許 鵬， 劉敬賢， 陳淑楣， 何興昌，劉 康， 劉 奕

(1. 武漢理工大學(xué) a. 航運(yùn)學(xué)院; b. 內(nèi)河航運(yùn)技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430063；2. 長(zhǎng)江航運(yùn)發(fā)展研究中心， 湖北 武漢 430014； 3. 國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心， 湖北 武漢 430063)

三峽后續(xù)工作規(guī)劃是在三峽工程由建設(shè)期轉(zhuǎn)入運(yùn)行期，為順應(yīng)三峽庫(kù)區(qū)及長(zhǎng)江中下游重點(diǎn)影響區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)和要求而實(shí)施的一項(xiàng)綜合規(guī)劃。規(guī)劃于2011年5月18日由國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議批準(zhǔn)，2012年起正式實(shí)施，規(guī)劃水平年為2020年，總投資1238億元[1-2]。航運(yùn)規(guī)劃是三峽后續(xù)工作規(guī)劃的重要組成部分。截至2019年12月底，交通運(yùn)輸部已實(shí)施了40個(gè)三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目，分屬于基本建設(shè)、航道養(yǎng)護(hù)和科學(xué)研究3個(gè)類別。在交通運(yùn)輸部的正確領(lǐng)導(dǎo)和長(zhǎng)航局的精心組織下，上述項(xiàng)目實(shí)施成效顯著。但受限于航運(yùn)項(xiàng)目類型、實(shí)施進(jìn)度、實(shí)施內(nèi)容等差異，長(zhǎng)期以來(lái)在項(xiàng)目實(shí)際管理中對(duì)各項(xiàng)目實(shí)施的績(jī)效考核主要以定性評(píng)估為主，缺少定量的評(píng)估考核手段。如何構(gòu)建一套科學(xué)、合理的定量評(píng)估模型，對(duì)航運(yùn)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行全面、準(zhǔn)確和客觀的評(píng)估考核，已成為當(dāng)前三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目更加科學(xué)、高效管理的必然要求。

1 項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估研究概述

基于國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)研究的結(jié)果，目前常用的項(xiàng)目實(shí)施情況評(píng)估方法主要有層次分析法(AHP)[3]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[4]、灰色系統(tǒng)理論法[5-6]和F綜合評(píng)判[7-10]等。AHP法若單獨(dú)使用，需對(duì)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而可能導(dǎo)致最終評(píng)估結(jié)果偏差較大。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法能處理非線性、非局域性和非凸性的大型復(fù)雜系統(tǒng)，但評(píng)估模型需基于大量的訓(xùn)練樣本?；疑到y(tǒng)理論法能在原始數(shù)據(jù)很少的情況下進(jìn)行評(píng)估，但未考慮造成評(píng)估結(jié)果較低的原因。F綜合評(píng)判的基本思想是利用F線性變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評(píng)估事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)評(píng)估對(duì)象做出合理的綜合評(píng)判[11]。

評(píng)估對(duì)象三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施是一個(gè)多層次、多因素的復(fù)雜系統(tǒng)，本身的含義是模糊的或不確定的，無(wú)法精確定義，其評(píng)估指標(biāo)也沒有精確定義的判別標(biāo)準(zhǔn)。上述評(píng)估對(duì)象的模糊性或不確定性不是由于發(fā)生條件不充分而導(dǎo)致的，而是由于評(píng)估對(duì)象本身的概念不明確所引起的，是一類“亦此亦彼”的模糊性。本文在綜合考慮評(píng)估對(duì)象影響因素基礎(chǔ)上，引入AHP群決策確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用F綜合評(píng)判模型對(duì)評(píng)估對(duì)象做出綜合評(píng)判，恰好能反映這類“亦此亦彼”的模糊性，實(shí)現(xiàn)模糊現(xiàn)象明確化和定量化。鑒于評(píng)估對(duì)象指標(biāo)眾多，層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為避免評(píng)估指標(biāo)重要程度F子集難以分配的弊端，對(duì)這類復(fù)雜系統(tǒng)需運(yùn)用多層次F綜合評(píng)判模型進(jìn)行評(píng)估。

