层次分析法在电网工程项目管理中的应用

余华兴,张 辉

(重庆市电力公司杨家坪供电局,重庆 400050)

0 引言

直辖后,重庆电网进入快速发展中,电网建设力度不断加强,电网改造的目的众多,涉及解决电网隐患、增供扩销、提高电网可靠性等诸多方面。如何将有限资金分配到有效项目中,是电网改造投资的一个难题。层次分析法可应用于电力系统规划等多个领域中[1,2],以有效地解决电网项目排序的决策问题。

1 层次分析法及其步骤

层次分析法(简记 AHP),在 20世纪 70年代中期由 seaty正式提出,它是一种将半定性和半定量的问题转化为定量计算的有效方法,把复杂的决策系统层次化,通过逐层比较各种关联因素的重要性来分析、决策,以提供定量的依据。它特别适用于那些难于完全用定量进行分析的复杂问题。因此在资源分配、选优排序、政策分析、冲突求解以及决策预报等领域得到广泛的应用[3]。层次分析法一般包括以下几个步骤[3,4]:

(1)分析系统中各因素的关系,建立系统的递阶层次结构,一般分为目标层,准则层,措施层。不同层次的各因素间的关系用连线表示,如果因素间有连线,表示二者相关,否则表示不相关。每一层中的指标数一般不超过 9个,因素过多会给两两比较带来困难。

(2)构造两两成对比较的判断矩阵。判断矩阵是数字矩阵,数字代表了因素相对重要程度,称为权重。

(3)层次单排序及其一致性检验。计算措施层的单个准则因素的权重,对单个因素下的措施进行排序。逐一计算每个准则因素的相关措施的权重后,就得到每一个措施对准则层的贡献大小,即每一个措施相对于每一个准则的得分。根据得分大小,对措施排序。

(4)层次总排序及其一致性检验。计算准则层的每一个准则对目标的贡献大小,获得准则层每一个因素对目标的权重。根据(3)计算的得分,利用准则层的权进行加权求和,并单位化,算出每一个措施的综合得分,再根据得分的大小,对措施总排序。

2 层次分析法在电网工程项目管理中的应用

2.1 工程实例

项目 A、项目 B、项目 C、项目 D是电力公司申报的四个项目,在有限的项目资金下,优先开展哪个项目,使得资金得到最有效的利用,成为一个困难的决策问题。在对供电局各层次的调查中,大家一致同意将项目的目的分为消除人身伤害隐患、消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销四个部分。因此这四部分可作为一个评判有效利用资金的标准。

1)消除人身伤害隐患:越高则权重应该越高;

2)消除设备重大隐患:越高则权重应该越高;

3)提高电网可靠性:影响越大则权重应该越高;

4)增供扩销:越难完成,权重越高。

项目 A、项目 B、项目 C、项目 D的权重为 a、b、c、d。权重越大的排名越靠前,数量可根据实际情况增加。

2.2 建立递阶层次模型

根据实际情况,建立了三个层次模型,第一层(目标层)是有效利用资金,第二层(准则层)为:消除人身伤害隐患、消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销四个准则,第三层是项目 A、B、C、D四个项目,而每个项目均具有消除人身伤害隐患、消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销四项功能,建立的递阶层次模型如图 1所示。

图1 电网工程项目层次结构图

2.3 构造判断矩阵,计算各因素的得分

按照图 1表示的层次结构模型,通过两两比较下一层次诸因素对上一层次某元素的相对重要性,用“和积法”计算相应的得分。

在消除人身伤害隐患方面,将项目 A、项目 B、项目 C、项目 D 4个项目两两进行比较,项目 A同项目 B比,项目 A在消除人身伤害隐患方面没有项目B高,它的消除程度只有项目 B的 1/2,而项目 A的消除程度是项目 C的 2倍,是项目 D的 3倍,以此类推,两两比较,得出其它 3列的系数。如表 1。

表1 各项目在消除人身伤害方面优先级

把表 1每行进行单位化,然后各列相加得到表2数据。

表2 单位化求和的表格

对表 2每列求和的结果进行单位化,得到表 3所示结果。

表3 各项目相对于消除人身伤害方面的得分

当我们考虑单项指标的消除人身伤害的话,从以上计算可知,项目 A的消除人身伤害效果是最明显的。

用同样方法可以分别计算出项目 A、项目 B、项目 C、项目 D相对于消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销 3个方面的优先级。

表4 各项目在消除设备重大隐患的优先级

表5 各项目在消除设备重大隐患的得分

表6 各项目在提高电网可靠性的优先级

表7 各项目在提高电网可靠性的得分

表8 各项目在增供扩销的优先级

表9 各项目在增供扩销的得分

2.4 比较各个评判标准的权重

对消除人身伤害隐患、消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销这四项评判标准进行两两比较,得出各个评判标准的权重。

表10 各个评判标准两两比较的优先级

表11 各个评判标准的权重

2.5 层次总排序

获得了各单项工程的消除人身伤害隐患、消除设备重大隐患、提高电网可靠性、增供扩销四个评判标准的优先级,将各个指标对应的评判标准的优先级分别与对应的评判标准的权重相乘,就可以得到各个指标的量化的权重。

表12 各项目在综合得分计算表

由表 12可得出 4个工程的综合排名以及权重比,可以用于项目计划的排序和资金量安排的量化依据。

3 总结

在实际工作中,可结合公司的中长期规划和近期目标确定评判标准,再根据评判标准形成权重分,权重的次序为消除人身伤害隐患(0.45),消除设备重大隐患(0.25),提高电网可靠性(0.21),增供扩销(0.09),从而使工程立项更具有科学性。应用层次分析法,可在电力投资项目数较多时,突出改造项目排序的客观性,提高项目的改造效率,从而提高电力生产的效率。

[1]赵云飞,陈金富,郭文利.层次分析法在电力行业决策问题中的应用[J].继电器,2005,(3).

[2]曾鸣.层次分析法在电力建设工程招标工作中的应用[J].电力建设,1991,(6).

[3]刘来福,曾文艺.数学模型与数学建模[M].北京:北京师范大学出版社,2000.

[4]王涛,侯克鹏,郭振世,等.层次分析法(AHP)在尾矿库安全运行分析中的应用[J].岩土力学,2008,(Z1).