何經綸 魏先旺 歐衛(wèi)星 楊建宇

（1長沙理工大學，湖南 長沙 4100761：2中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

推動建材綠色發(fā)展、對建材進行綠色性評價是建材行業(yè)當前一項重要研究課題。評價指標權重作為建材綠色性評價的重要參數，目前，決策者主要采用基于1～9標度的層次分析法（AHP）對其賦權，但1～9標度存在明顯不合理的內在邏輯關系，權重計算也出現準確度不高的結果，且容易使判斷矩陣與判斷思維的一致性不統(tǒng)一，導致思維一致性程度并未被矩陣一致性指標真實反映出來[1-3]。

針對此種情況，左軍提出了0～2 三標度法[4]，徐澤水提出了-1～1 三標度法和-2～2 五標度法[5]，汪浩等提出了9/9～9/1分數標度法和10/10～18/2分數標度法[6]，侯岳衡等提出了90/9～99/9指數標度法[1]。本文對AHP標度方法進行改進，將模糊概念引入AHP的標度中，以指數標度表示模糊判斷詞，采用30/4～38/4指數標度構造判斷矩陣，以提高判斷矩陣指標值區(qū)分度和權重計算結果精確度，更準確地進行方案優(yōu)選排序。

1 改進的AHP法

人們判斷指標重要性的能力從心理學的角度來看是有限的，最多可以區(qū)分9個指標，當超過9個指標時，辨別就會變得模糊，很容易導致歧義和混亂。本文由此將重要性級別劃為9個程度。通常，比較相同數量級指標的重要性是很簡單的，所以呂躍進等將合適的重要性極限比設置為9[7]，9也是本文選用最高標度等級。指數標度為30/4～38/4的層次分析法是本研究用來計算綠色建筑材料綜合評價指數的權重的方法，以使計算的準確程度得以提高。

根據層次結構模型，采用30/4～38/4標度法及其倒數標度方法量化上級某一準則對與之相關聯的下級指標兩兩相互重要性比較，九級標度法等級定義如表1所示。

表1 權重重要性的標度定義

2 30/4～38/4標度的比較分析

本研究采用順序保證性、標度權重適用性、標度可記憶性、標度均勻性、標度可感知性、一致性等標準，對30/4～38/4的指數標度進行綜合評價，對標度的利弊進行全面評估[8]。以下剖析典型的判定矩陣(由某一標度的所有標度值構成)，比較1～9標度、9/9～9/1標度、10/10～18/2標度、90/9～98/9 標度及30/4～38/4 標度這四種常見標度，并評估30/4～38/4指數標度的利弊。

A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9是當前被評價的一組對象，假設現在有一種情況：在某準則C下，A9、A8、A7、A6、A5、A4、A3、A2、A1與A1之間的重要性關系正好對應AHP法的九個等級，以此類推，得到在1～9標度、9/9～9/1標度、10/10～18/2標度、90/9～98/9標度及30/4～38/4標度下9個被評價對象的判斷矩陣。

1）順序保證性。被比較對象在不同數字標度下最大特征值及其特征向量利用MATLAB軟件核算并進行歸一化處理，結果如表2所示。

依表2所示，核算不同的標度下9個被評價對象得到的權重是不一樣的，但是每一個特定標度的權重又都具備當i＞k時Wi＞Wk的性質，即下標大的權重大。由此可知，順序保證性是所有標度法在單一準則下通用的性質。

表2 不同標度下所得的權重

表3 不同標度下CR、b、daverage

4）標度權重適用性。對于某一標度，權重差絕對值的平均值為：

其中，采用直接加權法核算得到的第i個標度值的權重用wiz表示，采用AHP法核算得到第i個標度值的權重用wib表示。則權重差絕對值的平均值daverage在不同標度下的核算結果如表3所示。明顯可知，daverage越低，該標度具有更好的權重適用性。

