基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價模型研究*

張　平，袁　梅,2,3,4，王玉麗，許石青,2,3,4，李　闖

(1.貴州大學 礦業學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省非金屬礦產資源綜合利用重點實驗室，貴州 貴陽 550025；3.貴州省優勢礦產資源高效利用工程實驗室，貴州 貴陽 550025；4.復雜地質礦山開采安全技術工程中心，貴州 貴陽 550025)

0　引言

液化天然氣(簡稱LNG)，由于燃燒后污染非常小，被公認為最清潔的化石能源。隨著環境問題的日益嚴重，在國家調整能源結構和環境形勢多種影響下，LNG作為清潔綠色能源得以大力推廣[1-3]。同時LNG產業建設得到蓬勃發展，截止2016年，全國在建18座LNG接收站[4]。LNG接收站主要由碼頭和儲罐組成，具有汽化和儲存LNG的功能，由于LNG極易燃燒和爆炸，以及超低溫的特性，對于LNG接收站的選址提出了很高的要求，因此對LNG接收站選址研究具有十分重要的意義。一些學者就LNG接收站選址進行了相關研究，吳策[5]選用Phast 6.6軟件對接收站進行火災事故模擬，確定了LNG接收站選址中應保持的安全距離；劉堃[6]論述了LNG碼頭選址考慮的各種因素，提出港址比選采用的綜合評價加法模型；楊寶龍[7]建立區域性LNG碼頭選址問題數學模型，推算出基于遺傳算法的求解方法。但上述方法在進行評價時對模型及相關性存在著較大的主觀性，將很難對評價對象做出合理的評價。

三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價能夠有效解決上述問題，該方法綜合考慮各種因素，利用組合賦權確定各指標權重，從理想狀態出發，計算出接收站的綜合指數，使得對LNG接收站選址的評價更為客觀合理。本文通過建立基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價模型，并將該評價模型應用到具體工程實例中，進而得到符合條件的LNG接收站選址。

1　接收站選址評價指標體系

在前人對LNG接收站選址的文獻資料研究的基礎上[8-9]，結合LNG接收站的性質和特點，本文從環境、政策、交通及經濟4個方面構建了LNG接收站評價指標體系，如圖1所示。其中二級指標包括自然條件、安全性及城市發展規劃等14個指標。

圖1　LNG接收站評價指標體系Fig.1　LNG terminals evaluation index system

2　基于三角模糊熵-理想點法LNG接收站選址評價模型

基于三角模糊熵-理想點法的LNG接收站選址評價就是把三角模糊數和熵值法結合進行組合賦權，再根據理想點法原理，計算出LNG接收站的貼近度，得出LNG接收站選址評價結果[10]。

2.1　指標打分及標準化處理

為了使每個評價指標及其屬性滿足一致性原則，需要將其標準化處理。正向指標表示指標評價因素與指數值成正相關，指數值越大越好；負向指標表示指標評價因素與指數值成負相關，指數值越小越好[11]。設dij為Vij一致性處理后的結果，n為評價選址的數量，則正、負向指標的打分公式[12-13]分別為：

(1)

(2)

式中：Vij為第j個選址的第i個指標的值。

將上述正、負向指標值標準化處理，建立標準化矩陣D為：

2.2　各種方法權重值確定

2.2.1熵值法

熵權表示每個評價對象在不同指標間的相對差異程度。熵權越小，評價對象在指標上差異性比較小；反之，熵權越大，評價對象在指標上差異性比較大[14]。通過熵值法確定指標相對重要度的計算過程如下：

1)計算第i個指標下，第j個備用選址的特征比重gij。

(3)

式中：dij為第j個選址的第i個指標的打分值一致性處理后的結果；n為評價選址的數量。

2)根據熵值公式，得到第i個評價指標的熵值ei。

(4)

式中：gij為第j個備用選址的特征比重。

(5)

式中：ei為第i個評價指標的熵值；m為評價指標的總數。

2.2.2三角模糊法

1)專家評分。設三角模糊數Tj=[aij,bij,cij](1≤i≤m,1≤j≤p)，其中aij，bij，cij分別表示第j位專家對指標i得出的最保守、最可能、最樂觀評分。邀請p位不同崗位的專家在[0，100]之間自由評分，形成各指標的評分矩陣T。

T=

2)確定p位專家的權重集E=[e1,e2,…,ep]，ep為第p位專家得出的評分在選址評價中的相對重要程度。

3)建立合成矩陣。將專家比重E和評判矩陣T運用加權平均算子[15]進行合成，得到模糊矩陣P=E·T。

4)確定三角模糊數權重。根據三角模糊數的原理，將第i個指標進行模糊計算[16]

(6)

式中：aij,bij,cij分別表示第位專家對指標給出的最保守、最可能、最樂觀評分。

(7)

式中：si為第i個指標的模糊得分。

2.2.3三角模糊熵組合賦權法

(8)

