基于模糊数学理论的项目后评价方法应用研究

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  【摘 要】 建设项目后评价是指对已完成的工程建设项目的目的、执行过程、效益、作用和影响所进行的系统的、客观的分析。通过对工程建设项目实践活动的检查总结,检验项目是否合理有效,确定项目预期的目标是否达到。科学合理的工程项目后评价方法是提高项目后评价结果准确性的根本保证,本文将从理论、方法、应用三个方面入手,通过对传统建设项目后评级方法进行总结分析,找出不足,然后以模糊数学的基本原理为基础对传统的建设项目后评价方法进行进一步的研究与改进。
  【关键词】 模糊数学;层次分析法;建设项目;后评价方法
  1 引言
  建设项目的全生命周期包括:项目决策阶段、项目实施准备阶段、项目实施阶段、项目考核验收阶段、项目后评价阶段。虽然项目后评价工作在我国已经展开,但是我国工程建设项目后评价工作的现状却不尽如人意:项目后评价观念意识还没完全到位,项目后评价执行主体不明确,项目后评价体系设置有待完善,项目后评价结论主观定性描述较多缺少科学的定量结论,项目后评价的相关法律法规不健全,相关部门工作配合不到位,项目后评价成果的反馈机制存在缺陷等等,这些问题的存在影响了项目后评价工作的质量和效果。显然,作为建设项目生命周期的一个必然阶段,我们对建设项目后评价理论还需作进一步的探讨和完善。鉴于现代建设项目的诸多特点,传统的建设项目后评价方法必须做出改进,只有全过程的,动态的,多层次的,综合的项目后评价方法才能对建设项目做出科学合理的后评价。
  2 应用模糊数学相关理论改进后评价方法的理论基础
  模糊数学的理论能够为改进项目后评价方法所用,是因为项目后评价定性信息较多存在很多的“模糊性”。所谓“模糊性”是指客观存在的不同物体的相互之间作为独立的个体,本身具有特性,这些特性差异之间有一个中间的地带,这个中间的地带,也就是所谓的过渡。“模糊性”是应用模糊数学的相关理论改进项目后评价方法的突破口,特别是对项目最终效果的综合评价中,如何处理这些模糊问题,最大限度的用定量的方法表现出定性的结论亟待解决的。
  2.1模糊矩阵、模糊向量、模糊变换
  设是有限集合时,则的模糊关系R可用下列阶矩阵来表示。
  其中,
  对于只有一行的模糊矩阵也可以成为模糊向量
  存在论域X、Y通过扩张原理,诱导出一个从F(X)到F(Y)的映射,使得X上的每一个模糊集合A都有Y上的模糊集合B与之相对应,则称将X到Y的点映射扩展成X到Y的模糊变换。[39]
  具体表示为:
  从模糊集合的角度定义模糊变换:X为有限模糊集合或模糊向量,R为一个模糊矩阵
  我们把称为模糊变换。
  2.2定量指标隶属度的确定
  这类指标都有同一判定的标准,并且多以数字的形式出现。对于一个评判对象,影响它的各因子如果均属于等级vj,则综合起来,这一判定对象就属于等级vj,然而,通常情况是各因子对判定对象的影响不一致,所属的等级不同,要想综合起来判断,首先要对数字型指标进行分段处理。
  表中3.1中,数字aij的意义是因素属于等级vj的指标是≥aij或≤aij
  表3.1 指标分段表
  V1
  V2 ……… Vm
  U a11 a12 ……… a1m
  U2 a21 a22 ……… a2m
  ……… ……… ……… ……… ………
  Un an1 a2n ……… anm
  (1)当aij表示第i个因素属于等级vj的指标≤aij时,隶属度定义如下:
  
  (2)当aij表示第i个因素属于等级vj的指标≥aij时,隶属度定义如下:
  
  表3.2 指标分段表
  V1
  V2
  ………
  Vm
  U a10-a11 a11—a12 ……… a1m-1—a1m
  U2 a20—a21 a21—a22 ……… a2m-1—a2m
  ……… ……… ……… ……… ………
  Un an0—an1 an1—a2n ……… anm-1—anm
  当aij表示第i个因素属于等级vj的指标属于某个数字区间时,隶属度定义如下:
  
  2.3利用层次分析法确定指标权重
  (1)建立层次模型
