网络分析法在环境信息化水平评价指标体系中的应用

王立群

（天津市环境保护科技信息中心，天津300191）

1.引言

环境信息化作为国家信息化的重要组成部分，作为环境管理现代化的重要内容之一，是环境保护工作的基础和关键，其发展程度将直接决定管理机构综合决策能力、环境监管能力、公共服务能力、环境应急反应能力所能达到的水平[1-4]。

党中央、国务院高度重视环境信息化工作，2005年，国务院在《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中明确提出要求，要完善环境监测网络，建设“金环工程”，实现“数字环保”，加快环境与核信息系统建设，实行信息资源共享机制。2007年，环保总局、发展改革委制定的《国家环境保护“十一五”规划》中对环境信息化建设提出了更高要求，要建设“金环工程”，建设国家和地方环境保护信息系统，构建环境保护信息基础网络平台，建设国家环境数据信息库和环境管理决策支持体系，建立高效、便捷的环境污染事故应急指挥信息传输系统，构筑数字环保，完善信息发布制度，促进环境信息共享[1]。

目前，我国环境信息化工作在发展规划与管理制度的完善、管理机构建设、基础网络建设、政府门户网站与内部办公平台建设、应用系统建设等方面，已取得了较为显著的成绩。但与国家信息化发展总体要求及环境管理工作的实际需求相比，环境信息化工作仍存在一些亟待解决的问题，主要体现在网络覆盖能力不能完全满足信息传输与资源共享的需要、环保信息资源未得到全面有效开发和共享、环保信息化标准建设和整体规划工作基础薄弱、环境管理核心业务信息化程度还有待提高等[1]。

随着我国环境保护事业进入新的发展阶段，人们对于环境保护工作的重视程度也日益提高，针对环境信息化工作开展的研究也越来越多，如陈煜欣[5]对国家环保信息化安全管理体系建设进行了研究，刘定[6]研究了环境信息化标准的发展，朱怀松，白雪[7]针对我国城市环境信息化建设存在的问题及发展战略开展了研究，甄欣，曾铮[8]对省级环境保护信息系统的建设进行了探讨。以往关于环境信息化方面的研究中，对环境信息化水平评价体系的研究尚属少数。本文在建立环境信息化水平评价指标体系的基础上，采用ANP方法对该体系进行研究，对于推动环境信息化工作的进一步开展，将具有重要的理论价值和实践意义。

2 环境信息化水平评价指标体系的构建

2.1 指标体系构建的主要原则[9]

环境信息化水平评价指标体系的建立是为了更好地测度环境信息化水平，为环境信息化战略决策提供现实量化的依据。构建评价指标体系是一项复杂的工作，也是对国家及城市的环境信息化发展具有重大意义的工作，科学合理的评价指标体系有利于提高国家或城市的环境信息化水平，从而促进经济的发展，提升国家或城市的竞争能力。为了能够科学、全面、准确地对环境信息化水平进行评价，指标体系的构建应遵循以下原则：

2.1.1 科学性原则

评价指标体系的建立需要坚持正确的理论指导和科学的研究方法，将理论与实际相结合，从而选取能够全面、系统、准确、客观地反映环境信息化内涵的指标，使评价科学、合理。如何在抽象、概括中抓住最重要、最本质、最有代表性的东西，是设计指标体系的关键和难点。对客观实际描述得越清楚、越简练、越符合实际，其科学性也就越强。

2.1.2 系统性原则

系统性是指在指标体系内部各个指标之间要有一定的逻辑关系，而不是杂乱无章的罗列。评价指标体系是一个多层次、多元化的系统，这些指标必须分类合理、层次清晰，共同构筑一个有机整体。因此，对环境信息化水平进行评价时，必须从系统的角度出发，力求从各个层次、各个角度对环境信息化水平做出全面、系统、客观的评价.

2.1.3 可行性原则

指标数据要有可靠的资料来源且易于搜集，定量指标的计算方法要科学，便于计算机进行数据处理；定性指标应采用专家打分法对其赋值，以保证其可信度。指标体系的设计要从立足现状、可操作、易搜集的角度出发，建立具有比较性、可测性、数据容易获得的指标体系。

2.1.4 可比性原则

为便于进行不同国家或城市间环境信息化水平的比较研究，指标口径、范围应尽量与国际常用的指标相一致，以保证指标的可比性。这样才能更加清楚地看到各自的相对竞争优势与相对竞争劣势，以及与其他国家或城市之间的差距，也可以学习其他国家或城市在提高环境信息化水平方面的经验，为己所用。

2.2 指标体系的构建

环境信息化评价指标体系是结构复杂的系统，其综合评价内容是多准则、多方案的。在参考吸收大量环境信息化研究成果的基础上，借鉴环境信息化标准、环境信息化发展战略等相关理论，结合环境信息化的内涵及发展现状，通过理论分析、专家咨询等方法，遵循指标体系设计原则，建立了如下环境信息化水平评价指标体系（如表1）。该指标体系对环境信息化水平的评价构建了6个准则：环境信息网络平台建设、环境管理业务应用平台建设、环境信息资源共享平台建设、环境信息资源服务平台建设、环境信息化标准规范与安全建设和管理机构与人才队伍建设，每个准则下，又分别有若干个子准则。

