層次分析法在氣象服務效益定量評估中的應用

張婧

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數量化，它是一種定量和定性相結合的方法。以2010年和2012年為例，應用AHP對公眾氣象服務年度社會效益進行定量評估。應用結果表明，AHP結合社會調查統計數據，將定性指標定量化，既克服了AHP方法在多指標情況下需要反復檢驗指標對比一致性的弊端，又能將多層次、多結構的指標按權重逐級收斂，組合、換算成可比的統一量綱值，在簡化計算過程的同時也使結果更加符合事實、更加客觀，是一種較為實用、簡便的定量化方法。

關鍵詞：層次分析法；氣象服務效益；定量評估；矩陣

中圖分類號：P49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會、經濟和科技的發展，公眾對氣象服務的要求在不斷提高，氣象服務也從提供簡單的氣象信息服務轉變為產生經濟效益的社會生產力。1994-09，WMO召開了20世紀90年代第二次氣象水文服務效益評估專門會議。會議認為，氣象服務效益評估是一項重要和有價值的工作，也是一個難度較大的課題。美國、前蘇聯等多國專家從不同的角度對氣象服務效益進行分析和評價，但是，迄今尚未形成一種國際公認的評價方法和評價模式。

目前，氣象服務效益評估工作的難點是還沒有一套系統、規范的定量評估方法能有效地從社會調查資料中提取、歸納出有價值的信息和知識，在多數情況下，依然延續使用定性分析法，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合的系統化決策分析方法，決策者將復雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行兩兩比較和計算，得出不同方案的組合權重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標對比下的權重計算比較煩瑣，要進行多次一致性檢驗。使用社會調查資料中的公眾得票率來初始化指標的權重系數，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滿意度調查數據，運用層次分析法對不同年度的公眾氣象服務社會效益進行定量評估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務效益分析中的應用。結果供各級、各項服務效益評估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結構模型。依照問題的性質和要達到的總目標，將問題分解為不同的組成元素，并根據因素間的相互關聯影響和隸屬關系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標層、準則層和方案層，最終使問題歸結為最低層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標）的相對重要權值的確定或相對優劣次序的排定。公眾氣象服務社會效益評估體系結構和權重系數如圖1、圖2所示。②構造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級倒數標度表構建目標層和各指標類別層的判斷矩陣，然后將計算、判斷矩陣正規化向量作為權向量，并進行一致性檢驗，1～9級倒數標度如表1所示。③計算組合權重并進行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調查人數有限，主觀成分較大。本文采用公眾調查數據中的用戶支持率作為底層指標的權重值，數據來源于全國4萬多人的調查，是事實的客觀反映，因此，能保證評估結果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對應的正規化特征向量作為權向量，其不一致范圍應在容許范圍內，即要對判斷矩陣進行一致性檢驗。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機一致性指標，通過隨機一致性表查取，隨機一致性指標見表2；

n——判斷矩陣的階數。

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

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數量化，它是一種定量和定性相結合的方法。以2010年和2012年為例，應用AHP對公眾氣象服務年度社會效益進行定量評估。應用結果表明，AHP結合社會調查統計數據，將定性指標定量化，既克服了AHP方法在多指標情況下需要反復檢驗指標對比一致性的弊端，又能將多層次、多結構的指標按權重逐級收斂，組合、換算成可比的統一量綱值，在簡化計算過程的同時也使結果更加符合事實、更加客觀，是一種較為實用、簡便的定量化方法。

關鍵詞：層次分析法；氣象服務效益；定量評估；矩陣

中圖分類號：P49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會、經濟和科技的發展，公眾對氣象服務的要求在不斷提高，氣象服務也從提供簡單的氣象信息服務轉變為產生經濟效益的社會生產力。1994-09，WMO召開了20世紀90年代第二次氣象水文服務效益評估專門會議。會議認為，氣象服務效益評估是一項重要和有價值的工作，也是一個難度較大的課題。美國、前蘇聯等多國專家從不同的角度對氣象服務效益進行分析和評價，但是，迄今尚未形成一種國際公認的評價方法和評價模式。

