基于AHP的村镇基础设施建设配置指标体系评价研究

2014-05-03 04:03黄桂林马宗帅郭云飞

经济师 2014年10期

黄桂林马宗帅郭云飞

黄桂林马宗帅郭云飞

现在我国正在大力推进村镇建设，而村镇基础设施建设是村镇建设的基础，是搞好村镇建设的关键。根据村镇基础设施建设的特点和实际建设情况，通过运用层次分析法，构建村镇基础设施配置指标体系，并对其进行评价。通过分析得到的结果，实现村镇基础设施建设的重要度的排序，实现村镇基础设施建设的效益最大化，对推动村镇基础设施建设健康的发展具有重要意义。

村镇基础设施建设层次分析法配置指标体系

引言

当前我国在大力推进社会主义新农村建设，而村镇建设就是新农村建设的重要内容。村镇基础设施的建设又是村镇建设的基础和根本内容。村镇基础设施的建设是村镇经济与社会发展的支撑体系。适度超前，配置合理的基础设施不仅能满足村镇各项活动的要求，而且还有利于带动村镇建设和村镇经济的腾飞，保障村镇健康持续地发展1。因此，建设科学、合理的村镇基础设施配置指标评价体系是当前重要的任务。本文的研究就是采用层次分析法，对村镇基础设施建设各项配置指标进行了分析，并进行了科学的决策。

一、层次分析法的基本原理与步骤

（一）层次分析法的基本原理

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是由美国匹兹堡大学教授T.L.Saaty在20世纪70年代提出的。这是一种定性和定量相结合的系统性层次分析方法，是一种可用以处理复杂的社会、政治、经济、技术等方面决策问题的分析方法，尤其是对于多目标、多方案的决策，这种方法可以有效地进行处理。AHP的基本思想是把一个复杂问题分解为各个组成的因素，并将这些因素按支配关系分组，从而形成一个有序的递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸多因素的相对重要性，然后综合人的判断以确定决策因素相对重要性的总排序。层次分析法的出现给决策者决策那些难以定量描述的决策问题带来了极大的方便，从而使它的应用涉及广泛的科学和实际领域2。

（二）层次分析法的步骤

运用层次分析法进行决策时，大体上可以分为以下几个步骤进行3：

（1）分析系统中各因素之间的关系，建立系统递阶层次结构模型；

（2）对同一层次的各元素关于上一层中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；

（3）由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重，并进行一致性检验；

（4）计算各层元素对系统目标的合成权重，并进行排序；

（5）根据分析的结果进行决策。

（三）层次结构模型的建立

应用层次分析法进行综合评判决策时，首先应建立决策问题的层次结构，层次结构是应用层次分析法把复杂问题分解简化的关键，必须建立在对决策问题深刻分析和非决策目标以及决策主体意图的充分理解之上。层次结构的建立过程是首先确定决策目标，其次罗列出与该目标相关的各种因素，然后分析这些因素间的逻辑关系，按各因素属性的不同分为若干组并划分递阶层次结构。在深入分析实际问题的基础上，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次，同一层次的诸因素从属于上一层次的因素或对上层因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。层次结构可分为目标层、准则层、指标层。绘制的层次结构图，如图1所示。

（四）构造判断矩阵

在层次结构中，对于从属于（或影响）上一层的每个因素的同一层诸因素进行两两比较，比较其对于准则的重要程度，并按事前规定的标度定量化，构成矩阵形式，即判断矩阵。标量化是指通过一定的标度体系，将各种原始数据转换为可直接比较的规范化格式的过程4。为了对重要性判断定量化，层次分析法选用1～9标度法，即用数字1～9对指标的相对重要性进行判断，判断矩阵的构建主要是通过专家评估或由历史（经验）数据得出。因素比例标度见表1。

表1 因素比例标度表1

（五）计算权向量，进行一致性检验

由于构造判断矩阵要受到专家系统的不完全性和评价系统复杂性的影响，所以要对判断矩阵进行一致性检验。首先计算判断矩阵最大特征值λmax和特征向量W，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序的权值。常见的权重计算方法主要有：方根法、特征根方法、和积法、最小二乘法和对数最小二乘法等5。本文主要采用和积法计算权重。为避免其他因素对判断矩阵的干扰，在实际中要求判断矩阵满足大体上的一致性，需要进行一致性检验。只有通过检验，才能说明判断矩阵在逻辑上是合理的，才能继续对结果进行分析。为了检验判断矩阵的一致性，需计算它的一致性指标：

