基于模糊层次分析法的环境综合评价

大庆石油学院学报第32卷第2期2008年4月JOURNAL OF DAQING PET ROLEU M INS TIT UT E V o l.32No.2A pr.2008基于模糊层次分析法的环境综合评价王 怡1,2(1.大庆石油学院经济管理学院,黑龙江大庆 163318; 2.西南财经大学工商管理学院,四川成都 610074)摘 要:分析环境综合评价的影响因素,建立环境综合评价指标体系,包括社会生活系统、环境经济系统、环境资源系统、环境技术系统和环境管理系统.运用模糊层次分析方法对我国2006年的环境状况进行综合评价.该方法同普通层次分析法的区别在于判断矩阵的模糊性,能够简化人们判断目标相对重要性的复杂程度,借助模糊判断矩阵实现由定性向定量的转换,评价结果可信度较高.关 键 词:模糊层次分析法;环境综合评价;影响因素;指标体系中图分类号:X508 文献标识码:A 文章编号:10001891(2008)020100030 引言环境评价是对环境系统状况的价值的评定、判断和提出对策[1].通过环境评价可以掌握环境规制手段对社会经济的影响,利用评价结果的反馈,不断调整规制措施,促进区域经济、社会、资源与环境的协调发展.在环境评价中,层次分析法是运用较多的评价方法.如金菊良[2]将基于加速遗传算法的层次分析法应用在水环境系统工程中,用以实行快速自适应全局优化搜索;胡秀芳、钱鹏[3]采用模糊数学中的多层次综合评价方法对环境质量进行评价,建立了切实可行的综合评价数学模型;邓燕雯[4]探讨了环境价值的集中评价方法,包括收益资本化法、边际机会成本法、总经济价值评估法等.在实际的环境评价中,由环境问题导致的经济效果定量分析比较容易,而社会效果通常采用定性分析.对于那些局部的、间接的和相对的指标,难以用综合的定量指标分析.运用层次分析法处理不肯定、不明确、带有模糊性的评价指标时,往往发生环境评价结果与环境的实际状况不一致的现象.笔者在建立环境综合评价指标体系的基础上,采用模糊判断矩阵评价环境指标,利用层次分析法[5]确定上层指标的综合判断权值,并确保该权值的一致性,得到环境评价的综合发展指数值.1 评价指标体系1.1 影响因素环境 社会和经济系统是一个复合系统,具有系统性和动态性的特点.因此,构建的环境综合评价指标体系是一个包含多因素、全方位的评价指标体系框架.社会生活系统、环境经济系统、环境资源系统、环境技术系统及环境管理系统等因素对环境综合评价的效果产生直接的影响[3].社会生活系统主要考察城市居民的生活质量及环境因素对生活质量的影响;环境经济系统反映在一定的环境规制政策下,用于环境保护的投入和环保产业的发展水平;环境资源系统是构建综合评价指标体系的重要组成部分,环境质量的提高不仅有赖于废弃排放的减低,还要充分利用排放和废弃来创造经济效益,实现经济和生态效益的双赢;技术对环境保护具有推动作用,通过对环境科技成果转化和应用,能够有效地促进 三废 的达标排放和总量控制,加快环保产业的发展,提高地区的竞争力;环境管理系统是环境综合评价重中之重,反映了环境规制的效率,包括环境政策本身的效率及环境规制带来的社会效率.这些影响因素之间相互关联、相互作用,具有较强的耦合性.收稿日期:20070917;审稿人:肖艳玲;编辑:王文礼作者简介:王 怡(1975-),女,博士生,主要从事产业经济、规制方面的研究.表1 基于模糊层次分析法的环境综合评价指标体系目标层准则层指 标 层环境综合评价指标体系W 社会生活系统W1环境经济系统W2环境资源系统W3环境技术系统W4环境管理系统W5饮用水源水质达标率/%可吸收颗粒物日平均值/(mm m-2)社会公众参与环境保护活动的意识社会公众对城市环境质量评价环境资源型产业总产值/万元环保支出占地区GDP比率/%环保产业投资额占总投资的比率/%环保产品产值占工农业总产值比率/%单位GDP能耗/(t 万元-1)工业废水排放达标率/%城镇生活垃圾无害化处理率/%废弃物综合利用率/%环保专利申请占专利申请总量比率/%环保技术产品出口占总出口商品比率/%大型企业环保技术研发占研发费用比率/%环境保护法律法规执行力度环境保护管理费用占(地区)政府财政支出比率/%年度重大环境污染事故发生累计数/次处理突发性重大环境污染事故能力1.2 指标体系由于经济和技术等方面原因,评价指标体系的建立很难包括环境的所有方面.根据环境综合评价影响因素分析,建立的环境综合评价指标体系由1个目标层、5个准则层及若干个相关的19个具体指标构成,见表1.2 模糊层次分析法2.1 评价对象指标集准则层指标集U={U1,U2, ,U i,U n},i=1,2, ,n.指标层指标集U i={U i1,U i2, ,U ij, ,U im},j=1,2,,m.2.2 单因素指标评价集指标层的单因素指标按照V={V1(好),V2(较好),V3(一般),V4(较差),V5(差)},5种标准进行判断,获得单因素指标评价集V ij={V ij1, ,V ijk, ,V ij5},k=1,2, ,5.