2 基于AHP群決策的評(píng)估模型構(gòu)建

基于AHP群決策的三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估模型的構(gòu)建主要包括構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系、建立因素集和評(píng)判集、確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重、計(jì)算評(píng)估指標(biāo)隸屬度、綜合評(píng)估結(jié)果計(jì)算及評(píng)估等級(jí)評(píng)判等5個(gè)主要步驟，其中關(guān)鍵和難點(diǎn)在于確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重和隸屬度，詳見下圖1所示。

圖1 航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估模型

2.1 構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系

評(píng)估對(duì)象三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施是一個(gè)層次多、因素多、邊界不清、交叉重疊的復(fù)雜系統(tǒng)，建立的評(píng)估指標(biāo)體系要能準(zhǔn)確、全面和系統(tǒng)的反映評(píng)估對(duì)象的整體特征[12-14]。結(jié)合基本建設(shè)、航道養(yǎng)護(hù)和科學(xué)研究3類項(xiàng)目特點(diǎn)，通過(guò)文獻(xiàn)研究和專家咨詢，按照系統(tǒng)性、完備性、主成分性、獨(dú)立性和可操作性的原則，從實(shí)施管理、目標(biāo)內(nèi)容及任務(wù)完成、實(shí)施效果和滿意度等4個(gè)維度，分別構(gòu)建航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施3級(jí)評(píng)估指標(biāo)體系，其中航道養(yǎng)護(hù)類二級(jí)指標(biāo)“經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益”的三級(jí)指標(biāo)為降低航道維護(hù)難度、降低事故風(fēng)險(xiǎn)和提供就業(yè)崗位，其余評(píng)估指標(biāo)與基本建設(shè)類均相同，詳見表1和表2。

2.2 建立因素集和評(píng)判集

因素集U是評(píng)估指標(biāo)體系全部評(píng)估指標(biāo)組成的集合。U=(U1,U2,U3,U4),Ui=(Ui1,Ui2,…,Uis)，Uij=(Uij1,Uij2,…,Uijk)，其中i=1,2,…,n，j=1,2,…,s。

評(píng)判集V是評(píng)估對(duì)象可能的評(píng)估等級(jí)所組成的集合。V={V1,V2,V3,V4}={優(yōu)秀,良好,合格,不合格}，設(shè)定優(yōu)秀分值區(qū)間為[90,100]，良好分值區(qū)間為[80,90)，合格分值區(qū)間為[70,80)，不合格分值區(qū)間為[0,70)。

2.3 確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

AHP法計(jì)算評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的過(guò)程依賴于專家對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知程度，具有較強(qiáng)的主觀性。為減少這種主觀性，本文采用AHP群決策的方法來(lái)確定權(quán)重，以聚合專家個(gè)人排序的方式將多位專家的意見聚合，評(píng)估指標(biāo)權(quán)重由多位專家分別給出的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重和專家自身權(quán)重組合得到[15-16]。AHP群決策方法計(jì)算評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的主要步驟如下：

(1)

(2)

式(2)中：n為專家數(shù)；r為評(píng)估指標(biāo)級(jí)數(shù)，取值1,2,3；j為第r級(jí)評(píng)估指標(biāo)數(shù)。

2.4 確定評(píng)估指標(biāo)隸屬度

隸屬度是評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)判集中評(píng)估等級(jí)的定量描述。確定評(píng)估指標(biāo)隸屬度的首要工作是確定評(píng)估指標(biāo)等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和專家咨詢，并結(jié)合實(shí)際管理情況，確定基本建設(shè)、航道養(yǎng)護(hù)和科學(xué)研究類項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，詳見下表1和表2所示。

表1 基本建設(shè)和航道養(yǎng)護(hù)類項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)體系及等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表2 科學(xué)研究類航運(yùn)項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)體系及等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

本文采用模糊數(shù)學(xué)方法確定評(píng)估指標(biāo)的等級(jí)隸屬度，其關(guān)鍵和難點(diǎn)在于根據(jù)評(píng)估指標(biāo)特點(diǎn)建立符合實(shí)際的等級(jí)隸屬函數(shù)。三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估指標(biāo)分為定性和定量?jī)深?，其評(píng)估指標(biāo)的等級(jí)隸屬度確定方法也不盡相同[18]。

