層次分析法結合模糊數學綜合評價法在大中型沼氣工程績效評價中的運用

邱 坤， 宋 靜， 蒲曉東， 張 敏

(1.農業部沼氣科學研究所， 四川 成都 610041；2.成都市工業職業技術學院， 四川 成都 610213)

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層次分析法結合模糊數學綜合評價法在大中型沼氣工程績效評價中的運用

邱 坤1， 宋 靜2， 蒲曉東1， 張 敏1

(1.農業部沼氣科學研究所， 四川 成都 610041；2.成都市工業職業技術學院， 四川 成都 610213)

績效評價是對大中型沼氣工程績效目標實現程度的一種綜合性評價。影響大中型沼氣工程績效評價的因素包括項目資金情況、項目建設、項目使用和運行情況等方面。文章采用層次分析法將績效目標依據影響因素的不同分解為多指標的若干層次，在定性和定量分析的基礎上結合模糊數學綜合評價法構建了大中型沼氣工程績效評價指標體系和評價模型，并以西南5省105處大中型沼氣工程為例進行了評價。

大中型沼氣工程；層次分析法；模糊數學綜合評價法；績效評價

隨著現代農業與新農村建設的發展，農業廢棄物急劇增長的問題日益突出。以大中型沼氣工程為紐帶，不僅能獲取農村可再生能源，而且能夠解決農業廢棄物造成的農業面源污染，實現農業廢棄物資源化、無害化、生態化的高效利用。在此背景下，加快推進大中型沼氣工程的發展對于推進農業生態環境保護與治理,促進農業可持續發展具有重要意義。

據2014年全國農村可再生能源統計表顯示，截至2014年，我國共建有16457座大中型沼氣工程，用于處理農業廢棄物。但這些工程普遍存在工程效能不高，資金投入不足，管理不到位等問題。因此，加強大中型沼氣工程的績效評價是保障和促進大中型沼氣工程長效運行的重要措施[1]。通過績效評價，研究沼氣工程項目在資金情況、實施情況、使用和運行情況等方面的評價指標，有助于發現大中型沼氣工程在建設和運行方面存在的問題及不足。依據發現的問題，對癥下藥，從而提高大中型沼氣工程投資效益，為大中型沼氣工程的實施和管理提供技術支持，推動大中型沼氣工程更快、更高效的發展。

1 大中型沼氣工程績效評價方法的選取依據

大中型沼氣工程涉及面廣，內容多，是一個多因素、多指標的復雜系統，對其進行績效評價宜采用多變量的綜合評價法[2]。綜合評價法主要包括層次分析法、模糊數學綜合評價法、人工神經網絡法等[3]。筆者采用層次分析法在定性和定量分析的基礎上，結合模糊數學綜合評價法對大中型沼氣工程進行經濟效果評價，既能克服定性分析的不足，又能保證評價結果的準確性、客觀性，且能定量處理系統中的各種模糊或不確定因素，比單個指標更具可比性[4]。分析的結果為建設運行成本更低、產值效益更高、投資回收更快的大中型沼氣工程具有重要的指導和參考價值。

2 大中型沼氣工程績效評價

2.1 評價方法基本原理

層次分析法(AHP)是將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法[5]。而模糊數學綜合評價法(FCE)是根據模糊數學隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價的方法，具有結果清晰，系統性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題, 適合各種非確定性問題的解決[5]。本文先采用層次分析法將績效目標依據影響因素的不同，分解為多指標的若干層次，確定各指標權重，建立層次結構模型，再結合模糊數學綜合評價法分析各項指標的隸屬度，對此模型的決策數據進行計算，得出績效評價結果[7]。

2.2 大中型沼氣工程績效評價的一般步驟

步驟1，建立層次結構模型；步驟2，構造判斷矩陣；步驟3，層次單排序；步驟4，判斷矩陣的一致性檢驗；步驟5，層次總排序。

2.3 大中型沼氣工程績效評價各級指標的確定

大中型沼氣工程在立項、建設、投產運行過程中包括諸多因素。資金的保障對于大中型沼氣工程的建設具有決定性的作用，因此，筆者選擇“資金情況”作為大中型沼氣工程績效評價的一個重要指標。“資金情況”下含“撥款量”、“撥款進度”、“風險控制”、“使用規范”等二級因素。項目建設對于大中型沼氣工程的后續使用、推廣和發展具有重大的影響，“項目建設”亦可作為一個重要的衡量指標。“項目建設”指標下含“工程進度”、“工程質量”、“環境影響”、“安全因素”等二級因素。此外，“項目使用和運行情況”是檢驗大中型沼氣工程績效目標是否實現的重要依據，起著決定性的作用。“項目使用和運行情況”指標包括“節能環保”、“經濟效益”、“穩定運行”、“運行成本”等二級因素。綜上所述，大中型沼氣工程績效評價多層次結構分析如圖1所示。

圖1 大中型沼氣工程績效評價多層次結構分析圖

2.4 大中型沼氣工程績效評價模型的建立

大中型沼氣工程績效評價模型的建立以西南5省(四川、云南、貴州、重慶、西藏藏族自治區)105處大中型沼氣工程為例。

2.4.1 績效評價體系的構建

筆者在查詢文獻資料的基礎上，綜合專家意見，采用模糊層次分析法，在完成大中型沼氣工程各級評價指標選擇的基礎上，通過聘請專家、相關人員進行實地考察，進行調研并發放資料、問卷、收集相關資料，構建西南5省大中型沼氣工程績效評價體系，對評價體系中的指標權重和各指標之間的重要性進行評判后進行無量綱歸一化整理。具體步驟如下：