CI=（λmax-n）/（n-1）

式中，若CI=0时，判断矩阵具有完全一致性；反之，CI越大，则判断矩阵的一致性就越差。

为了检验判断矩阵是否具有令人满意的一致性，需将CI与平均随机一致性指标RI进行比较。RI可查表确定，如表2所示。

一般而言，1或2阶判断矩阵总是具有完全一致性的。对于2阶以上的判断矩阵，一致性指标CI与同阶的平均随机一致性指标RI之比，称为判断矩阵的随机一致性比率，记为CR。即

CR=CI/RI（1）

当CR＜0.1时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。

表2 随机一致性指标RI值

（六）进行层次总排序

要最终得到各元素特别是最低层中各方案对于目标的排序权重，需要进行总排序6。计算某一层次所有因素对于最高层（总目标）相对重要性的权值，称为层次总排序。在这一过程中是从最高层次到最低层次依次进行的。

二、指标体系的构建

（一）指标体系选择的原则

（1）全面性原则：在指标选取的过程中将基础设施进行详细的分类，才能客观、科学地反映基础设施现状的建设情况。

（2）可操作性原则：在指标选取中本着简单、实用的原则，尽可能结合实际数据提取情况简化指标体系指标的复杂性，便于实际应用。

（3）科学性原则：指标体系建构的目的是为了科学、客观地反映某一事项的发展状况或评价同类事项之间存在的差异。因此，指标体系中所选取的指标必须根据实际情况、在科学研究的基础上，运用科学的方法，选择客观、实际、理性的指标。

（4）独立性原则：所选择的指标要求具有相对独立性，即指标之间的关联性较小，也就是说所选择的指标，一方面是构成评价指标体系必不可少；另一方面彼此要相对独立7。

（二）构建指标体系

根据相关研究，并在借鉴相关研究的基础之上，将村镇基础设施分为道路交通、给水排水、能源系统、通信系统、环境系统、防灾系统六大类。六大系统之下又分有详细的核心指标。见表3。

表3 村镇基础设施建设配置指标体系

三、基于层次分析法的评价

（一）层次单排序

采用上述层次分析法对指标体系的权重进行计算。根据数据资料和专家意见，对每层各元素的相对重要性赋值，构造判断矩阵。

首先对准则层的指标进行两两比较，建立判断矩阵，其结果见表4。

表4 A-B之间构造的判断矩阵

①将判断矩阵每列正规化，得到正规化矩阵，其结果见表5。

表5 正规化矩阵

②将正规化判断矩阵按行相加，得到向量AW。

AW=[1.1372,2.0674,1.1372,0.6155,0.6155,0.4273]T

③将向量AW进行正规化得到标准特征向量，即指标权重W。

W=[0.1895,0.3446,0.1895,0.1026,0.1026,0.0712]T

④进行一致性检查：

BW=[1.1506,2.0975,1.1506,0.6234,0.6234,0.4832]T

故矩阵的最大特征值为：

则可得CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0258

查出同阶矩阵平均随机一致性指标RI=1.26.

此时CR=CI/RI=0.0205＜0.1

随机一致性比率CR＜0.1，表示上述指标权重计算通过了一致性检验。我们认为是一致性合格，权重分配是合理的。所以，对村镇基础设施建设配置指标体系评价中，道路交通评价占0.1895，给水排水评价占0.3446，能源系统评价占0.1895，通信系统评价占0.1026，环境系统评价占0.1026，防灾系统评价占0.0712。

同理可计算出道路交通系统评价指标、给水排水系统评价指标、能源系统评价指标、通信系统评价指标、环境系统评价指标、防灾系统评价指标的次级指标的权重，其判断矩阵和一致性检验见表6～表11。

λ1max=3.0183，CI1=0.0092，RI=0.58，CR1=0.0159＜0.1,通过一致性检验。

λ2max=4.0684，CI2=0.0228，RI=0.89，CR2=0.0256＜0.1,通过一致性检验。

λ3max=3.0000，CI3=0.0000，RI=0.58，CR3=0.0000＜0.1,通过一致性检验。

λ4max=3.0092，CI4=0.0046，RI=0.58，CR4=0.0079＜0.1,通过一致性检验。

λ5max=4.1459，CI5=0.0486，RI=0.89，CR5=0.0546＜0.1,通过一致性检验。

λ6max=3.0183，CI6=0.0092，RI=0.58，CR6=0.0159＜0.1,通过一致性检验。