網絡分析法在環境信息化水平評價指標體系中的應用

王立群

（天津市環境保護科技信息中心，天津300191）

1.引言

環境信息化作為國家信息化的重要組成部分，作為環境管理現代化的重要內容之一，是環境保護工作的基礎和關鍵，其發展程度將直接決定管理機構綜合決策能力、環境監管能力、公共服務能力、環境應急反應能力所能達到的水平[1-4]。

黨中央、國務院高度重視環境信息化工作，2005年，國務院在《關于落實科學發展觀加強環境保護的決定》中明確提出要求，要完善環境監測網絡，建設“金環工程”，實現“數字環?！?，加快環境與核信息系統建設，實行信息資源共享機制。2007年，環?？偩?、發展改革委制定的《國家環境保護“十一五”規劃》中對環境信息化建設提出了更高要求，要建設“金環工程”，建設國家和地方環境保護信息系統，構建環境保護信息基礎網絡平臺，建設國家環境數據信息庫和環境管理決策支持體系，建立高效、便捷的環境污染事故應急指揮信息傳輸系統，構筑數字環保，完善信息發布制度，促進環境信息共享[1]。

目前，我國環境信息化工作在發展規劃與管理制度的完善、管理機構建設、基礎網絡建設、政府門戶網站與內部辦公平臺建設、應用系統建設等方面，已取得了較為顯著的成績。但與國家信息化發展總體要求及環境管理工作的實際需求相比，環境信息化工作仍存在一些亟待解決的問題，主要體現在網絡覆蓋能力不能完全滿足信息傳輸與資源共享的需要、環保信息資源未得到全面有效開發和共享、環保信息化標準建設和整體規劃工作基礎薄弱、環境管理核心業務信息化程度還有待提高等[1]。

隨著我國環境保護事業進入新的發展階段，人們對于環境保護工作的重視程度也日益提高，針對環境信息化工作開展的研究也越來越多，如陳煜欣[5]對國家環保信息化安全管理體系建設進行了研究，劉定[6]研究了環境信息化標準的發展，朱懷松，白雪[7]針對我國城市環境信息化建設存在的問題及發展戰略開展了研究，甄欣，曾錚[8]對省級環境保護信息系統的建設進行了探討。以往關于環境信息化方面的研究中，對環境信息化水平評價體系的研究尚屬少數。本文在建立環境信息化水平評價指標體系的基礎上，采用ANP方法對該體系進行研究，對于推動環境信息化工作的進一步開展，將具有重要的理論價值和實踐意義。

2 環境信息化水平評價指標體系的構建

2.1 指標體系構建的主要原則[9]

環境信息化水平評價指標體系的建立是為了更好地測度環境信息化水平，為環境信息化戰略決策提供現實量化的依據。構建評價指標體系是一項復雜的工作，也是對國家及城市的環境信息化發展具有重大意義的工作，科學合理的評價指標體系有利于提高國家或城市的環境信息化水平，從而促進經濟的發展，提升國家或城市的競爭能力。為了能夠科學、全面、準確地對環境信息化水平進行評價，指標體系的構建應遵循以下原則：

2.1.1 科學性原則

評價指標體系的建立需要堅持正確的理論指導和科學的研究方法，將理論與實際相結合，從而選取能夠全面、系統、準確、客觀地反映環境信息化內涵的指標，使評價科學、合理。如何在抽象、概括中抓住最重要、最本質、最有代表性的東西，是設計指標體系的關鍵和難點。對客觀實際描述得越清楚、越簡練、越符合實際，其科學性也就越強。

2.1.2 系統性原則

系統性是指在指標體系內部各個指標之間要有一定的邏輯關系，而不是雜亂無章的羅列。評價指標體系是一個多層次、多元化的系統，這些指標必須分類合理、層次清晰，共同構筑一個有機整體。因此，對環境信息化水平進行評價時，必須從系統的角度出發，力求從各個層次、各個角度對環境信息化水平做出全面、系統、客觀的評價.

2.1.3 可行性原則

指標數據要有可靠的資料來源且易于搜集，定量指標的計算方法要科學，便于計算機進行數據處理；定性指標應采用專家打分法對其賦值，以保證其可信度。指標體系的設計要從立足現狀、可操作、易搜集的角度出發，建立具有比較性、可測性、數據容易獲得的指標體系。

2.1.4 可比性原則

為便于進行不同國家或城市間環境信息化水平的比較研究，指標口徑、范圍應盡量與國際常用的指標相一致，以保證指標的可比性。這樣才能更加清楚地看到各自的相對競爭優勢與相對競爭劣勢，以及與其他國家或城市之間的差距，也可以學習其他國家或城市在提高環境信息化水平方面的經驗，為己所用。

2.2 指標體系的構建

環境信息化評價指標體系是結構復雜的系統，其綜合評價內容是多準則、多方案的。在參考吸收大量環境信息化研究成果的基礎上，借鑒環境信息化標準、環境信息化發展戰略等相關理論，結合環境信息化的內涵及發展現狀，通過理論分析、專家咨詢等方法，遵循指標體系設計原則，建立了如下環境信息化水平評價指標體系（如表1）。該指標體系對環境信息化水平的評價構建了6個準則：環境信息網絡平臺建設、環境管理業務應用平臺建設、環境信息資源共享平臺建設、環境信息資源服務平臺建設、環境信息化標準規范與安全建設和管理機構與人才隊伍建設，每個準則下，又分別有若干個子準則。

