一种变电站绿色施工评价方法及系统

1.本发明涉及变电站绿色施工技术领域，特别地涉及一种基于熵值
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ahp的变电站绿色施工评价方法及系统。


背景技术：

[0002][0003]
目前国内对变电站绿色施工没有一套统一的评价体系，现有的评价体系大都是笼统的去表述环境问题，资源问题，能源问题，或者是将其中再为细分为一些主要的环境问题，比如大气污染，水污染，土壤污染等，但是这些评判标准都没有对各种指标的影响大小进行一个排序，缺少精度评判，所以迫切的需要设计一套精确完善的绿色施工评判方法，对变电站绿色化进行定量精度评判。
[0004]
熵值法是指用来判断某个指标的离散程度的数学方法。离散程度越大，该指标对综合评价的影响越大。可以用熵值判断某个指标的离散程度。熵值法是根据各项指标观测值所提供的信息的大小来确定指标权重，这种一种客观赋权法，避免了人为因素带来的偏差。但是熵值法又忽视了指标本身的重要程度，有时确定的指标权数会和预期的结果相差甚远。
[0005]
层次分析法(analytic hierarchy process，简称ahp)指将一个复杂的目标决策问题作为一个系统，将与决策有关系的元素分解为目标，准则，方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法，具有系统，灵活，简洁的优点，但是过分依赖主观判断。
[0006]
组合评价是将不同的评价结果综合在一起得到一个新的评价标准。这种方法可以综合不同评价标准之间的优缺点，通过调节不同评价结果所占的权重得到一个更为合理靠谱的结果。但是各结果所占权值是不好确定的。
[0007]
综上所述，传统的评判标准不够精准，且单一的评判标准的可靠性低。如何设计一种多层次、多因素、精准的变电站绿色施工评价方法，仍是待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0008]
有鉴于此，本发明提出一种基于熵值-ahp的变电站绿色施工评价方法及系统，解决了上述变电站绿色建造程度如何评价的问题。
[0009]
本发明第一方面提供一种变电站绿色施工评价方法，该方法包括以下步骤：建立变电站绿色施工的评价指标体系；采用熵值客观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标客观权重；采用层次分析主观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标主观权重；构建优化函数，将各指标客观权重和各指标主观权重进行组合赋权，得到各指标组合权重；根据各指标组合权重，计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标分数以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数。
[0010]
进一步的，还包括：获取所述变电站绿色施工的评价指标体系中所有指标的原始数据并进行标准化处理，得到各指标标准化数据。
[0011]
进一步的，所述采用熵值客观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标客观权重的步骤包括：根据各指标标准化数据，构建指标矩阵；基于所述指标矩阵，采用熵值客观赋权法确定各指标信息熵；根据各指标信息熵，计算各指标客观权重；利用各指标客观权重，构建客观权重矩阵。
[0012]
进一步的，所述采用层次分析主观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标主观权重的步骤包括：根据所述变电站绿色施工的评价指标体系中任意两个指标的相对重要程度，采用标度准则，构建判断矩阵；对所述判断矩阵进行归一化处理，计算各指标的特征向量；基于每个层次的各指标的特征向量，计算每个层次的各指标主观权重；利用各指标主观权重，构建主观权重矩阵。
[0013]
进一步的，还包括：基于各指标的特征向量，计算所述判断矩阵的最大特征值；根据所述判断矩阵的最大特征值和指标数，计算一般一致性指标；利用一般一致性指标和平均随机一致性指标，计算一致性比率；比较一致性比率的大小，对所述判断矩阵进行一致性检验；若一致性比率小于设定阈值，则所述判断矩阵通过一致性检验；否则对所述判断矩阵进行修正直至所述判断矩阵通过一致性检验。
[0014]
进一步的，将各指标客观权重和各指标主观权重带入所述优化函数，计算得到各指标组合权重；利用各指标组合权重，构建组合权重矩阵。
[0015]
进一步的，所述根据各指标组合权重，计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标分数以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数的步骤包括：根据所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标，建立综合评价的指标集；根据变电站绿色施工评价等级，建立综合评价的模糊评判集；利用综合评价的模糊评判集，对综合评价的指标集中每一个元素进行模糊评价，得到模糊评价隶属度矩阵；基于模糊评价隶属度矩阵和各指标组合权重，构建所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标的综合评价矩阵以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的综合评价矩阵；根据所述综合评价的模糊评判集，利用所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标的综合评价矩阵以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的综合评价矩阵，计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标的分数和整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数。
