層次分析法在氣象服務(wù)效益定量評(píng)估中的應(yīng)用

張婧

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數(shù)量化，它是一種定量和定性相結(jié)合的方法。以2010年和2012年為例，應(yīng)用AHP對(duì)公眾氣象服務(wù)年度社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估。應(yīng)用結(jié)果表明，AHP結(jié)合社會(huì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將定性指標(biāo)定量化，既克服了AHP方法在多指標(biāo)情況下需要反復(fù)檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比一致性的弊端，又能將多層次、多結(jié)構(gòu)的指標(biāo)按權(quán)重逐級(jí)收斂，組合、換算成可比的統(tǒng)一量綱值，在簡化計(jì)算過程的同時(shí)也使結(jié)果更加符合事實(shí)、更加客觀，是一種較為實(shí)用、簡便的定量化方法。

關(guān)鍵詞：層次分析法；氣象服務(wù)效益；定量評(píng)估；矩陣

中圖分類號(hào)：P49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，公眾對(duì)氣象服務(wù)的要求在不斷提高，氣象服務(wù)也從提供簡單的氣象信息服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的社會(huì)生產(chǎn)力。1994-09，WMO召開了20世紀(jì)90年代第二次氣象水文服務(wù)效益評(píng)估專門會(huì)議。會(huì)議認(rèn)為，氣象服務(wù)效益評(píng)估是一項(xiàng)重要和有價(jià)值的工作，也是一個(gè)難度較大的課題。美國、前蘇聯(lián)等多國專家從不同的角度對(duì)氣象服務(wù)效益進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，但是，迄今尚未形成一種國際公認(rèn)的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)模式。

目前，氣象服務(wù)效益評(píng)估工作的難點(diǎn)是還沒有一套系統(tǒng)、規(guī)范的定量評(píng)估方法能有效地從社會(huì)調(diào)查資料中提取、歸納出有價(jià)值的信息和知識(shí)，在多數(shù)情況下，依然延續(xù)使用定性分析法，比如德爾斐法。

Satty提出的層次分析模型是一種將定性和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)化決策分析方法，決策者將復(fù)雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行兩兩比較和計(jì)算，得出不同方案的組合權(quán)重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標(biāo)對(duì)比下的權(quán)重計(jì)算比較煩瑣，要進(jìn)行多次一致性檢驗(yàn)。使用社會(huì)調(diào)查資料中的公眾得票率來初始化指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，從而簡化了AHP的處理過程。

本文使用了2010年和2012年中國氣象局的全國公眾氣象服務(wù)滿意度調(diào)查數(shù)據(jù)，運(yùn)用層次分析法對(duì)不同年度的公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務(wù)效益分析中的應(yīng)用。結(jié)果供各級(jí)、各項(xiàng)服務(wù)效益評(píng)估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結(jié)構(gòu)模型。依照問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成元素，并根據(jù)因素間的相互關(guān)聯(lián)影響和隸屬關(guān)系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，最終使問題歸結(jié)為最低層（供決策的方案、措施等）相對(duì)于最高層（總目標(biāo)）的相對(duì)重要權(quán)值的確定或相對(duì)優(yōu)劣次序的排定。公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益評(píng)估體系結(jié)構(gòu)和權(quán)重系數(shù)如圖1、圖2所示。②構(gòu)造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度表構(gòu)建目標(biāo)層和各指標(biāo)類別層的判斷矩陣，然后將計(jì)算、判斷矩陣正規(guī)化向量作為權(quán)向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度如表1所示。③計(jì)算組合權(quán)重并進(jìn)行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調(diào)查人數(shù)有限，主觀成分較大。本文采用公眾調(diào)查數(shù)據(jù)中的用戶支持率作為底層指標(biāo)的權(quán)重值，數(shù)據(jù)來源于全國4萬多人的調(diào)查，是事實(shí)的客觀反映，因此，能保證評(píng)估結(jié)果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對(duì)應(yīng)的正規(guī)化特征向量作為權(quán)向量，其不一致范圍應(yīng)在容許范圍內(nèi)，即要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機(jī)一致性指標(biāo)，通過隨機(jī)一致性表查取，隨機(jī)一致性指標(biāo)見表2；

