劉英華，符向前

（1.武漢設(shè)計工程學(xué)院，武漢 430072；2.武漢大學(xué)水利水電學(xué)院，武漢 430072）

0 引 言

水利工程是實現(xiàn)國家水資源均衡利用的重要保證，泵站是其中的關(guān)鍵設(shè)施。泵站的信息化建設(shè)程度很大程度上體現(xiàn)了水利工程的信息化建設(shè)水平，是實現(xiàn)整個水利工程調(diào)度、優(yōu)化的基礎(chǔ)，泵站的安全、經(jīng)濟運行是充分發(fā)揮整個水利工程效益的關(guān)鍵［1-3］。我國從20 世紀90年代提出信息化概念以來［4］，泵站信息化應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗，從泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到了集計算機監(jiān)控、微機保護、視頻監(jiān)視、狀態(tài)監(jiān)測、工程安全監(jiān)測等于一體的綜合自動化系統(tǒng)，泵站管理信息化也得到了重視和應(yīng)用［5，6］。

泵站信息化評價是泵站信息化建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，對于政府制定泵站信息化改造政策乃至提高水利信息化建設(shè)水平都有很重大的理論意義和實用價值。我國目前并沒有一個信息化的建設(shè)標(biāo)準，從而導(dǎo)致了各地紛紛在進行信息化建設(shè)，但建設(shè)的效果參差不齊。所以，提出一個有關(guān)泵站信息化建設(shè)的評價標(biāo)準就顯得尤為重要了。同時，泵站信息化評價體系的提出和研發(fā)，不僅可以對已經(jīng)建成信息化或者正在進行信息化建設(shè)的泵站進行評價，也可以為還沒有進行信息化建設(shè)或者正在準備進行信息化建設(shè)的泵站提供一些參考依據(jù)和指導(dǎo)意見。

1 AHP-模糊綜合評價理論

1.1 模糊綜合評價

在泵站信息化運行管理過程中，存在著較多模糊概念和模糊現(xiàn)象，如何科學(xué)高效評估這些模糊對象，成為泵站信息化評價體系中的重要一環(huán)。模糊綜合評價是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個因素對被評價事物隸屬等級狀況進行綜合性評價的一種方法。

基本原理如下：首先確定被評價對象的因素（指標(biāo)）集合評價（等級）集；再分別確定各個因素的權(quán)重及它們的隸屬度向量，獲得模糊評判矩陣R；最后把模糊評判矩陣與因素的權(quán)向量A 進行模糊運算，并進行歸一化，得到模糊綜合評價結(jié)果。其中，模糊綜合評價結(jié)果計算公式如下：

式中：A為1×n維向量，其中n為評價指標(biāo)個數(shù)；R為n×m為矩陣，其中m為可評價結(jié)果集元素數(shù)量。

1.2 層次分析法AHP

在模糊綜合評價方法中，確定各級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的方法共有4種：專家調(diào)查法、層次分析法、Delphi法、數(shù)列分析法等。層次分析法實現(xiàn)了定性和定量分析兩種分析方法的結(jié)合，用數(shù)學(xué)形式將人的判斷科學(xué)的表達出來，運用數(shù)學(xué)運算進行處理的系統(tǒng)分析方法，是常用的分析方法，簡稱AHP 法。層次分析法是將待解決問題細分為若干個因素，根據(jù)因素之間的支配關(guān)系構(gòu)建遞階層次，因素的重要性通過兩兩比較來確定，確定出決策方法的重要性并進行排序，以供決策者進行選擇。

2 泵站信息化評價指標(biāo)搭建

遵循適用性、客觀性、可比性、通用性和可擴展性原則［7-8］，泵站信息化建設(shè)項目評價基本包括3個方面：

（1）泵站信息化程度：泵站信息化程度主要是對泵站進行信息化建設(shè)結(jié)果的完備性的評價，應(yīng)從人才、經(jīng)濟、信息和裝備4個方面進行考量。