建立西南五省大中型沼氣工程績效評價(元素)集

W=(w1,w2,w3)

(1)

W為各績效考核元素組成的集合，W=(資金情況，項目建設，項目使用和運行情況)。每個一級指標(元素)下設若干二級指標(元素)，參照圖1。

建立A沼氣工程績效評判(元素)集

X=(x1,x2,x3,x4,x5)

(2)

這里，對西南5省大中型沼氣工程績效評價的評判表達為：X=(好，較好，一般，較差，差)，數值越高，表明對西南五省大中型沼氣工程績效評判評價越好。

2.4.2 評價體系表

根據調研結果進行分析，對西南5省大中型沼氣工程得出如下數據統計，參照表1 。

表1 西南五省大中型沼氣工程績效評價體系表

2.4.3 評價過程與結果分析

根據西南5省大中型沼氣工程的各級指標，可以采用模糊評價矩陣進行判斷，這里采用M作為模糊評價矩陣，選用的算法如下：

計算矩陣權重得出：

一致性符合要求。

計算得出:

W1=[0.0909 0.1818 0.2727 0.4545] λmax=4,

一致性符合要求。

計算得出:

W2=[0.0909 0.2727 0.0909 0.5455] λmax=4,

一致性符合要求。

計算得出:

W3=[0.0769 0.3846 0.3077 0.2308] λmax=4，

一致性符合要求。

Bi=Wi×Ri

(3)

(4)

(5)

(6)

所以，R=

(7)

(8)

通過計算結果可以看出4.70%的評價者認為西南5省大中型沼氣工程績效評價為“好”，33.13%的評價者認為西南5省大中型沼氣工程績效評價為“較好”，48.36%的評價者認為西南5省大中型沼氣工程績效評價為“一般”，11.91%的評價者認為評價者認為西南5省大中型沼氣工程績效評價為“較差”，只有1.89%的評價者認為評價者認為西南5省大中型沼氣工程績效評價為“低”。綜上所述，西南5省大中型沼氣工程績效評價為“合格”。

3 小結

筆者采用層次分析法和模糊數學評價法相結合的方法，構建了大中型沼氣工程績效評價模型，并利用該模型對西南5省105處大中型沼氣工程為例進行績效評價。結果發現大中型沼氣工程績效評價均“合格”，但主要處于“一般”。說明大中型沼氣工程在資金情況、建設、運行發面還存在一定的不足。同時，實例分析發現，由于大中型沼氣工程績效評價涉及因素眾多，為了更深入更完善的對大中型沼氣工程進行績效評價，下一步需要細化層級結構模型，精確調研數據，改進模糊數學綜合評價中的權重計算方法，從而得到更加精確的評價結果。

[1] 陳 鵬.濟南市農村飲水安全工程績效評價研究[D].濟南：山東大學,2013.

[2] 甘福丁，武 琪，魏世清.基于層次分析和模糊數學方法的沼氣技術節能減排效果評價[J].安徽農業科學，2013,41(11):4720-4721,4756.

[3] 田 芯.大中型沼氣工程的技術經濟評價[D].北京：北京化工大學,2008.

[4] 廖野平，宋 靜.“層次分析法”數學模型在職業院校教師科研績效考核中的運用[J].教育與教學研究，2014:10

[5] 趙 紅.層次分析法在定量分析中的運用[J].中國公共安全：學術版，2010:01

[6] 向 欣，羅 煜，程紅勝，沈玉君，王延昌，張玉華.基于層次分析法和模糊綜合評價的沼氣技術篩選[J].農業工程學報，2014,30(18):205-212.

[7] 王麗麗.模糊數學法結合層次分析法用于清潔生產潛力評估研究[D].重慶：重慶大學,2010.

Application of Analytic Hierarchy Process Combined with Fuzzy Mathematics Method to Evaluate the Performance of Large and Medium Scale Biogas Project

QIU Kun1， SONG Jing2， PU Xiao-dong1， ZHANG Min1

(Biogas Institute of Ministry of Agriculture ,Chengdu 610041, China; 2.Chengdu Industrial Vocational Technical College, Chengdu 610213,China)

Performance evaluation is a comprehensive review used in finding whether the performance target is reached for large and medium scale biogas project. There are many influence elements including fund, construction，project utilization and operation situations, etc. In this study, performance target was classified to different levels by the method of Analytic Hierarchy Process (AHP) according to the different influence elements. Then, based on qualitative and quantitative analysis, the performance evaluation index system and the evaluation model were constructed for the large and medium scale biogas project adopting fuzzy comprehensive evaluation method. And the constructed index system and the evaluation model were applied to the evaluation of 105 large and medium scale biogas projects distributed in five provinces of western China.

large and medium scale biogas project；analytic hierarchy process(AHP)；comprehensive evaluation method of fuzzy mathematics；performance evaluation

2015-11-06

項目來源： 四川省公益民生專項(2014NZ0045)

邱 坤(1982-)，女，四川德陽人，助理研究員，主要從事農村能源領域政策研究工作，E-mail:qiukun26@163.com 通信作者: 張 敏，E-mail：zhangmin@caas.cn

S216.4

A

1000-1166(2016)01-0058-04