目前，氣象服務效益評估工作的難點是還沒有一套系統、規范的定量評估方法能有效地從社會調查資料中提取、歸納出有價值的信息和知識，在多數情況下，依然延續使用定性分析法，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合的系統化決策分析方法，決策者將復雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行兩兩比較和計算，得出不同方案的組合權重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標對比下的權重計算比較煩瑣，要進行多次一致性檢驗。使用社會調查資料中的公眾得票率來初始化指標的權重系數，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滿意度調查數據，運用層次分析法對不同年度的公眾氣象服務社會效益進行定量評估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務效益分析中的應用。結果供各級、各項服務效益評估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結構模型。依照問題的性質和要達到的總目標，將問題分解為不同的組成元素，并根據因素間的相互關聯影響和隸屬關系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標層、準則層和方案層，最終使問題歸結為最低層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標）的相對重要權值的確定或相對優劣次序的排定。公眾氣象服務社會效益評估體系結構和權重系數如圖1、圖2所示。②構造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級倒數標度表構建目標層和各指標類別層的判斷矩陣，然后將計算、判斷矩陣正規化向量作為權向量，并進行一致性檢驗，1～9級倒數標度如表1所示。③計算組合權重并進行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調查人數有限，主觀成分較大。本文采用公眾調查數據中的用戶支持率作為底層指標的權重值，數據來源于全國4萬多人的調查，是事實的客觀反映，因此，能保證評估結果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對應的正規化特征向量作為權向量，其不一致范圍應在容許范圍內，即要對判斷矩陣進行一致性檢驗。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機一致性指標，通過隨機一致性表查取，隨機一致性指標見表2；

n——判斷矩陣的階數。

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

摘 要：層次分析法（AHP）是將解決問題的思維層次化和數量化，它是一種定量和定性相結合的方法。以2010年和2012年為例，應用AHP對公眾氣象服務年度社會效益進行定量評估。應用結果表明，AHP結合社會調查統計數據，將定性指標定量化，既克服了AHP方法在多指標情況下需要反復檢驗指標對比一致性的弊端，又能將多層次、多結構的指標按權重逐級收斂，組合、換算成可比的統一量綱值，在簡化計算過程的同時也使結果更加符合事實、更加客觀，是一種較為實用、簡便的定量化方法。

關鍵詞：層次分析法；氣象服務效益；定量評估；矩陣

中圖分類號：P49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0151-02

隨著社會、經濟和科技的發展，公眾對氣象服務的要求在不斷提高，氣象服務也從提供簡單的氣象信息服務轉變為產生經濟效益的社會生產力。1994-09，WMO召開了20世紀90年代第二次氣象水文服務效益評估專門會議。會議認為，氣象服務效益評估是一項重要和有價值的工作，也是一個難度較大的課題。美國、前蘇聯等多國專家從不同的角度對氣象服務效益進行分析和評價，但是，迄今尚未形成一種國際公認的評價方法和評價模式。

目前，氣象服務效益評估工作的難點是還沒有一套系統、規范的定量評估方法能有效地從社會調查資料中提取、歸納出有價值的信息和知識，在多數情況下，依然延續使用定性分析法，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合的系統化決策分析方法，決策者將復雜的問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行兩兩比較和計算，得出不同方案的組合權重，通過次序排定選出最佳方案。而AHP方法在多指標對比下的權重計算比較煩瑣，要進行多次一致性檢驗。使用社會調查資料中的公眾得票率來初始化指標的權重系數，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滿意度調查數據，運用層次分析法對不同年度的公眾氣象服務社會效益進行定量評估、排序，說明層次分析法在公眾氣象服務效益分析中的應用。結果供各級、各項服務效益評估參考。

1 層次分析法（AHP）原理

層次分析法的基本思路是：①建立層次結構模型。依照問題的性質和要達到的總目標，將問題分解為不同的組成元素，并根據因素間的相互關聯影響和隸屬關系將因素按照不同的層次聚集、組合，建立目標層、準則層和方案層，最終使問題歸結為最低層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標）的相對重要權值的確定或相對優劣次序的排定。公眾氣象服務社會效益評估體系結構和權重系數如圖1、圖2所示。②構造判斷矩陣。在AHP中，采用專家打分法，使用1～9級倒數標度表構建目標層和各指標類別層的判斷矩陣，然后將計算、判斷矩陣正規化向量作為權向量，并進行一致性檢驗，1～9級倒數標度如表1所示。③計算組合權重并進行方案層總排序。

專家打分法的弊端在于調查人數有限，主觀成分較大。本文采用公眾調查數據中的用戶支持率作為底層指標的權重值，數據來源于全國4萬多人的調查，是事實的客觀反映，因此，能保證評估結果的可信性。

判斷矩陣通常是不一致的，但是，為了將它的最大特征根λ對應的正規化特征向量作為權向量，其不一致范圍應在容許范圍內，即要對判斷矩陣進行一致性檢驗。

判斷公式為：CR=CI/RI. （1）

CI=（λ-n）/（n-1）. （2）

式（1）中：RI——隨機一致性指標，通過隨機一致性表查取，隨機一致性指標見表2；

n——判斷矩陣的階數。

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