基于AHP的農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行管理機(jī)制研究

1.孫 瑩 1,2.許 翼 1,2.張 華 1,2.張 帆

1.沈陽賽思環(huán)境工程設(shè)計研究中心有限公司 2.沈陽環(huán)境科學(xué)研究院

基于AHP的農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行管理機(jī)制研究

1.孫 瑩 1,2.許 翼 1,2.張 華 1,2.張 帆

1.沈陽賽思環(huán)境工程設(shè)計研究中心有限公司 2.沈陽環(huán)境科學(xué)研究院

本文分析了農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運行所存在問題，依據(jù)現(xiàn)行的主要評價模式，構(gòu)造評價體系結(jié)構(gòu)及判斷矩陣，應(yīng)用層次分析法將定性分析和定量分析相結(jié)合，計算層次單排序權(quán)重和層次總排序權(quán)重，得出各因素對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運行的影響程度，為今后科學(xué)合理的對農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行管理提供依據(jù)。

層次分析法；評價模式；農(nóng)村污水處理設(shè)施；長效運行管理

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國務(wù)院及各省政府積極推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)，加強(qiáng)了農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的建設(shè)投入，以提升農(nóng)村地區(qū)的生活環(huán)境質(zhì)量。但是，我國部分地區(qū)農(nóng)村污水處理設(shè)施仍存在一定程度的“曬太陽”和運行管理不善等問題。如何更好地長期穩(wěn)定運行已建設(shè)施，優(yōu)化管理農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施運行是目前亟待解決的問題之一[1，2]。由于管理工作影響因素復(fù)雜多變，需要建立一套科學(xué)有效的管理模式實現(xiàn)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的長效穩(wěn)定運行。本文以農(nóng)村生活污水處理設(shè)施主要運行模式為例，運用層次分析法構(gòu)建農(nóng)村生活污水處理設(shè)施長效運行模式的層次結(jié)構(gòu)與判斷矩陣，并計算層次單排序權(quán)重和層次總排序權(quán)重，得出各因素對長效運行的影響程度。該方法實現(xiàn)了定性分析和定量分析相結(jié)合，為農(nóng)村生活污水處理設(shè)施實現(xiàn)更加有效的管理提供客觀依據(jù)。

1.運用層次分析法建立層次結(jié)構(gòu)模型和判斷矩陣

1.1 層次分析法簡介

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是由T.L.Satty于20世紀(jì)70年代提出的一種決策方法[3]。此方法是將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法[4]。

1.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

以沈陽市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運行模式為例，構(gòu)建評價模式層次結(jié)構(gòu)。設(shè)定農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行為目標(biāo)層A；技術(shù)指標(biāo)、運行指標(biāo)和管理指標(biāo)為準(zhǔn)則層B；B進(jìn)一步細(xì)化為十三個因素為因素層C[5]。

1.3 判斷矩陣的構(gòu)建

采用Saaty等的1-9標(biāo)度法，對于同一層次各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較矩陣。按照管理，基于1-9數(shù)量標(biāo)度(見表1-1)，以每一層次中的元素相對于上層元素的重要程度建立互反判斷矩陣，設(shè)上一層次C1同下一層次中的元素a1，a2，…an有聯(lián)系，則兩兩比較重要程度的互反矩陣A=(aij)n×n，aij＞0，aji=1/aij，其中aij表示元素ai相對于元素aj的重要程度[6]。

依據(jù)沈陽市以往對農(nóng)村污水處理設(shè)施檢查標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合有關(guān)專家意見，建立如圖1所示農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行層次結(jié)構(gòu)圖。

圖1 農(nóng)村污水處理設(shè)施長效運行層次結(jié)構(gòu)圖

按照圖1的層次結(jié)構(gòu)，Saaty等的1-9標(biāo)度法，通過對部分從事相關(guān)行業(yè)的管理以及技術(shù)人員進(jìn)行卷調(diào)查，建立此評價體系的各層次判斷矩陣如下，見表1-2至1-5。

2.層次一致性檢驗

2.1 單層次排序和一致性檢驗

由判斷矩陣計算比較元素之間的重要性得到權(quán)重，并進(jìn)行矩陣的一致性檢驗[7]。按照Satty等人提出的用對應(yīng)與矩陣的最大特征根λ和特征根所對應(yīng)特征向量[3，6]。所求特征向量即為各項指標(biāo)權(quán)重值。一致性檢驗計算為(式2-1)，其中(式2-2)式中：CR為一致性指標(biāo)；CI為隨機(jī)一致性指標(biāo)；RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，可通過查表獲得；λmax為判斷矩陣的最大特征根；n為判斷矩陣的階數(shù)。

當(dāng)CR＜0.1，一致性檢驗通過。

由表1-2至1-5可見，準(zhǔn)則層對目標(biāo)層A與因素層對準(zhǔn)則層B1、B2、B3一致性檢驗通過。

表1-1 1-9數(shù)量標(biāo)度

表1-2 A評價判斷矩陣

表1-3 A1判斷矩陣

表1-4 B2判斷矩陣

表1-5 B3判斷矩陣

2.2 層次總排序一致性檢驗

根據(jù)各層次的單排序進(jìn)行加權(quán)綜合，以計算同一層次各指標(biāo)相對于最高層次的重要排序。各指標(biāo)相對于評價總指標(biāo)的一致性檢驗為式中：Wi為標(biāo)準(zhǔn)層某項指標(biāo)權(quán)重；CIi為某層次單排序隨機(jī)一致性指標(biāo)；RIi為某層次單排序平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。

層次總排序一致性檢驗，其中一次性檢驗參見。

CI總=0.1562×0.0070+0.6586×0+0.1852×0.0458=0.0067

RI總=0.1562×0.58+0.6586×0.58+0.1852×1.24=0.7022

CR總= CI總/RI總=0.0067÷0.7022=0.0095＜0.10

一致性檢驗可以接受，評價指標(biāo)層次總排序表見2-2。

3.結(jié)論

目前，我國農(nóng)村污水處理設(shè)施運行模式還處于摸索階段，運用層次分析法的優(yōu)勢是能夠在復(fù)雜的影響因素中找出主要影響因素，并將定性和定量方式相結(jié)合，運用層次分析對現(xiàn)有管理模式進(jìn)行評價分析，可對現(xiàn)有運行方式的合性進(jìn)行判斷。將此方法應(yīng)用于農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施運行管理中，可為各地區(qū)摸索出適合本地區(qū)的長效管理措施提供科學(xué)的理論依據(jù)。

[1]王磊.沈陽市農(nóng)村污水處理設(shè)施運營管理機(jī)制研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2015.41(2)： 17-20.

[2]梁祝，倪晉仁.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與政策選擇[J].中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2007，7(3)： 18-22.

[3]Saaty，T.L.The Analytic Hierarchy Process [M].New York： McGraw Hill，1980.

[4]王帥帥，武斌.層次分析法的研究與應(yīng)用[J].中國科技博覽，2015(44)： 178-179.

[5]吳大親，么文學(xué).基于層次分析法的應(yīng)用型人才培養(yǎng)評價模式研究[J].長春師范大學(xué)學(xué)報，2010，29(8)： 28-31.

[6]韓玉玲，岳春雷，葉碎高，等.河道生態(tài)建設(shè)： 植物措施應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2009.

[7]郭向勇，傅國強(qiáng)，周玉芬.基于層次分析法的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)評價模型[J].電化教育研究，2008(3)： 72-75.

表2-1 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的數(shù)值

表2-2 評價指標(biāo)層次總排序