基于AHP-EWM的農(nóng)村公路績效評價體系研究*

任海林

(河南交通發(fā)展研究院有限公司，河南 鄭州 450053)

農(nóng)村公路作為公路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要紐帶。農(nóng)村公路建設(shè)可改善農(nóng)村運輸條件、促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、提高農(nóng)村生活質(zhì)量，在交通發(fā)展和道路建設(shè)中具有基礎(chǔ)性和帶動性作用。

現(xiàn)有公路評估指標(biāo)研究主要集中于公路養(yǎng)護質(zhì)量、管理體系、可持續(xù)發(fā)展及安全評價，對于建成后效益評估等的研究不足。袁春毅、黃木林、Hung A.等考慮路面、路基、橋隧等公路相關(guān)設(shè)施，提出了農(nóng)村公路質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)與方法。薛亞東、馬書紅、馮成奎等在總結(jié)已有管理體系及安全評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，引入科學(xué)量化效益分析方法進行公路績效評價。張生瑞、徐淑雨、Hull B.等基于公路建設(shè)要求，提出了基于可持續(xù)發(fā)展、社會效益的公路建設(shè)項目綜合評價方法。該文以河南省“四好農(nóng)村路”效益評價為例，通過分析農(nóng)村公路建設(shè)項目的社會影響，確認農(nóng)村公路評價指標(biāo)體系，采用層次分析法(AHP)和熵權(quán)法(EWM)量化指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建評價模型，實現(xiàn)對農(nóng)村公路效益的量化評估。

1 農(nóng)村公路評價體系要求

農(nóng)村公路是國民經(jīng)濟發(fā)展的一項重要交通基礎(chǔ)設(shè)施，是國家公路網(wǎng)的重要組成部分，必須重視農(nóng)村公路項目設(shè)計、運營及管理等各階段高效銜接，確保政策執(zhí)行的科學(xué)性、資金管理的合理性、建設(shè)程序的規(guī)范性、運維管養(yǎng)的連續(xù)性等，農(nóng)村公路績效評價體系應(yīng)涉及進程管控、工序把控、規(guī)劃執(zhí)行、社會效益、環(huán)境效益等多方面。

農(nóng)村公路大多數(shù)呈分散布局，且建設(shè)項目多，管理機制不夠完善。農(nóng)村公路評價中宜將道路體系作為一個整體，分析項目建成后的持續(xù)效益、投入效益、間接效益、開發(fā)效益、潛在效益等。

2 績效評價指標(biāo)體系

2.1 評價指標(biāo)選擇

對農(nóng)村公路績效評估體系進行分解，按照邏輯推演法選取評估指標(biāo)，結(jié)合文獻[13-14]，確定評價指標(biāo)。綜合考慮農(nóng)村公路的特性，將指標(biāo)庫分成一級、二級指標(biāo)體系(見圖1)。

圖1 農(nóng)村公路績效評價指標(biāo)體系

2.2 EWM模型

EWM法采用熵量化無序系統(tǒng)中各指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)無序性(混亂程度或變異性)確定指標(biāo)權(quán)重。評估指標(biāo)的熵越大，該指標(biāo)所包含的信息值越少，作用越小；反之，該指標(biāo)作用越大。

2.2.1 農(nóng)村公路效益熵求解

結(jié)合熵的概念及服務(wù)設(shè)施對農(nóng)村公路建設(shè)的影響，定義二級指標(biāo)熵值，這些熵值可用來表示該指標(biāo)的效益程度。

選擇m個評價指標(biāo)評估n個對象，得到矩陣X=(Xij)mn：

(1)

對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，獲取無量綱數(shù)據(jù)，構(gòu)成矩陣C=(kij)mn。kij表示第i個指標(biāo)在評估對象上的值，0

(2)

式中：xij(i=1，2，…，m；j=l，2，…，n)為各指標(biāo)值。

指標(biāo)i的熵值ei可表示為：

(3)

(4)