（2）信息化系統(tǒng)運行情況：因為泵站信息化建設(shè)就是要通過自動化監(jiān)測設(shè)備以及計算機系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)后通過各種信息通信系統(tǒng)傳輸給數(shù)據(jù)控制中心進行數(shù)據(jù)處理，并通過信息中心的平臺與外界的各個信息平臺進行數(shù)據(jù)交流與共享。所以，泵站信息化系統(tǒng)的運行情況就是要對檢測系統(tǒng)、信息通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個方面的運行情況進行評價。

（3）持續(xù)性評價：指在項目的建設(shè)完成投產(chǎn)之后，項目的規(guī)定目標(biāo)是否還可以繼續(xù)，項目是否可以繼續(xù)地發(fā)揮作用。評價投資項目的持續(xù)性應(yīng)分析內(nèi)部和外部兩類因素。內(nèi)部因素主要包括規(guī)模因素、技術(shù)因素、機制因素和人才因素。外部因素則主要包含資源因素、社會環(huán)境因素、經(jīng)濟環(huán)境因素和資金因素。

最終，本研究泵站信息化評價指標(biāo)體系由4級組成，合計子指標(biāo)42項，如表1所示。

表1 泵站信息化指標(biāo)體系Tab.1 Index system of pumping station informatization

3 案例應(yīng)用

以湖北省某泵站為例，采用AHP-模糊綜合評價法，基于上述評價體系對泵站信息化水平進行了綜合評價。

3.1 指標(biāo)權(quán)重計算

綜合多位專家經(jīng)驗及意見，獲取指標(biāo)兩兩間重要性度量，并取平均值，一級指標(biāo)模糊判斷矩陣如表2所示。

表2 一級指標(biāo)重要性判斷矩陣Tab.2 First level index importance judgment matrix

經(jīng)計算，矩陣最大特征根3.003 694 6，對應(yīng)特征向量w=（-0.163 954 21，-0.871 136 74，-0.462 860 46），歸一化后取w=（0.11，0.58，0.31），即指標(biāo)A、B、C的相對權(quán)重分別為0.11、0.58、0.31。

其中，一致性指標(biāo)CI計算后為0.001 847 3，對應(yīng)的RI=0.52，計算出CR=0.003 552 5，小于0.1，滿足一致性檢驗。

依次計算各級指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果如圖1所示。由此，可計算42 個子節(jié)點指標(biāo)最終權(quán)重，如表3所示。其中，子節(jié)點最終權(quán)重等于其自身相對權(quán)重與其全部上級相對權(quán)重的乘積，如自動化采集率A11最終權(quán)重為0.11×0.08×0.42=0.003 696。

3.2 模糊綜合評價

設(shè)定所有子節(jié)點指標(biāo)評價可選結(jié)果集相同，均分為5檔，即V=｛優(yōu)秀、良好、一般、較差、非常差｝，各結(jié)果對應(yīng)的量化值分別采用5、4、3、2、1。評價工程共邀請了100 位領(lǐng)域?qū)＜覍γ總€評價因素進行評價，因素對應(yīng)的評價結(jié)果的人數(shù)見表3。

按綜合模糊評價計算公式（1），計算模糊綜合評價矩陣如下：B=（0.20，0.18，0.18，0.18，0.26），即該泵站經(jīng)過綜合評價，泵站信息化水平評估結(jié)果為優(yōu)秀、良好、一般、較差、非常差的人數(shù)比例分別為20%、18%、18%、18%、26%。再按計算泵站總體得分為2.90，即泵站信息化水平介于一般與較差之間。

4 結(jié) 語

本研究通過對泵站信息化運行管理關(guān)鍵要素提煉，建立了4 級評價指標(biāo)體系；引入AHP-模糊綜合評價法，以湖北省某泵站為例，進行了信息化指標(biāo)權(quán)重計算和綜合評估，評估結(jié)果綜合反映了100位專家對泵站信息化水平的總體認可程度。從全國范圍來看，本研究應(yīng)用為全面推廣泵站信息化評價、建立科學(xué)實用的泵站信息化評價流程和體系，具有一定的實踐指導(dǎo)意義。□