根据指标层指标集U i和评价集V ij,可得到指标层模糊判断矩阵R i:R i=r i11,r i12,r i13,r i14,r i15r i21,r i22,r i23,r i24,r i25r ij1,r ij2,r ij3,r ij4,r ij5r im1,r im2,r im3,r im4,r im5,i=1,2, n,j=1,2, ,m,(1)式中:r ijk表示第i个指标集第j个单因素指标评价等级为k的模糊评价隶属度,r ij k=评价组成员中针对某个指标U ij选择评价等级为k的人数评价组成员总数.2.3 权重集(1)建立判断矩阵A i:A i=a11a12 a1ma21a22 a2ma m1a m2 a mn,i=1,2, ,n.(2)权重集a ij的赋值采用Saaty提出的1 9标度法[6],A i表示第i个准则层里各指标之间的相对权重矩阵,a ij表示第i个准则层里某个指标相对第j个指标的权重值.(2)计算重要性权重系数.用方根法求出判断矩阵的特征向量W*i,即第2期 王 怡:基于模糊层次分析法的环境综合评价W*i=ma11 a12 a1mma21 a22 a2mma m1 a m2 a mn=W*i1W*i2W*im,i=1,2, ,n.(3)对式(13)归一化处理,即可求出指标层指标集W i=W*itm i=1W*it,t=1,2, ,m.(3)检验判断依据特征向量的排序.计算判断矩阵的最大特征根 max: max=1m mj=1(A i W i)j(W i)j.计算一致性指标CI:CI= max-mm-1,m为判断矩阵的阶数.计算随机一致性比率CR,作出检验判断:CR=CIRI,RI为平均随机一致性指标,RI取决于判断矩阵的阶数.当CR 0.1时,表明判断矩阵具有满意的一致性.(4)用同样的方法求出准则层权重集W={W1,W2, ,W i, ,W n},i=1,2, ,n.2.4 综合评价(1)指标层评价:令B i=W i R i.对B i归一化处理,得到B*i,并得到指标层综合评价矩阵B.(2)准则层评价:S=W B.对S归一化处理,得到S*.(3)确定评价等级的加权向量,并计算目标层的综合评价值.该评价等级的加权向量是评价等级在不考虑模糊边界条件下的值,反映评价对最终结果的影响程度.一般情况下,用百分制将评价集V={V1 (好),V2(较好),V3(一般),V4(较差),V5(差)}的加权向量赋值为D,D=(100,80,60,40,20).(3)目标层综合评价:N=S* D.3 实证分析3.1 调查问卷基于模糊层次分析法的环境评价,评价数据是通过调查问卷采集的.问卷中的数据来源为2006年全国环境统计公报和2006年中国统计年鉴.该问卷分为2部分,第1部分通过对各单因素指标进行判断,获得模糊评价矩阵;第2部分则是对指标层和准则层的因素两两对比,按其重要程度评定等级,获得判断矩阵.问卷共发放50份,其中政府环境管理部门发放20份,环境学者、专家15份,大中专学生及其他社会成员15份.被调查者的构成具有一定的普遍性和随机性,回收的50份问卷中,有44份为有效问卷.3.2 确定各权重指标(1)社会生活系统:W1=(0.471120,0.316943,0.145524,0.120412).(2)环境经济系统:W2=(0.525064,0.170471,0.217843,0.086622).(3)环境资源系统:W3=(0.244140,0.205297,0.345266,0.205297).(4)环境技术系统:W4=(0.4,0.2,0.4).(5)环境管理系统:W5=(0.445724,0.284792,0.105058,0.164425).各系统判断矩阵均具有满意的一致性.3.3 综合评判(1)指标层评价.通过问卷调查,得到模糊评价矩阵R i.利用B i=W i R i,得到指标层综合评价结果:B*1=(0.151347,0.131694,0.339123,0.227160,0.150676),B*2=(0.052506,0.160891,0.425709,0.203649,0.157245),B*3=(0.033704,0.077576,0.272810,0.434340,0.181570),(下转第106页)地区青山口组超压泥岩盖层具有好的最低封闭水溶相天然气能力,有利于该区扶余和杨大城子油层水溶相天然气的聚集与保存,这是目前该区能在扶余和杨大城子油层探明大量天然气藏的重要条件之一.参考文献:[1] 付晓泰,王振平,卢双舫.气体在水中的溶解机理及溶解方程[J].中国科学(B辑),1996,26(2):124-130.[2] 付广,康德江,段海凤.泥质岩盖层对水溶相天然气封闭能力的综合评价方法及其应用[J].吉林大学学报(地球科学学报),2006,36(1):60-65.[3] 吕延防,付广,高大岭,等.油气藏封盖研究[M].北京:石油工业出版社,1996.[4] 付广,吕延防,薛永超.泥岩盖层压力封闭的演化特征及其研究意义[J].石油学报,2000,21(3):4l-44.[5] 王保林,王宏语.超压源岩天然气扩散特征及应用[J].大庆石油学院学报,2005,29(4):15-16.[6] 冯莉恒.基于声波时差的超压源岩上、下排烃分配量方法及其应用[J].大庆石油学院学报,2007,31(1):22-24.[7] 葛家理.油气层渗流力学[M].北京:石油工业出版社,1982.