  在深入分析项目实际情况的基础上,將有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次,同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响,同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。最上层为目标层,通常只有1个因素,最下层通常为方案或对象层,中间可以有一个或几个层次,通常为准则或指标层。当准则过多时应进一步分解出子准则层。
  (2)构造判断矩阵
  从层次结构模型的第2层开始,对于从属于(或影响)上一层每个因素的同一层诸因素,用成对比较法和1—9标度法(见下表)构造成判断,直到最下层。
  表3.3 判断矩阵1-9标度法
  标度 含义
  1 表示两因素相比,具有同等的重要性
  3 表示两因素相比,一个因素比另外一个因素稍微重要
  5 表示两因素相比,一个因素比另外一个因素明显重要
  7 表示两因素相比,一个因素比另一个因素强烈重要
  9 表示两因素相比,一个因素比另一个因素极端重要
  2、4、6、8 上述两相邻判断的中值
  判断矩阵的一般形式为
  Ak B1 B2 …… Bn
  B1   B2
  ……
  Bn b11
  b12
  ……
  bn1 b21
  b22
  ……
  bn2 ……
  ……
  ……
  …… b1n
  b2n
  ……
  bnn
  判断矩阵A中,bij=bi/bj,bji=bj/bi;bij与bji是互为倒数的关系。在上述判断矩阵中bij,表示在层次ak层次上,要素Bi相对于Bj的重要性或权重值,具体数值由1-9标度法获得。
  依据下列原则检查验证判断矩阵的正确性:
  ①对角线原则。判断矩阵中对角线上的元素相同且均为1,即bij=1,i=j=1,2,……n;
  ②倒數原则。判断矩阵中左下三角和右上三角对应的元素数值互为倒数。
  即bij=1/bji,i,j=1,2……,n,i≠j;
  ③传递原则。各指标优先次序的传递关系,即bij=bik/bjk,i,j=1,2,……,n。
  (3)确定各指标权重
  确定各指标权重的本质是确定各目标层次指标相邻上一层次的各因素或指标的优先度。主要是利用微积分法计算判断矩阵的特征根和特征向量,即对于判断矩阵A,计算满足判断矩阵的特征根λmax和特征向量W;W为对应于λmax的正规化特征向量。其分量是相应指标或因素单排序的权重值。[42]计算步骤如下:
  ①将判断矩阵中位于同一行的各列的各个元素依次相乘
  ②计算①式子中M的n次方根
  ③归一化处理
  进行归一化处理,即使得特征向量元素之和为1得到
  ④所求得特征向量即为各指标相对重要性权重
  (4)检查验证判断矩阵的一致性。
  当判断矩阵的阶数大于2时,通常难于构造出满足一致性的矩阵来。但判断矩阵偏离一致性条件又应有一个度,为此,必须对判断矩阵是否可接受进行鉴别,这就是一致性检验的内涵。
  若一致性检验系数CR=CI/RI<0.1,则判断矩阵满足一致性要求,否则不满足。[43]其中CI为一致性检验指标:,RI为平均随机一致性检验指标,具体取值见下表。
  表3.4 RI取值表
  阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  RI值 0.0 0.0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
  可见对于1、2阶判断矩阵满足完全一致性是显而易见的,当阶数大于2时就必须对判断矩阵进行一致性检验。
  3 基于模糊数学的成功度后评价法的具体应用流程
  3.1收集项目资料深入调查研究
  项目后评价人员认真阅读收集项目资料,完整、正确的项目资料是项目后评价工作和结果的质量保证。
  3.2建立项目后评价指标体系
  项目后评价指标体系是计划、组织、控制多种活动的重要手段,是考核项目的标准,是评价各种方案、措施的优劣及合理性的依据。[44]
  建设项目后评价指标体系是一个多层次、多因素的复杂的系统。目前后评价工作,其评价内容的范围已经从单纯的以财务指标逐步扩展到包含项目实施过程、经济、环境影响、社会影响评价在内的众多因素.所以项目后评价的指标体系应包括经济效益后评价、社会影响后评价、项目环境影响后评价、项目可持续性后评价等一级指标和各个二级指标。[45]
  3.3项目成功度模糊综合评价
  模糊数学植入层次分析法后改进了传统的成功度后评价法,在建立了建设项目后评价指标体系的基础上将定性指标定量化处理具体的操作顺序如下所示:
