jià)方法對(duì)城市排水管網(wǎng)脆弱性進(jìn)行了計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明綜合指數(shù)變權(quán)評(píng)價(jià)方法能夠消除常權(quán)評(píng)價(jià)方法中的泡沫，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)與準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊文健，李曉明.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市綜合脆弱性影響因素及其測(cè)度——以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的36個(gè)城市為例[J].城市問(wèn)題，2017（01）：19-28.

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