(上接第102页)B*4=(0.02,0.04,0.38,0.34,0.22),B*5=(0.101531,0.146453,0.455078,0.232536,0.064402).(2)准则层评价.对各指标进行评判,得到准则层指标权重:W=(0.137412,0.181317,0.101715,0.208278,0.371278).由S=W B,有:S*=(0.075607,0.117865,0.399643,0.269468,0.137417).(3)环境的综合评价结果为N,N=54.49557.表明目前的环境状况仅为一般.环境规制部门应该加大节能减排的工作力度,建立完善的环境管理体制,加强环境监管和突发事件应急管理体制建设,实施以市场激励为主的环境管理政策[7],充分发挥经济激励手段的作用,实现企业和政府的双赢模式.4 结束语环境模糊层次综合评价指标体系是一个多因素组成的多层次的复杂系统.由于经济和技术等方面原因,评价指标体系的建立很难包括环境的所有方面,目前只能涉及到主要几个方面.模糊层次分析法同普通层次分析法的区别在于判断矩阵的模糊性,能够简化人们判断目标相对重要性的复杂程度,借助模糊判断矩阵实现定量转换.参考文献:[1] 张从.环境评价教程[M].北京:中国环境科学出版社,2002:4-5.[2] 金菊良.层次分析法在水环境系统工程中的应用[J].水科学进展,2002(7):468-472.[3] 胡秀芳,钱鹏.基于GIS的南通市环境质量模糊评价研究[J].地质灾害与环境保护,2006(2):74-77.[4] 邓燕雯.环境价值评估方法探讨[J].经济师,2007(2):33-34.[5] 张吉军.模糊层次分析法[J].模糊系统与数学,2000(2):80-88.[6] 肖艳玲,王慧丽,李华锡.基于层次分析法的石化企业供应商评价与分类管理[J].大庆石油学院学报,2007,31(6):108-111.[7] 保罗R B,罗伯特N S.环境保护的公共政策[M].上海:上海三联书店,2004.Abstracts Jour nal of Daqing Petr oleum Institute Vol.32 No.2 Apr.20082.Mechanical and Electronic E ngineering College,China University of P etr oleum,B eij ing102249, China)Abstract:Tex t autom atic classification is the main part of infor mation processing.T his paper intro duces the basic pr ocess and main techniques o f Chinese text classification,and makes the tex t categ orizatio n system based on Suppo rt V ector M achines(SV M)co me tr ue.We co mpar ed the tex t classification re sults w ith three kinds of kernel functions o f SVM.The exper im ents show that RBF ker nel functio n can achieve the best result.Key words:tex t classificatio n;support vector machines;kernel function;feature selectionC omprehensive appraisal of environment based on method of fuzzy and AHP/2008,32(2):100-102 WANG Yi1,2(1.S chool of Economics and Management,Daqing P etr oleum I nstitute,D aqing,H eilongj iang 163318,China;2.School of B usiness A dm inistr ation,Southw estern Univer sity of Finance and Eco nomics,Chengd u,Sichuan610074,China)Abstract:T he com prehensiv e appraisal of environment is a w ork of environment manag ement,and it is also a base of m aking and enfo rcing env ir onm ental po licies.This paper analyzes the facto rs of com pr e hensive enviro nm ent appraisal,and builds a com prehensiv e index system on w hich our appr aisal is based,and thus make the appraisal of Chinese environmental