2.4.1定性評(píng)估指標(biāo)等級(jí)隸屬度的確定方法

1) 對(duì)規(guī)范管理、安全管理等易于給出確切評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的定性評(píng)估指標(biāo)，選擇中間型矩形分布確定隸屬度，則評(píng)估指標(biāo)Uijk的等級(jí)隸屬度Rijk為：

(3)

式(3)中：m=1,2,3,4，Rijk表示評(píng)估指標(biāo)Uijk隸屬于評(píng)判等級(jí)Vm的程度。

2) 對(duì)實(shí)施效果、滿意度等難以給出確切評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的定性評(píng)估指標(biāo)，利用F統(tǒng)計(jì)法確定隸屬度。

(4)

式(4)中：n為試驗(yàn)次數(shù)；隨著n增大，隸屬頻率會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定性，頻率穩(wěn)定值即為評(píng)估指標(biāo)Uijk對(duì)評(píng)判等級(jí)Vm的隸屬度。

2.4.2定量評(píng)估指標(biāo)等級(jí)隸屬度的確定方法

對(duì)定量評(píng)估指標(biāo)需根據(jù)評(píng)估指標(biāo)屬性，選擇恰當(dāng)?shù)腇分布建立符合實(shí)際特點(diǎn)的隸屬度函數(shù)。本文中定量評(píng)估指標(biāo)分為效益型和成本型兩類[19-20]，選擇梯形分布構(gòu)建等級(jí)隸屬度函數(shù)：效益型指標(biāo)為評(píng)估等級(jí)越高其對(duì)應(yīng)數(shù)值越大的指標(biāo)，如任務(wù)完成率、考核指標(biāo)完成率等；而成本型指標(biāo)則與之相反，如按時(shí)開工、按時(shí)完工、按時(shí)竣工等。

1) 對(duì)效益型定量評(píng)估指標(biāo)，根據(jù)優(yōu)秀和不合格的臨界值V1、V4(V1

(5)

(6)

(7)

(8)

2) 對(duì)成本型定量評(píng)估指標(biāo)，其等級(jí)隸屬函數(shù)恰好與效益型評(píng)估指標(biāo)相反，其等級(jí)隸屬函數(shù)Rijk為：

(9)

(10)

(11)

(12)

2.5 評(píng)估結(jié)果合成及評(píng)判

根據(jù)前文確定的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重及其隸屬度，構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)權(quán)重向量W和模糊關(guān)系矩陣R，利用模糊合成算子，得到綜合評(píng)估結(jié)果B為：

(13)

式(13)中：i為一級(jí)指標(biāo)編號(hào)，j為二級(jí)指標(biāo)編號(hào)，k為三級(jí)指標(biāo)編號(hào)，l為三級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

對(duì)綜合評(píng)估結(jié)果B進(jìn)行歸一化處理得到最終評(píng)估結(jié)果B*。結(jié)合已設(shè)定評(píng)判集的各臨界值，得到航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估得分S為：

S=B*°VT=

(14)

根據(jù)航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估得分S，最終可判定該項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估等級(jí)。

3 算例

以三峽庫(kù)區(qū)應(yīng)急避險(xiǎn)區(qū)建設(shè)一期工程(項(xiàng)目1)、長(zhǎng)江三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)礙航礁石炸除一期工程(項(xiàng)目2)和武鋼長(zhǎng)江碼頭三峽工程影響處理工程(項(xiàng)目3)等三個(gè)基本建設(shè)類項(xiàng)目為評(píng)估對(duì)象，對(duì)評(píng)估模型的可用性和有效性進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)前文構(gòu)建基本建設(shè)類項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估指標(biāo)體系，設(shè)計(jì)基本建設(shè)類項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)權(quán)重和實(shí)施效果、滿意度等定性評(píng)估指標(biāo)隸屬度調(diào)查問卷。本次向各級(jí)主管部門管理人員、行業(yè)專家和航運(yùn)企業(yè)代表分別發(fā)放權(quán)重調(diào)查問卷10份、隸屬度調(diào)查問卷30份，回收有效權(quán)重調(diào)查問卷7份和隸屬度調(diào)查問卷30份。