式中：αi為熵值權重；βi為三角模糊權重。

2.3　綜合評價指數

1)矩陣D的加權標準化

矩陣D通過組合權重ωi對其加成，得到標準化屬性矩陣R。

3)距離及綜合評價指數的計算

綜上所述，本文主要簡單分析新醫改對醫院會計制度和改革的影響。從文中可以得出，在新的醫療改革背景之下可以有效的促進對醫院會計制度的改革，對醫院會計制度的改善能夠更好的推動醫院各項費用的核算，對促進醫院的發展具有重要的意義。

根據貼近度原理，h，H分別表示理想點與第j個評價對象的各項指標的距離及貼近度。正、負理想點在評價方案中的距離分別為[17]

(9)

(10)

得到綜合評價指數：

(11)

4)指標排序

正理想點接近決策方案或者負理想點背離決策方案的時候，綜合評價指數越接近1。根據各個決策方案得出的綜合評價指數進行排序，最終得出最優方案。

3　應用

以漳州LNG接收站選址為例，對上述過程進行驗證。福建瀕臨海洋，地理位置十分優越，該項目初期勘探中有3個備用選址，分別有A地后石港區、B地興古灣及C地嵩嶼港區，上述3地的地理環境、交通及施工條件有顯著差異，各港址勘探結果見表1[18]。根據A,B,C 3地的勘探資料并結合LNG選址依據，現對上述3個備選選址進行評價。

3.1　數據采集及處理

采用問卷調查的方式，對該LNG備選選址的4個方面進行評價，包括環境、政策、交通及經濟因素。此次參與調查問卷人員主要為一般員工、技術骨干及中層領導，其比重分別為3∶5∶2。將該接收站選址問卷調查數據根據公式(1)-(2)進行標準化處理，得到評價指標規范化結果，如表2所示。

3.2　確定組合賦權

將表2的數據代入公式(3)-(5)，得到各指標的熵值權重如下：

α=[0.066 5，0.061 4，0.112 8,0.055 3,0.055 3,0.061 4,0.044 9,0.047 4,0.044 9,0.066 5,0.112 8,0.045 5,0.112 8,0.112 8]

表2　評價指標規范化結果

3.2.2計算三角模糊權重

根據評價的具體要求，邀請5位專家對不同備用選址指標評價打分，5位專家分別來自中層管理和現場管理，得到各個指標的評價結果見表3。

表3　5位專家評價矩陣

本文選址評價中，選取專家的評價權重集為E=[0.27，0.22，0.20,0.19,0.12]，由公式(6)-(7)得出每個評價指標的三角模糊權重。

β=[0.084 0,0.069 2,0.093 0,0.077 3,0.069 1,0.053 0,0.053 8,0.053 4,0.082 1,0.045 1,0.076 5,0.092 5,0.066 3,0.084 7]

3.2.3計算組合權重

將計算出的熵值權重和三角模糊權重代入公式(8)，得到組合權重結果為：

ω=[0.066 2,0.050 4,0.124 4,0.050 6,0.045 3,0.038 6,0.028 7,0.023 3,0.043 7,0.035 6,0.102 3,0.049 9,0.088 6,0.113 2]

3.3　理想點法綜合評價

根據計算得出的組合權重，對該備選選址評價值的標準化矩陣進行加成，得到規范化屬性矩陣，可以計算出正、負理想點，結果見表4。

根據與理想點之間的距離及綜合評價指數的計算公式(11)，可以計算得出3個不同LNG接收站選址的評價結果，結果見表5。

根據決策方案越靠近正理想點、背離負理想點的情況下，綜合評價指數越接近1，得分與方案的優良程度成正相關的原則；由以上結果對上述3個選址的綜合評價指數進行排序，LNG接收站選址評價結果為B>A>C。經該工程現場驗證，最終選取方案B為最優LNG選址。由此可知，采用三角模糊熵-理想點法評價LNG接收站選址，其結果與實際情況相吻合，驗證了該評價模型的可行性與準確性，為LNG接收站選址評價提供了1種新思路。

表4　標準化矩陣及理想點

表5　LNG接收站選址評價結果

4　結論

1)從環境因素、政策因素、交通因素及經濟因素4個方面確定了LNG接收站評價指標體系，其中二級指標涉及自然條件、安全性及城市發展規劃等14個指標。

2)選用三角模糊熵確定上述評價體系中各指標權重值，采用理想點法確定LNG接收站選址的最優解。三角模糊法結合熵值法，能夠最大限度的保留原始數據，同時保持指標量化的完整性，使專家評分的客觀性得以提高，利用理想點法計算出LNG接收站的貼近度，進而對備選地址優劣進行排序。

3)利用上述評價模型對某LNG接收站選址實例進行計算，評價結果與選址論證單位比選結果吻合，并與專家論證意見一致，驗證了此法的合理性和有效性。

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