n——判斷矩陣的階數(shù)。

當(dāng)CR<0.1時(shí)，判斷矩陣的不一致程度在容許范圍內(nèi)，此時(shí)，可用其特征向量作為權(quán)向量。

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數(shù)量化，它是一種定量和定性相結(jié)合的方法。以2010年和2012年為例，應(yīng)用AHP對(duì)公眾氣象服務(wù)年度社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估。應(yīng)用結(jié)果表明，AHP結(jié)合社會(huì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將定性指標(biāo)定量化，既克服了AHP方法在多指標(biāo)情況下需要反復(fù)檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比一致性的弊端，又能將多層次、多結(jié)構(gòu)的指標(biāo)按權(quán)重逐級(jí)收斂，組合、換算成可比的統(tǒng)一量綱值，在簡化計(jì)算過程的同時(shí)也使結(jié)果更加符合事實(shí)、更加客觀，是一種較為實(shí)用、簡便的定量化方法。

關(guān)鍵詞：層次分析法；氣象服務(wù)效益；定量評(píng)估；矩陣

中圖分類號(hào)：P49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，公眾對(duì)氣象服務(wù)的要求在不斷提高，氣象服務(wù)也從提供簡單的氣象信息服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的社會(huì)生產(chǎn)力。1994-09，WMO召開了20世紀(jì)90年代第二次氣象水文服務(wù)效益評(píng)估專門會(huì)議。會(huì)議認(rèn)為，氣象服務(wù)效益評(píng)估是一項(xiàng)重要和有價(jià)值的工作，也是一個(gè)難度較大的課題。美國、前蘇聯(lián)等多國專家從不同的角度對(duì)氣象服務(wù)效益進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，但是，迄今尚未形成一種國際公認(rèn)的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)模式。

目前，氣象服務(wù)效益評(píng)估工作的難點(diǎn)是還沒有一套系統(tǒng)、規(guī)范的定量評(píng)估方法能有效地從社會(huì)調(diào)查資料中提取、歸納出有價(jià)值的信息和知識(shí)，在多數(shù)情況下，依然延續(xù)使用定性分析法，比如德爾斐法。

Satty提出的層次分析模型是一種將定性和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)化決策分析方法，決策者將復(fù)雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行兩兩比較和計(jì)算，得出不同方案的組合權(quán)重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標(biāo)對(duì)比下的權(quán)重計(jì)算比較煩瑣，要進(jìn)行多次一致性檢驗(yàn)。使用社會(huì)調(diào)查資料中的公眾得票率來初始化指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，從而簡化了AHP的處理過程。

本文使用了2010年和2012年中國氣象局的全國公眾氣象服務(wù)滿意度調(diào)查數(shù)據(jù)，運(yùn)用層次分析法對(duì)不同年度的公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務(wù)效益分析中的應(yīng)用。結(jié)果供各級(jí)、各項(xiàng)服務(wù)效益評(píng)估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結(jié)構(gòu)模型。依照問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成元素，并根據(jù)因素間的相互關(guān)聯(lián)影響和隸屬關(guān)系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，最終使問題歸結(jié)為最低層（供決策的方案、措施等）相對(duì)于最高層（總目標(biāo)）的相對(duì)重要權(quán)值的確定或相對(duì)優(yōu)劣次序的排定。公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益評(píng)估體系結(jié)構(gòu)和權(quán)重系數(shù)如圖1、圖2所示。②構(gòu)造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度表構(gòu)建目標(biāo)層和各指標(biāo)類別層的判斷矩陣，然后將計(jì)算、判斷矩陣正規(guī)化向量作為權(quán)向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度如表1所示。③計(jì)算組合權(quán)重并進(jìn)行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調(diào)查人數(shù)有限，主觀成分較大。本文采用公眾調(diào)查數(shù)據(jù)中的用戶支持率作為底層指標(biāo)的權(quán)重值，數(shù)據(jù)來源于全國4萬多人的調(diào)查，是事實(shí)的客觀反映，因此，能保證評(píng)估結(jié)果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對(duì)應(yīng)的正規(guī)化特征向量作為權(quán)向量，其不一致范圍應(yīng)在容許范圍內(nèi)，即要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機(jī)一致性指標(biāo)，通過隨機(jī)一致性表查取，隨機(jī)一致性指標(biāo)見表2；

