□申佩佩 李志學(xué) 郝卓君 李 哲

山區(qū)供水系統(tǒng)是精準(zhǔn)脫貧任務(wù)的主要考核指標(biāo)，但與不斷提升的供水安全要求相比，一些農(nóng)村人居供水系統(tǒng)經(jīng)常處于較粗放的管理狀態(tài)，存在不同程度的安全隱患，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)困難、水資源缺乏、地勢起伏大、水源單一等都是影響山區(qū)供水安全的主要方面。為了科學(xué)評估項目運行風(fēng)險、提高安全管理水平，文章以太行山區(qū)農(nóng)村供水系統(tǒng)為研究對象，在調(diào)研篩選風(fēng)險評價方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合太行山區(qū)農(nóng)村生活生產(chǎn)供水系統(tǒng)的組成、功能和特點，建立供水系統(tǒng)風(fēng)險評估數(shù)學(xué)模型。

1.太行山供水系統(tǒng)風(fēng)險類型分析

太行山區(qū)農(nóng)村的供水系統(tǒng)風(fēng)險主要來自于水質(zhì)、水量、水壓、用水保證率以及運行管理5類指標(biāo)，這些指標(biāo)風(fēng)險有同樣或者類似的風(fēng)險，又有各自特殊的一些風(fēng)險特點，并不是截然不同的，因此供水系統(tǒng)風(fēng)險可以根據(jù)這5個指標(biāo)特點進(jìn)行分類。

水質(zhì)風(fēng)險主要包括水源地的水質(zhì)、水源地周圍環(huán)境、凈水工藝過程、輸水過程中的污染、居民生活用水衛(wèi)生、農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境等；水量風(fēng)險主要包括水源地供水、輸水、補水方式、用水總量、突發(fā)事件、人員管理風(fēng)險、凈水生產(chǎn)能力、氣候、當(dāng)?shù)販囟?、設(shè)備故障等；水壓風(fēng)險主要包括取水、配水設(shè)施、水處理工藝、計量與監(jiān)測、自然環(huán)境、地勢高差、用水點高度、調(diào)度、安全消防、突發(fā)事件風(fēng)險等；用水保證率風(fēng)險主要包括水源地服務(wù)區(qū)域面積、突發(fā)事件應(yīng)急能力、輸配水方式、設(shè)備運行情況等；運行管理風(fēng)險主要包括人力資源和管理模式，專業(yè)管理人員、技術(shù)人員缺失、人員崗位職責(zé)不明確、人員操作疏忽等。

風(fēng)險分析內(nèi)容關(guān)系圖見圖1。

2.風(fēng)險評價模型評價指標(biāo)篩選

指標(biāo)的篩選相對復(fù)雜且難度較高，在風(fēng)險評價模型中對結(jié)果的影響較大，一般可分為評價指標(biāo)初選、評價指標(biāo)體系優(yōu)化和評價指標(biāo)篩選。

初選是將能夠反映評價體系的全部指標(biāo)篩選出來。指標(biāo)初選的過程：明確評價體系各層評價目標(biāo)；分析各個目標(biāo)，明確每個目標(biāo)的反映指標(biāo)；對子目標(biāo)或指標(biāo)進(jìn)行檢查，以防遺漏；指標(biāo)體系建立之后，一般需要對其進(jìn)行優(yōu)化，以提高其系統(tǒng)性及層次性。指標(biāo)體系優(yōu)化一般包括指標(biāo)體系完備性、結(jié)構(gòu)性及聚合性優(yōu)化。簡單來說，完備性優(yōu)化是為了防止同層結(jié)構(gòu)之間對相同的內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)評價，結(jié)構(gòu)性優(yōu)化對評價體系的層數(shù)及指標(biāo)數(shù)的合適性進(jìn)行檢查，聚合性優(yōu)化是剔除體系中不相關(guān)的指標(biāo)。從理論上來說，雖然供水系統(tǒng)的風(fēng)險評價指標(biāo)較多，但是其中一些指標(biāo)并不會對項目產(chǎn)生明顯的影響，風(fēng)險因子的識別是針對那些對工程項目的安全及績效等能夠產(chǎn)生明顯影響的關(guān)鍵因素。