表1 環境信息化水平評價指標體系

3.應用ANP（網絡分析法）求解環境信息化水平評價問題

3.1 ANP概述

ANP(analytic network process)是美國匹茲堡大學著名教授Thomas L.Saaty在1996年提出的一種決策方法，它是在層次分析法AHP(analytic hierarchy process)的基礎上發展而形成的一種新的實用決策方法。AHP方法的核心是將系統劃分為若干層次，如目標層、準則層、方案層，且只考慮上層元素對下層元素的支配作用，不考慮層次之間的反饋關系，且同一層次中的元素被認為是彼此獨立的。AHP方法雖然為處理系統問題帶來了方便，但同時也限制了它在復雜決策問題中的應用。在許多實際問題中，各層次內部元素往往是依存的，低層元素對高層元素也有支配作用，即存在反饋，此時系統的結構更類似于網絡結構。ANP正是適應這種需要，由AHP延伸發展得到的系統決策方法[10]。ANP方法提出以后，受到了眾多領域學者的好評，如趙國杰等[11]應用ANP方法對區域科技實力評價體系進行了研究，任常銳等[12]將ANP方法應用于對敏捷供需鏈運作機理的研究中，Ozden Bayazit[13]在全面質量管理的研究中采用了ANP方法，Eddie W.L.Cheng[14]用ANP方法研究了戰略合作問題。

在對環境信息化水平指標體系進行評價的過程中，各層次內部元素是相互依存的，系統中存在反饋的網絡關系，在此情況下應用網絡分析法（ANP），能夠從數學分析的角度給出各元素比較的數量關系，因此，選擇ANP方法對環境信息化水平指標體系進行評價是科學合理的。

采用ANP方法對問題進行求解時，需要如下五個步驟，即確定目標、準則并構建網絡結構、構建未加權超矩陣、構建加權超矩陣、計算極限超矩陣、對可選方案進行排序。ANP方法的計算較為繁雜，用于解決實際問題時常常需要借助計算軟件。Rozann W.Satty和William Adams設計出的基于ANP方法的Super Decisions軟件，成功地將ANP的計算過程程序化，為ANP方法的推廣起到了巨大的作用。Super Decisions軟件可以快速建立ANP模型、快速檢測判斷矩陣的一致性、構造未加權超矩陣及加權超矩陣、準確計算極限超矩陣，最終得到各元素的綜合排序。

3.2 用Super Decisions軟件求解該ANP問題

3.2.1 在Super Decisions軟件中建立評價指標體系的ANP模型

假設國家環境信息化相關部門擬對A1、A2、A3三個城市的環境信息化水平進行評價，便于后續的環境信息化工作的開展有所側重。采用表1中所編制的指標體系，應用ANP方法對A1、A2、A3三個城市，即三個方案進行評價，首先需要建立與指標體系相對應的模型，如圖1所示：

圖1 環境信息化水平評價指標體系的Super Decisions模型

3.2.2 在Super Decisions軟件中對ANP模型進行求解

在對圖1所示模型進行求解的過程中，需要在每一控制準則下，應用兩兩比較的方法對元素進行兩兩比較。圖2所示為在“環境管理業務應用平臺建設”這一控制準則下，對方案層中的各元素A1、A2、A3進行兩兩比較時的界面。

圖2 Super Decisions軟件中元素兩兩比較界面

其中，1-9為網絡分析法采用的標度方法，對不同準則給出兩個元素之間比較的數量標度,如表2所示。

表2 網絡分析法中1-9標度方法

在完成所有控制準則下各元素的兩兩比較之后，Super Decisions軟件可以自動、快速計算出未加權超矩陣、加權超矩陣以及極限超矩陣，并可以對各元素的優先級進行排序，從而幫助決策者進行決策或對某些指標有所側重。圖3為環境信息化水平評價指標體系方案層中的各元素A1、A2、A3的優先級，易知城市A1的環境信息化水平較高。

圖3 環境信息化水平評價體系方案層中的各元素A1、A2、A3的優先級

4.結論

環境信息化已經成為環境管理工作不可或缺的重要內容之一，并與環境管理工作的各個方面、各個層次緊密結合。環境信息化水平的高低對于推動環保工作的進一步開展、構建環境友好型社會具有重要意義。

采用網絡分析法對環境信息化水平評價指標體系進行研究，充分考慮了指標體系中各元素之間的依賴關系及反饋關系，為指標體系的評價提供了一個全面而系統的工具，使評價結果更為準確、合理、有效。網絡分析法的核心是超矩陣的計算，通過使用Super Decisions軟件可以避免超矩陣相關的復雜計算，使評價過程更為快捷、準確。但網絡分析法在應用的過程中不可避免地涉及到了人的主觀因素，兩兩比較矩陣中的數據均由決策者的主觀意識決定，這可能使所得數據與現實有所偏差，關于這方面的問題還有進一步研究和探索的空間。

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