n——判斷矩陣的階數(shù)。

當(dāng)CR<0.1時(shí)，判斷矩陣的不一致程度在容許范圍內(nèi)，此時(shí)，可用其特征向量作為權(quán)向量。

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數(shù)量化，它是一種定量和定性相結(jié)合的方法。以2010年和2012年為例，應(yīng)用AHP對(duì)公眾氣象服務(wù)年度社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估。應(yīng)用結(jié)果表明，AHP結(jié)合社會(huì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將定性指標(biāo)定量化，既克服了AHP方法在多指標(biāo)情況下需要反復(fù)檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比一致性的弊端，又能將多層次、多結(jié)構(gòu)的指標(biāo)按權(quán)重逐級(jí)收斂，組合、換算成可比的統(tǒng)一量綱值，在簡化計(jì)算過程的同時(shí)也使結(jié)果更加符合事實(shí)、更加客觀，是一種較為實(shí)用、簡便的定量化方法。

關(guān)鍵詞：層次分析法；氣象服務(wù)效益；定量評(píng)估；矩陣

中圖分類號(hào)：P49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，公眾對(duì)氣象服務(wù)的要求在不斷提高，氣象服務(wù)也從提供簡單的氣象信息服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的社會(huì)生產(chǎn)力。1994-09，WMO召開了20世紀(jì)90年代第二次氣象水文服務(wù)效益評(píng)估專門會(huì)議。會(huì)議認(rèn)為，氣象服務(wù)效益評(píng)估是一項(xiàng)重要和有價(jià)值的工作，也是一個(gè)難度較大的課題。美國、前蘇聯(lián)等多國專家從不同的角度對(duì)氣象服務(wù)效益進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，但是，迄今尚未形成一種國際公認(rèn)的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)模式。

目前，氣象服務(wù)效益評(píng)估工作的難點(diǎn)是還沒有一套系統(tǒng)、規(guī)范的定量評(píng)估方法能有效地從社會(huì)調(diào)查資料中提取、歸納出有價(jià)值的信息和知識(shí)，在多數(shù)情況下，依然延續(xù)使用定性分析法，比如德爾斐法。

Satty提出的層次分析模型是一種將定性和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)化決策分析方法，決策者將復(fù)雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行兩兩比較和計(jì)算，得出不同方案的組合權(quán)重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標(biāo)對(duì)比下的權(quán)重計(jì)算比較煩瑣，要進(jìn)行多次一致性檢驗(yàn)。使用社會(huì)調(diào)查資料中的公眾得票率來初始化指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，從而簡化了AHP的處理過程。

本文使用了2010年和2012年中國氣象局的全國公眾氣象服務(wù)滿意度調(diào)查數(shù)據(jù)，運(yùn)用層次分析法對(duì)不同年度的公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益進(jìn)行定量評(píng)估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務(wù)效益分析中的應(yīng)用。結(jié)果供各級(jí)、各項(xiàng)服務(wù)效益評(píng)估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結(jié)構(gòu)模型。依照問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成元素，并根據(jù)因素間的相互關(guān)聯(lián)影響和隸屬關(guān)系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，最終使問題歸結(jié)為最低層（供決策的方案、措施等）相對(duì)于最高層（總目標(biāo)）的相對(duì)重要權(quán)值的確定或相對(duì)優(yōu)劣次序的排定。公眾氣象服務(wù)社會(huì)效益評(píng)估體系結(jié)構(gòu)和權(quán)重系數(shù)如圖1、圖2所示。②構(gòu)造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度表構(gòu)建目標(biāo)層和各指標(biāo)類別層的判斷矩陣，然后將計(jì)算、判斷矩陣正規(guī)化向量作為權(quán)向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，1～9級(jí)倒數(shù)標(biāo)度如表1所示。③計(jì)算組合權(quán)重并進(jìn)行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調(diào)查人數(shù)有限，主觀成分較大。本文采用公眾調(diào)查數(shù)據(jù)中的用戶支持率作為底層指標(biāo)的權(quán)重值，數(shù)據(jù)來源于全國4萬多人的調(diào)查，是事實(shí)的客觀反映，因此，能保證評(píng)估結(jié)果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對(duì)應(yīng)的正規(guī)化特征向量作為權(quán)向量，其不一致范圍應(yīng)在容許范圍內(nèi)，即要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機(jī)一致性指標(biāo)，通過隨機(jī)一致性表查取，隨機(jī)一致性指標(biāo)見表2；

n——判斷矩陣的階數(shù)。

當(dāng)CR<0.1時(shí)，判斷矩陣的不一致程度在容許范圍內(nèi)，此時(shí)，可用其特征向量作為權(quán)向量。