式中：kij為原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

2.2.2 權(quán)重計算

農(nóng)村公路評估指標(biāo)的部分因素?zé)o法直接量化分析，需根據(jù)專家經(jīng)驗對其進行判斷打分，存在一定主觀性。因此，綜合應(yīng)用主觀、客觀因素，結(jié)合AHP法和EWM法，依據(jù)專家經(jīng)驗將各級指標(biāo)按重要性分類，確定指標(biāo)的相對重要程度，以此確定各指標(biāo)的相對權(quán)重。

(1)應(yīng)用AHP法求解指標(biāo)主觀權(quán)重。AHP法按照因素間的分層及隸屬關(guān)系對指標(biāo)進行歸類處理，對每個指標(biāo)根據(jù)專家意見給出定量表示，利用統(tǒng)計分析知識計算指標(biāo)權(quán)重。結(jié)合標(biāo)度法構(gòu)成判斷矩陣Pij(i,j∈[1,m])，標(biāo)度法取值為1～9，如表1所示，標(biāo)度值越大，i的重要度越大；標(biāo)度值的倒數(shù)越大，j指標(biāo)更重要。為避免主觀性，按式(5)對矩陣進行一致性檢驗，CR小于0.1，表示判斷矩陣的一致性符合要求。得到最大特征值λm的標(biāo)準(zhǔn)化向量A，即AHP法的權(quán)重[見式(6)]。

表1 標(biāo)度法標(biāo)度值及解釋

(5)

式中：CI為一致性指標(biāo)，CI=(λm-n)/(n-1)；λm表示最大特征根；不同維度下RI值見表2。

表2 不同維度下RI值

A=(a1,a2,…,am)T

(6)

式中：pij表示指標(biāo)i對j的重要程度。

(2)應(yīng)用EWM法求解客觀權(quán)重。應(yīng)用EWM法對評價指標(biāo)信息進行量化處理，根據(jù)式(3)，得到指標(biāo)i的EWM權(quán)重[見式(7)]。EWM法的權(quán)重向量F=(t1,t2,…,tm)T。

(7)

(3)確定綜合權(quán)重。應(yīng)用AHP法和EWM法得到的權(quán)重向量分別為A、T，綜合權(quán)重wi為：

(8)

(4)農(nóng)村公路績效評級指標(biāo)效益熵求解。考慮農(nóng)村公路的特性，結(jié)合以上權(quán)重，按下式計算農(nóng)村公路績效評級指標(biāo)效益熵E：

(9)

3 評價模型應(yīng)用

3.1 求解各指標(biāo)熵值

以河南省“四好農(nóng)村路”績效評價為例進行分析。先對相關(guān)數(shù)據(jù)進行調(diào)查，再邀請3位專家對相關(guān)指標(biāo)進行評分，構(gòu)建判斷矩陣，獲得效益熵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(見表3)。

表3 河南省“四好農(nóng)村路”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)打分

對表3中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。一級指標(biāo)U1對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣C1為：

同理可得C2、C3、C4、C5。

按式(3)計算各二級指標(biāo)的熵值，得：

E1=(0.546,0.741)

E2=(0.384,0.462)

E3=(0.592,0.741,0.651)

E4=(0.312,0.422,0.514,0.628)

E5=(0.438,0.524,0.483,0.462,0.471)

3.2 確定權(quán)重

3.2.1 主觀權(quán)重求解

根據(jù)二級指標(biāo)的熵值，結(jié)合表1所示標(biāo)度值，利用AHP法確定各指標(biāo)權(quán)重，得到各一級指標(biāo)的評分(見表4)。

表4 一級指標(biāo)的得分

根據(jù)表4構(gòu)建判斷矩陣P，結(jié)合表2及式(5)進行一致性檢驗，CR=0.057<0.1，一致性檢驗結(jié)果滿足要求。

結(jié)合式(6)，得到一級指標(biāo)的主觀權(quán)重：

A0=(0.191,0.155,0.225,0.271,0.157)