circum stance in2006by the method o f fuzzy and A H P.The m ethod of fuzzy and A H P is a w ay that com bines qualitative and quantitative inde x es.The differ ence is the fuzzy of justice matr ix betw een this method and the ordinary AH P.This method simplifies the co mplex ities w hen people justify the relative impo rtance.The co nv ersion becomes very easy from qualitative appraisal to quantitativ e appraisal by fuzzy justice m atrix,thus the appraisal results is m ore believable.Key words:method of fuzzy and AH P;comprehensive appraisal of env ir onm ent;index systemA method for evaluating sealing ability of over-pressured mudstone caprock for gas in water dissolving phase/2008,32(2):103-106CH EN Xiao hua1,JING Shu tian2,ZH AO Bao lin3(1.G eosciences College,Daq ing P etroleum I nstitute,Daqing,H eilongj iang163318,China;2.Oil Recov ery P lant N o.2,Daqing Oilf ield Corp.L td.,Daqing,H eilongj iang163411,China;3. Dow nhole Ser vice S ub com p any,Daqing Oilf ield Cor p.L td.,D aqing,H eilongj iang163112,China) Abstract:Based on the analysis of fo rmation m echanism and conditions of overpressure of mudsto ne,the seal m echanism of over-pressur ed mudsto ne caprock for g as in w ater disso lving phase w as studied.Gas in w ater dissolving phase w as considered to be sealed by adsorptive force o f lo wer tight layer.Overpres sur e can't seal g as in w ater disso lving phase directly,but it can reflect the minim um sealing ability of o v er-pr essured mudstone caprock for gas in water dissolving phase.T he metho d w as applied in evalua ting the m inimum sealing ability of Klqn ov er-pressured m udstone caprock for g as in w ater dissolving phase in Daqing Placanticline and its east.Klqn over-pressured mudstone caprock w as co nsidered to have minim um sealing ability for g as in w ater dissolv ing phase in most of Daqing Placanticline and its east.It is favorable for gas in w ater dissolving phase to accumulate and preserve.It is o ne of the impor tant co nditions that a lot o f gas reservoirs can be found in F,Y oil layers of Daqing Placanticline and its east.Key word:o ver pressure;mudstone caprock;g as in w ater disso lving phase;adsorptiv e force;low er tig ht layer;Qingshanko u Gro up。