3.1 評(píng)估指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

根據(jù)回收的7份有效權(quán)重調(diào)查問卷，運(yùn)用AHP群決策的方法計(jì)算評(píng)估指標(biāo)權(quán)重結(jié)果如下：

1) 利用yaahp軟件計(jì)算專家給出的三級(jí)評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估對(duì)象的權(quán)重如下表3所示。

2) 運(yùn)用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)表3中群決策專家進(jìn)行分類，得到聚類譜系圖，如圖2所示：

圖2 聚類譜系圖

表3 各專家給出的三級(jí)評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估對(duì)象的權(quán)重

通過(guò)聚類譜系圖和方差分析，群決策專家分成兩類時(shí)，不同類別之間的三級(jí)指標(biāo)權(quán)重的差異顯著，故此種分類方式較為合適。根據(jù)公式(1)計(jì)算各專家自身權(quán)重如表4所示：

表4 專家自身權(quán)重

表5 評(píng)估指標(biāo)組合權(quán)重

3.2 評(píng)估指標(biāo)隸屬度確定結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目1、項(xiàng)目2和項(xiàng)目3的實(shí)際管理情況和回收的30份隸屬度調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，上述項(xiàng)目的三級(jí)評(píng)估指標(biāo)具體取值如表6所示。

根據(jù)表6中各項(xiàng)目三級(jí)評(píng)估指標(biāo)取值和2.4節(jié)確定的評(píng)估指標(biāo)隸屬度計(jì)算方法，計(jì)算項(xiàng)目1、項(xiàng)目2和項(xiàng)目3的三級(jí)評(píng)估指標(biāo)隸屬度如表7所示。

表6 三級(jí)評(píng)估指標(biāo)取值

表7 三級(jí)評(píng)估指標(biāo)隸屬度

3.3 綜合評(píng)估結(jié)果及驗(yàn)證

按公式(13)和公式(14)計(jì)算出項(xiàng)目1的實(shí)施評(píng)估結(jié)果如下：

B項(xiàng)目1=

S項(xiàng)目1=B*·VT=92.7

同理，可計(jì)算項(xiàng)目2和項(xiàng)目3的實(shí)施評(píng)估結(jié)果為：

B項(xiàng)目2=(0.900 0.074 0.033 0.012)

S項(xiàng)目2=93.4

B項(xiàng)目3=(0.487 0.404 0.094 0.034)

S項(xiàng)目3=88.6

由此可判定，三峽庫(kù)區(qū)應(yīng)急避險(xiǎn)區(qū)建設(shè)一期工程(項(xiàng)目1)和長(zhǎng)江三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)礙航礁石炸除一期工程(項(xiàng)目2)的實(shí)施評(píng)估等級(jí)均為“優(yōu)秀”，武鋼長(zhǎng)江碼頭三峽工程影響處理工程(項(xiàng)目3)的實(shí)施評(píng)估等級(jí)為“良好”。而近年來(lái)水利部(原國(guó)務(wù)院三峽辦)的項(xiàng)目稽查和交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江航務(wù)管理局的項(xiàng)目監(jiān)督檢查結(jié)果均顯示，項(xiàng)目1、項(xiàng)目2的實(shí)施情況相對(duì)較好，項(xiàng)目3的實(shí)施情況則相對(duì)較差，這與項(xiàng)目1、項(xiàng)目2和項(xiàng)目3的實(shí)施評(píng)估等級(jí)相符，評(píng)估模型的可用性和有效性得到了進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程出發(fā)，基于AHP群決策、系統(tǒng)聚類法和F綜合評(píng)判等理論方法，建立了一個(gè)適應(yīng)不同類別三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施的定量評(píng)估模型。評(píng)估模型相比傳統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估模型，指標(biāo)權(quán)重確定的準(zhǔn)確性得到一定程度的提高，指標(biāo)隸屬度的確定方法更科學(xué)可用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目實(shí)施情況的全面、準(zhǔn)確和客觀的量化評(píng)估。評(píng)估模型不僅可為相關(guān)主管部門加強(qiáng)三峽后續(xù)工作規(guī)劃航運(yùn)項(xiàng)目績(jī)效考核評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)，還可廣泛應(yīng)用于其他類似項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估中。