[0016]
进一步的，所述变电站绿色施工评价等级包括优秀、良好、合格、不合格四个等级，每个等级对应不同分值，根据所述变电站绿色施工评价等级以及对应的不同分值，构建综合评价的模糊评判集；将所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标的分数和整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数分别与综合评价的模糊评判集中分值进行对比，分析变电站绿色施工程度结果。
[0017]
本发明第二方面提供一种变电站绿色施工评价系统，该系统包括：评价体系建立模块，用于建立变电站绿色施工的评价指标体系；客观权重确定模块，用于采用熵值客观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标客观权重；主观权重确定模块，用于采用层次分析主观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标主观权重；组合权重计算模块，用于构建优化函数，将各指标客观权重和各指标主观权重进行组合赋权，得到各指标组合权重；评价结果分析模块，用于根据各指标组合权重，计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标分数以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数。
[0018]
上述的变电站绿色施工评价方法，首先建立变电站绿色施工的评价指标体系，再先采用熵值客观赋权法确定指标客观权重，再采用层次分析主观赋权法确定指标主观权重，引入优化函数，将指标客观权重和指标主观权重进行组合赋权，得到指标组合权重，最后对各指标打分，根据各指标分数对变电站绿色施工评价结果进行分析，实现了对变电站绿色施工的合理、准确评价。
附图说明
[0019]
为了说明而非限制的目的，现在将根据本发明的优选实施例、特别是参考附图来描述本发明，其中：
[0020]
图1是本发明一实施例提供的变电站绿色施工评价方法的流程图；
[0021]
图2是变电站绿色施工的评价指标体系的示意图；
[0022]
图3是本发明另一实施例提供的变电站绿色施工评价系统的示意图。
具体实施方式
[0023]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0026]
图1是本发明一实施例提供的一种基于熵值-ahp的变电站绿色施工评价方法的流程图。该变电站绿色施工评价方法首先建立变电站绿色施工的评价指标体系，再先采用熵值客观赋权法确定指标客观权重，再采用层次分析主观赋权法确定指标主观权重，引入优化函数，将指标客观权重和指标主观权重进行组合赋权，得到指标组合权重，最后对各指标打分。
[0027]
请参阅图1，该变电站绿色施工评价方法包括以下步骤：
[0028]
s100，建立变电站绿色施工的评价指标体系，并将变电站绿色施工的评价指标体系划分为目标层、准则层和指标层。
[0029]
本实施例中，考虑变电站绿色施工各方面因素，建立一个变电站绿色施工的评价指标体系，利用层次分析法(ahp)将整个变电站绿色施工的评价指标体系划分成目标层-准则层-指标层，并逐个进行标号，如图2所示。
[0030]
请参阅图2，目标层包括变电站施工绿色程度指标a。准则层包括绿色施工管理a1、施工技术a2、资源利用a3和环境污染a4这四个一级指标。
[0031]
将准则层指标细分获得指标层指标，其中绿色施工管理a1可分为施工人员健康达标率a
11
、施工安全考核达标率a
12
、绿色施工知识培训推广率a
13
、施工现场急救防疫完善度a
14
这4个二级指标；其中施工技术a2可分为预安装施工设计项a
21
、信息化设备装配率 a
22
、
一体化装修技术a
23
这3个二级指标；其中资源利用a3可分为环保建材使用率a
31
、周边土地资源利用率a
32
、水资源节约利用率a
33
、清洁绿色能源利用率a
34
这4个二级指标；其中环境污染a4可分为废气排放量a
41
、废水与生活污水排放量a
42
、噪音治理达标率a
43
、废弃材料处理量a
44
这4个二级指标。该指标层共有15个指标。
[0032]
s200，获取变电站绿色施工的评价指标体系中所有指标的原始数据并进行标准化处理，得到各指标标准化数据。
[0033]
本实施例中，变电站绿色施工的评价指标体系中15个指标的类型分为利用率这类的正向指标和排放量这类的反向指标。
[0034]
获取变电站绿色施工的评价指标体系中正向指标的原始数据和反向指标的原始数据，并分别对正向指标的原始数据和反向指标的原始数据进行标准化处理，将变电站绿色施工的评价指标体系中的所有指标统一为正向指标，消除了量纲并且阈值范围统一在[0，1]之间。
[0035]