根據表3所示，30/4～38/4標度是五種標度中一致性最優(yōu)的，1～9標度是一致性最差的，介于兩者之間的是分數標度和90/9～98/9指數標度，有著較好的一致性。1～9標度是五種標度中標度均勻性最優(yōu)的，9/9～9/1標度是標度均勻性最劣的，介于二者之間的是分數標度和指數標度，標度均勻性較好。30/4～38/4指數標度是五種標度中權重擬合性最優(yōu)的，權重擬合性次之的是90/9～98/9標度，1～9標度是權重擬合性最差的，介于二者之間的是全部分數標度。

具體到油氣藏勘探對數字化技術的利用，中國地質大學（武漢）教授龔斌指出，油氣勘探開發(fā)領域幾乎所有數據是間接獲得的，不確定性極強，而且干擾數據比較多，數據產生的對象和決策的對象是分離的。通過運用大數據做高精度地質建模、高效油藏數值模擬，通過人工智能等算法，在不斷豐富的數據驅動下，實現模型持續(xù)更新，這樣可以對地下油藏進行精確地描述，由此在充分考慮所有數據及認知的基礎上，自動做出最科學、合理地預測和決策。

5）標度可記憶性和標度可感知性。1～9標度的標度值在五種標度中易于掌握和記憶，但是其余標度的標度值因為摻雜小數所以難以把握和記住，因此，1～9標度的標度可記憶性和可感知性最優(yōu)的。

總結以上觀點，順序保證性是所有標度法在單一準則下的通用性質，相較于其他四種常見標度，有著最好的標度一致性、標度權重擬合性的是30/4～38/4指數標度，也有著相對來說較好的標度均勻性，然而有著相對較差的標度可感知性和標度可記憶性。由于90/9～98/9標度有著較大的核算誤差，應盡量減少運用。本研究計算建材綜合評價指標權重的方法采用基于30/4～38/4標度的AHP法，以完善權重計算的精準性。

3 計算指標權重

本文依據判斷矩陣群對各評價指標的綜合權重向量運用方根法進行計算。下面是采取群體層次分析法計算權重向量的過程。

1）權重在單人單準則下計算

2）綜合權重在多人單準則下的計算

3）計算綜合權重向量

根據上述計算結果由最低一級作為起點，從低到高找尋各級指標相對評價目標的重要性，二級權重×三級權重=單項權重w′，一級權重×單項權重=合成權重w′。

4 試驗分析

本研究以砌體材料為評價對象，計算其評價指標權重運用的是基于30/4～38/4標度的群體AHP法。

1）建立遞階層次結構模型

從經濟、技術、性能及全生命周期對環(huán)境產生影響的角度考慮，以砌體材料綜合評價總體目標為依據，建立了遞階層次結構的評價體系模型，如圖1所示。

圖1 砌體材料綜合評價指標體系

2）建立判斷矩陣群

由10位建材領域的專家組成評價指標構建專家小組，判斷矩陣群由小組成員共同建立。決策者們辨別對比某一準則下各指標相互之間的重要程度是依據評價指標遞階層次結構和判斷矩陣構造方法完成的，以此形成決策者構造判斷矩陣結果。

3）計算砌體材料綜合權重

計算砌體材料評價指標的綜合權重采用基于30/4～38/4標度的群體AHP法，根據前述計算結果得到專家小組各成員的評價指標權重和綜合所有專家小組成員的評價指標權重，計算結果如表4所示。

表4 砌體材料綠色綜合評價指標權重

5 結語

本文利用改進的AHP標度方法，提出確定綠色建材綜合評價指標權重方法為基于30/4～38/4 指數標度的層次分析法。通過剖析常見標度（1～9 標度、9/9～9/1 標度、10/10～18/2標度、90/9～98/9標度及30/4～38/4標度）的利弊，證實選取基于30/4～38/4標度的AHP核算的權重結果有著更高的精準度，且判斷矩陣的一致性也被嚴格確保。同時，本文以砌體材料為研究對象，綜合評價指標體系的判斷矩陣由10位建材領域專家組成的專家小組共同創(chuàng)建，且各評價指標的綜合權重選取基于30/4～38/4指數標度的群體AHP賦權法計算，證實了本文提出的基于30/4～38/4指數標度的層次分析法計算綜合權重的準確性、客觀性和實用性。