3.太行山區(qū)風(fēng)險評價模型的建立

3.1 層次分析模型

3.1.1 遞進(jìn)層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造

遞進(jìn)層次結(jié)構(gòu)模型是將所要解決的問題層次化，明確所要解決的問題與各個因素之間的關(guān)系。一般的分為總目標(biāo)層、中間層和方案層，總目標(biāo)層著眼于解決所要解決的問題的總目標(biāo)，中間層著眼于解決方案好壞的評價，方案層則是解決問題的具體方案措施。

3.1.2 比較判斷矩陣

層次分析法的核心是比較判斷矩陣的建立，比較判斷矩陣是將矩陣中因素經(jīng)過兩兩比較而得出的，即為n個要素可以得到n階比較判斷矩陣，如表1所示。

其中的元素表示在某一準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，要素對要素的相對重要性的權(quán)重。因此，比較判斷矩陣A具有如下性質(zhì)：

判斷矩陣中A的元素aij可以通過評價者的知識和經(jīng)驗來進(jìn)行估計。但是考慮到評價者估計的不一定準(zhǔn)確，因此進(jìn)行決策前，必須進(jìn)行一致性檢驗。

在此，采用T.L.Saatty引入1-9個標(biāo)度的方法。如表2所示。

表2 判斷矩陣中各元素確定的標(biāo)度

從表1中可以看出，在構(gòu)造判斷矩陣時，只需給出n（n-1）/2個判斷數(shù)值即可。

由于判斷的估計性，并不能使比較判斷矩陣每個要素滿足：

式中：C.I.為一次性指標(biāo)。

因此，需要對其進(jìn)行一致性排序檢驗，一致性比率為：

式中：C.R.為一致性比率；R.I.為隨機性指標(biāo)。

Satty是采用1/9,1/7,...,1...,7,9隨機取數(shù)的方式對不同n的比較矩陣中的元素進(jìn)行賦值，并且對不同的n采用了100-500個字樣，計算其一致性，再求平均值，作為隨機性指標(biāo)，記為R.I.。具體結(jié)果見表3。

表3 隨機性指標(biāo)RI的數(shù)值

若C.R.＜0.10，則認(rèn)為比較判斷矩陣中的一致性可以接受，權(quán)重向量W可以接受。

3.2 模糊綜合評價模型

模糊綜合風(fēng)險評價方法首先要采用一定的方法對所有風(fēng)險因素進(jìn)行權(quán)重的設(shè)置，以區(qū)分風(fēng)險因素的影響程度及重要性，然后通過模型的構(gòu)建計算將風(fēng)險可能性程度最高者作為風(fēng)險水平的最終確定值。

模型的評估步驟如下：

首先，確定評價對象的因素集，因素集U={u1,u2,...,un}，其中u（ii=1,2,...,n）表示影響評價各因素。

其次，建立評價集，評價集V={v1,v2,...,vn}，其中，v（ii=1,2,...,n)表示專家做出的各種可能的評價結(jié)果。

然后，建立模糊關(guān)系矩陣，模糊關(guān)系矩陣就是建立從U到V的模糊關(guān)系R。利用模糊統(tǒng)計的方法，由若干專家對各種因素rij進(jìn)行評價，

之后，確定權(quán)重集，權(quán)重主要通過人們的主觀經(jīng)驗和根據(jù)隸屬度的方法進(jìn)行確定。權(quán)重集是通過對因素集中的各因素U（ii=，2，...,n），賦予一個相應(yīng)的權(quán)數(shù)a（ii=1,2,...,n），權(quán)數(shù)所組成的集合即為因素權(quán)重集A={a1,a2,...,an}。風(fēng)險綜合評價中各個因素權(quán)重的確定是十分關(guān)鍵的工作，賦予權(quán)重的不同，結(jié)果很可能會有較大的差異性。

最后，建立模糊綜合評價集B，根據(jù)模糊綜合評價數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模糊合成，得出綜合評價結(jié)果：

若B中各元素的總和不等于1，則需對B進(jìn)行歸一化處理，即將B中的每個元素分別除以各元素的總和，得到歸一化的矩陣B，作為綜合評價的結(jié)果。

4.結(jié)語

以太行山區(qū)農(nóng)村供水系統(tǒng)為研究對象，分析了供水系統(tǒng)的風(fēng)險內(nèi)容及特征，在進(jìn)行指標(biāo)篩選的基礎(chǔ)上建立了層次分析模型和模糊綜合評價模型，模型將會應(yīng)用于后期的太行山農(nóng)村供水系統(tǒng)風(fēng)險評價，對太行山供水系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價，模型的建立能夠為相似的山區(qū)供水提供參考依據(jù)。