示例性的，将正向指标的原始数据通过公式(1)进行标准化处理，其中公式(1)为：
[0036][0037]
其中，a
ij
表示第i个准则层第j个指标a的原始数据，表示a
ij
标准化后的指标数值，a0表示指标a的最优值。
[0038]
示例性的，将反向指标的原始数据通过公式(2)进行标准化处理，其中公式(2)为：
[0039][0040]
其中，a
ij
表示第i个准则层第j个指标a的原始数据，表示a
ij
标准化后的指标数值，a0表示指标a的最优值。
[0041]
s300，采用熵值客观赋权法计算变电站绿色施工的评价指标体系中各指标客观权重。
[0042]
本实施例中，采用熵值客观赋权法计算各指标客观权重的具体实现方式如下：
[0043]
s301，根据步骤s200得到的各指标标准化数据为要素，构建指标矩阵a*。
[0044]
本实施例中，指标矩阵a*的表达式为：
[0045]
s302，基于指标矩阵，采用熵值客观赋权法确定各指标信息熵。
[0046]
本实施例中，采用熵值客观赋权法确定各指标信息熵的具体实现方式如下：
[0047][0048]
其中，
[0049]
因为p
ij
＝0,r
ij
＝0这种情况公式无意义，所以将p
ij
修正为：
[0050][0051]
式中，r
ij
表示因素ui具有评语vi的程度；ej表示第j个指标的信息熵。
[0052]
s303，根据各指标信息熵，计算各指标客观权重。
[0053]
本实施例中，根据各指标信息熵，计算各指标权重的具体实现方式如下：
[0054]
其中wj∈[0,1]，且
[0055]
式中，wj表示第j个指标的权重，ej表示第j个指标的信息熵。
[0056]
采用熵值客观赋权法计算求得客观权重矩阵w
客
为：
[0057][0058]
s400，采用层次分析主观赋权法计算变电站绿色施工的评价指标体系中各指标主观权重。
[0059]
本实施例中，采用层次分析主观赋权法确定各指标主观权重的具体实现方式如下：
[0060]
s401，根据变电站绿色施工的评价指标体系中任意两个指标的相对重要程度，采用标度准则，构建判断矩阵d。
[0061]
假设有n个指标，d
ij
为第i个指标相对第j个指标的相对重要程度，所以需要指标两两比较打分，采用的标度准则为九级标度法准则，具体为：d
ij
＝1表示指标i和指标j一样重要，d
ij
＝3表示指标i比指标 j稍微重要，d
ij
＝5表示指标i比指标j明显重要，d
ij
＝7表示指标i比指标j强烈重要，d
ij
＝9表示指标i比指标j极端重要，d
ij
＝1/3表示指标i比指标j稍微不重要，d
ij
＝1/5表示指标i比指标j明显不重要， d
ij
＝1/7表示指标i比指标j强烈不重要，d
ij
＝1/9表示指标i比指标j极端不重要，d
ij
＝2、4、6、8与d
ij
＝1/2、1/4、1/6、1/8表示上述相邻判断的中间值。构建的判断矩阵d形式如下：
[0062][0063]
经计算得到如下判断矩阵d：
[0064][0065][0066][0067][0068][0069]
s402，对判断矩阵进行归一化处理，计算各指标主观权重。
[0070]
本实施例中，计算各指标主观权重的具体实现方式如下：
[0071]
(1)对判断矩阵进行归一化处理，计算各指标的特征向量
[0072]
对判断矩阵d进行归一化处理，计算即：
[0073][0074]
按行求和，将归一化处理，计算特征向量
[0075]
[0076][0077]
得特征向量其中wi为权重值。
[0078]
(2)计算特征向量的最大特征值λ
max
，如下：
[0079][0080]
其中，是判断矩阵d与特征向量相乘而得的向量的第i 个元素。
[0081]
(3)基于每个层次的各指标的特征向量，计算每个层次的各指标主观权重，如下：
[0082][0083]
采用层次分析主观赋权法计算求得主观权重矩阵w
主
为：
[0084][0085]
s403，对判断矩阵进行一致性检验。
[0086]
本实施例中，对判断矩阵进行一致性检验的方法如下：
[0087]
cr＝ci/ri
[0088]
设定阈值为0.10，当cr≤0.10，表明判断矩阵d通过一致性检验，否则需要对d进行适当修正直到通过检验。其中cr是一致性比率， ri为平均随机一致性指标，与指标数n有关，可查表获得，ci为一般一致性指标，与判断矩阵的最大特征值λ
max
和指标数n有关： ci＝(λ
max-n)/(n-1)。
[0089]
使用matlab软件对上面的5个判断矩阵进行一致性检验，结果表明都通过了检验。
[0090]
s500，构建优化函数，将各指标的客观权重和主观权重进行组合赋权，得到各指标的组合权重。
[0091]
本实施例中，为了避免得到的权重主观性或者客观性太强影响数据的真实性，引入优化函数，将各指标的客观权重和主观权重进行组合赋权，得到各指标的组合权重。
[0092]
本实施例中，引入优化函数，将各指标的客观权重和主观权重进行组合赋权，得到各指标的组合权重的具体实现方式如下：
[0093]
以w
组
为组合权重矩阵，w
客
为步骤s300中计算的客观权重矩阵，w
主
为步骤s400中计算的主观权重矩阵，构建优化函数，该优化函数为：
[0094]
[0095]
约束条件为：
[0096]
将步骤s300中计算的各指标的客观权重以及步骤s400中计算的各指标的主观权重代入优化函数，计算得到各指标的组合权重。经计算得到最后的组合权重矩阵w
组
为：
[0097][0098]
s600，利用模糊数学综合评价法对变电站绿色施工程度结果进行分析。
[0099]