二級指標(biāo)的主觀權(quán)重為：

A1=(0.394,0.606)

A2=(0.426,0.574)

A3=(0.313,0.361,0.326)

A4=(0.288,0.183,0.225,0.304)

A5=(0.262,0.157,0.261,0.166,0.154)

3.2.2 客觀權(quán)重求解

按式(7)計算一級、二級指標(biāo)的客觀權(quán)重。一級指標(biāo)的客觀權(quán)重為：

T0=(0.203,0.211,0.194,0.182,0.210)

二級指標(biāo)的客觀權(quán)重為：

T1=(0.637,0.363)

T2=(0.534,0.466)

T3=(0.402,0.255,0.343)

T4=(0.324,0.272,0.229,0.175)

T5=(0.214,0.182,0.197,0.205,0.202)

3.2.3 綜合權(quán)重計算

根據(jù)式(8)，結(jié)合主觀權(quán)重及客觀權(quán)重公式，計算綜合權(quán)重。一級指標(biāo)的綜合權(quán)重為：

W0=(0.196,0.166,0.221,0.250,0.167)

二級指標(biāo)的綜合權(quán)重為：

W1=(0.533,0.467)

W2=(0.461,0.539)

W3=(0.381,0.279,0.340)

W4=(0.377,0.201,0.208,0.214)

W5=(0.279,0.141,0.255,0.169,0.156)

3.3 效益熵求解

根據(jù)式(9)，結(jié)合綜合權(quán)重值，計算農(nóng)村公路的效益熵。指標(biāo)熵值、權(quán)重及整體效益熵見表5。

表5 指標(biāo)綜合權(quán)重及效益熵

由表5可知：1)5個一級指標(biāo)的效益水平從高到低分別為潛在效益U5、間接效益U3、持續(xù)效益U1、開發(fā)效益U4、投入效益U2，且U5、U3、U1明顯高于U4、U2，表明河南省“四好農(nóng)村路”建設(shè)的主要作用在于項目建成后的潛在效益、間接效益和持續(xù)效益，如隨著道路建設(shè)完成，居民人均收入大幅增加，政府形象顯著提升，城鎮(zhèn)之間的貿(mào)易、交流較大增加。開發(fā)效益和投入效益增加幅度稍小，如對于就業(yè)崗位、旅游業(yè)、礦產(chǎn)資源的提升稍小。這可能是因為在農(nóng)村，就業(yè)、旅游業(yè)、礦產(chǎn)資源本來就少，道路提升后，這些方面不會有太大變化。2)二級指標(biāo)中，乘客出行時間U32及設(shè)施有效性U12的熵值超過0.7，表明“四好農(nóng)村路”建成后對減少乘客出行時間、提高設(shè)施有用率有較大作用；經(jīng)濟提升U21、土地價格上漲U41的熵值較低，表明農(nóng)村公路建設(shè)對于整體經(jīng)濟、當(dāng)?shù)赝恋氐挠绊懮孕。粫a(chǎn)生非常大的拉升作用。

4 結(jié)語

本文基于農(nóng)村公路的特性，明晰農(nóng)村公路社會經(jīng)濟績效評價的內(nèi)容，建立績效評價指標(biāo)體系，融合AHP法和EWM法構(gòu)建綜合權(quán)重模型對農(nóng)村公路績效進行評價。結(jié)果表明，“四好農(nóng)村路”建設(shè)對農(nóng)村公路的潛在效益、間接效益、持續(xù)效益提升較大，特別是對乘客出行時間及設(shè)施有效性的提升顯著，對開發(fā)效益和投入效的提升稍小，對經(jīng)濟提升、土地價格上漲的影響較小。分析結(jié)果與實際情況相符，采用EWM法和AHP法評價農(nóng)村公路具有較好的效果。研究結(jié)果對于明確農(nóng)村公路社會經(jīng)濟效益的構(gòu)成及重點，確定今后農(nóng)村公路的建設(shè)方向和建設(shè)重點具有一定指導(dǎo)意義。