  (1)依据传统成功度后评价法中项目绩效衡量指标评价表以及项目自身特征建立项目后评价的因素集通常情况下,各个一级指标下含有若干个二级指标,二级指标下包含三级指标,具体指标的选取和数量依据项目特征和后评价的要求而定。
  (2)建立模糊集合A
  模糊集合A作为评语集,具体内容根据项目的具体情况和后评价要求以及就后评价标准划分为若干等级,例如非常成功、成功、满意、合格、不合格。
  设项目后评价评语集为
  为了符合成功度模糊综合评价法将定性指标定量化处理的原则,通常对评语等级中的每一个元素赋予相应的分数区间。见表3、5。
  表3.5 评语等级赋值表
  非常成功 成功 满意 合格 不合格
  分数 100-90 90-80 80-70 70-60 25
  (3)确立隶属关系,建立模糊矩阵R
  在实际操作中,由于不同的评价者对各指标的评价结果不同,因此描述评价的结果只能用对Ui做出Vj评价的可能性大小来表示。而模糊矩阵集中的各因素的评价本质上也是一种模糊映射,是一种对可能性大小的度量。
  首先,邀请专家对指标体系中最底层的指标进行等级评价,评判专家选择评判集中的合适评语填写最底层指标的评判表,根据专家评判表、隶属度函数可计算出各个指标的隶属度,进而求得隶属度矩阵R。
  其中,底层定性指标隶属度的确定采用模糊统计法,rij=该评语的人数/评价总人数。定量指标隶属度的确定采用指标分段表和隶属度函数的方法。由此得到模糊矩阵R。
  表3.6 专家评价表
  非常成功 成功 满意 合格 不合格
  Bi C1 A11 A12 A13 A14 A15
  C2 A21 A22 A23 A24 A25
  … … … … … …
  Cn An1 An2 An3 An4 An5   模糊统计的方法:定性指标隶属度=该评语人数/评级总人数
  其中为第i个评价因素的模糊评价向量。
  (4)依据项目后评价指标体系中各级指标的层次关系以及两两比较法和1—9标度法建立各级指标的判断矩阵。
  一级判断矩阵
  Ak B1 B2 …… Bn
  B1
  B2
  ……
  Bn b11
  b12
  ……
  bn1 b21
  b22
  ……
  bn2 ……
  ……
  ……
  …… b1n
  b2n
  ……
  bnn
  二级判断矩阵
  B1 C1 C2 …… Cn
  C1
  C2
  ……
  Cn c11
  c12
  ……
  c1n c21
  c22
  ……
  C2n ……
  ……
  ……
  …… c1n
  c2n
  ……
  cnn
  (5)利用层次分析法计算各级判断矩阵中各级指标权重W并进行一致性检验。
  式子中,wi(0≦wi≦1)为单因素Ui在后评价中重要程度的一种度量,各个因素的合理性将影响后评价结果的合理性。
  (6)通过模糊变换计算项目成功度的模糊评判
  式中E为评判矩阵,w为采用层次分析法确定的权重系数向量,R为模糊统计法确定的总评价矩阵,r为评价因素(指标)的隶属度,bj是项目被评为j级的隶属度。
  根据模糊矩阵运算原理,评判矩阵E与专家评语等级赋值表进行模糊运算,最终得到项目的成功度模糊评判结果。
  对于多层次的问题,把低层次诸因素看作子问题,先对诸子问题分别进行综合评判,然后对总体进行综合评判。
  3.4据项目后評价计算结果给出项目后评价结论并进行意见反馈
  在对建设项目后评价计算结果进行分析时,要将分析内容和评价时点相结合,对照项目原定的项目目标和指标,找出项目实施过程中的变化、问题及其影响。通过对变化和问题的分析,找出内部和外部的原因。[47]
  对项目进行模糊评价形成项目后评价报告。项目后评价报告既包括对项目目标未得到实现的原因分析,又包括项目成功之处的经验方法,总之是项目整个生命周期的全面总结,是后评价调查研究工作最终成果的体现。
  4 结论
  利用模糊数学中模糊集合、隶属函数、隶属度、模糊矩阵、模糊变换、模糊统计等模糊数学工具以及层次分析法在确定指标权重上的优势,以传统的成功度评价法为基础将两者有机地结合起来,针对传统建设项目后评价方法的不足即如何将项目后评价指标中定性指标结论做定量化处理的问题进行改进。改进后的评价方法使得评价结论更真实可信,科学合理,评价效果和项目实际影响相吻合。
  参考文献:
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