本实施例中，利用模糊数学综合评价法对变电站绿色施工程度结果进行分析的具体实现方式如下：
[0100]
s601，根据变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标，建立 综合评价的指标集u＝(u1,u2,
…
,um)，包含m种因素。
[0101]
s602，确定综合评价的模糊评判集v＝(v1,v2,
…
,vn)。
[0102]
本实施例中，综合评价的模糊评判集v＝(v1,v2,
…
,vn)是由从高到 低的评语构成的集合。
[0103]
本实施例将变电站绿色施工评价等级分为优秀、良好、合格、不合格四个等级，即综合评价的模糊评判集v＝(优秀，良好，及格，不及格)，并使v＝(90，80，70，60)。
[0104]
本实施例对变电站绿色施工进行评价遵循两个原则：对国家已发布的标准指标按照规定的标准值执行；对指标的投票是现场实际调查施工人员、相关学者、权威专家并统计结果。
[0105]
s603，根据综合评价的模糊评判集，对综合评价的指标集中每一个元素进行模糊评价，得到模糊评价隶属度矩阵。
[0106]
根据实际统计的投票结果确定的综合评价的模糊评判集v，对综合评价的指标集u中的每一个因素根据综合评价的模糊评判集v中的等级进行模糊评价，得到一个被评价对象确定了从u到v的模糊评价隶属度矩阵：
[0107][0108]
其中，r
ij
为因素ui具有评语vi的程度。
[0109]
对图2中指标层的15个指标进行量化。通过三角形和半梯形对隶属度进行计算，得到模糊评价隶属度矩阵为：
[0110][0111][0112][0113][0114]
s604，基于模糊评价隶属度矩阵和各指标的组合权重，构建综合评价矩阵，分析变电站绿色施工程度结果。
[0115]
本实施例中，综合评价矩阵为：
[0116][0117]
其中，w
组
是步骤s500中计算的各指标的组合权重。
[0118]
本实施例中，分析变电站绿色施工程度结果具体方法为：
[0119]
先对a1层指标进行模糊计算，得到a1层的综合评价矩阵：
[0120][0121]
对a2、a3、a4层指标进行模糊计算，得到a2层、a3层、a4层的综合评价矩阵：
[0122]
[0123][0124][0125]
综合上述数据，可对整体变电站绿色施工的评价指标体系进行模糊计算，得到整个变电站绿色施工的评价指标体系的模糊评价隶属度：
[0126][0127]
最后，根据综合评价的模糊评判集v＝(90，80，70，60)，计算出每一层指标和整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数，判定其评价程度，具体计算如下；
[0128]
a1、a2、a3、a4层指标评分分别为：
[0129][0130][0131][0132][0133]
整个变电站绿色施工的评价指标体系的评分为：
[0134][0135]
因此，整个变电站绿色施工程度介于合格和良好之间，且偏于良好，与实际情况较为符合，证明了基于熵值-ahp的变电站绿色施工评价方法的合理性与有效性。
[0136]
上述的变电站绿色施工评价方法，首先建立变电站绿色施工的评价指标体系，再先采用熵值客观赋权法确定指标客观权重，再采用层次分析主观赋权法确定指标主观权重，引入优化函数，将指标客观权重和指标主观权重进行组合赋权，得到指标组合权重，最后对各指标打分，根据各指标分数对变电站绿色施工评价结果进行分析，实现了对变电站绿色施工的合理、准确评价。
[0137]
上述的变电站绿色施工评价方法，通过指标组合权重，实现对变电站绿色施工精准评判，得到更准确的评价结果。
[0138]
图3是本发明另一实施例提供的变电站绿色施工评价系统的构建系统的结构示意图。
[0139]
在本实施例中，所述变电站绿色施工评价系统100可以应用于计算机装置中，所述变电站绿色施工评价系统100可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述变电站绿色施工评价系统中的各个程序段的程序代码可以存储于计算机装置的存储器中，并由所述计算机装置的至少一个处理器所执行，以实现(详见图1描述)变电站绿色施工评价功能。
[0140]
本实施例中，所述变电站绿色施工评价系统100根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：
[0141]
评价体系建立模块101，用于建立变电站绿色施工的评价指标体系；
[0142]
客观权重确定模块102，用于采用熵值客观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标客观权重；
[0143]
主观权重确定模块103，用于采用层次分析主观赋权法计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中各指标主观权重；
[0144]
组合权重计算模块104，用于构建优化函数，将各指标客观权重和各指标主观权重进行组合赋权，得到各指标组合权重；
[0145]
评价结果分析模块105，用于根据各指标组合权重，计算所述变电站绿色施工的评价指标体系中每一层指标分数以及整个变电站绿色施工的评价指标体系的分数。
[0146]
本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的具体功能不再赘述。
[0147]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。