表1 环境信息化水平评价指标体系

3.应用ANP（网络分析法）求解环境信息化水平评价问题

3.1 ANP概述

ANP(analytic network process)是美国匹兹堡大学著名教授Thomas L.Saaty在1996年提出的一种决策方法，它是在层次分析法AHP(analytic hierarchy process)的基础上发展而形成的一种新的实用决策方法。AHP方法的核心是将系统划分为若干层次，如目标层、准则层、方案层，且只考虑上层元素对下层元素的支配作用，不考虑层次之间的反馈关系，且同一层次中的元素被认为是彼此独立的。AHP方法虽然为处理系统问题带来了方便，但同时也限制了它在复杂决策问题中的应用。在许多实际问题中，各层次内部元素往往是依存的，低层元素对高层元素也有支配作用，即存在反馈，此时系统的结构更类似于网络结构。ANP正是适应这种需要，由AHP延伸发展得到的系统决策方法[10]。ANP方法提出以后，受到了众多领域学者的好评，如赵国杰等[11]应用ANP方法对区域科技实力评价体系进行了研究，任常锐等[12]将ANP方法应用于对敏捷供需链运作机理的研究中，Ozden Bayazit[13]在全面质量管理的研究中采用了ANP方法，Eddie W.L.Cheng[14]用ANP方法研究了战略合作问题。

在对环境信息化水平指标体系进行评价的过程中，各层次内部元素是相互依存的，系统中存在反馈的网络关系，在此情况下应用网络分析法（ANP），能够从数学分析的角度给出各元素比较的数量关系，因此，选择ANP方法对环境信息化水平指标体系进行评价是科学合理的。

采用ANP方法对问题进行求解时，需要如下五个步骤，即确定目标、准则并构建网络结构、构建未加权超矩阵、构建加权超矩阵、计算极限超矩阵、对可选方案进行排序。ANP方法的计算较为繁杂，用于解决实际问题时常常需要借助计算软件。Rozann W.Satty和William Adams设计出的基于ANP方法的Super Decisions软件，成功地将ANP的计算过程程序化，为ANP方法的推广起到了巨大的作用。Super Decisions软件可以快速建立ANP模型、快速检测判断矩阵的一致性、构造未加权超矩阵及加权超矩阵、准确计算极限超矩阵，最终得到各元素的综合排序。

3.2 用Super Decisions软件求解该ANP问题

3.2.1 在Super Decisions软件中建立评价指标体系的ANP模型

假设国家环境信息化相关部门拟对A1、A2、A3三个城市的环境信息化水平进行评价，便于后续的环境信息化工作的开展有所侧重。采用表1中所编制的指标体系，应用ANP方法对A1、A2、A3三个城市，即三个方案进行评价，首先需要建立与指标体系相对应的模型，如图1所示：

图1 环境信息化水平评价指标体系的Super Decisions模型

3.2.2 在Super Decisions软件中对ANP模型进行求解

在对图1所示模型进行求解的过程中，需要在每一控制准则下，应用两两比较的方法对元素进行两两比较。图2所示为在“环境管理业务应用平台建设”这一控制准则下，对方案层中的各元素A1、A2、A3进行两两比较时的界面。

图2 Super Decisions软件中元素两两比较界面

其中，1-9为网络分析法采用的标度方法，对不同准则给出两个元素之间比较的数量标度,如表2所示。

表2 网络分析法中1-9标度方法

在完成所有控制准则下各元素的两两比较之后，Super Decisions软件可以自动、快速计算出未加权超矩阵、加权超矩阵以及极限超矩阵，并可以对各元素的优先级进行排序，从而帮助决策者进行决策或对某些指标有所侧重。图3为环境信息化水平评价指标体系方案层中的各元素A1、A2、A3的优先级，易知城市A1的环境信息化水平较高。

图3 环境信息化水平评价体系方案层中的各元素A1、A2、A3的优先级

4.结论

环境信息化已经成为环境管理工作不可或缺的重要内容之一，并与环境管理工作的各个方面、各个层次紧密结合。环境信息化水平的高低对于推动环保工作的进一步开展、构建环境友好型社会具有重要意义。

采用网络分析法对环境信息化水平评价指标体系进行研究，充分考虑了指标体系中各元素之间的依赖关系及反馈关系，为指标体系的评价提供了一个全面而系统的工具，使评价结果更为准确、合理、有效。网络分析法的核心是超矩阵的计算，通过使用Super Decisions软件可以避免超矩阵相关的复杂计算，使评价过程更为快捷、准确。但网络分析法在应用的过程中不可避免地涉及到了人的主观因素，两两比较矩阵中的数据均由决策者的主观意识决定，这可能使所得数据与现实有所偏差，关于这方面的问题还有进一步研究和探索的空间。

[1] 谭 丽，夏骆辉.环保信息化市场潜力巨大 四大难题亟待解决加快 [J].世界电信，2010（3）：59-62.

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[4] 王亚平.环境信息化的问题和解决思路[J].中国信息界，2005（11）：17-19.

[5] 陈煜欣.国家环保信息化安全管理体系建设探析[J].计算机安全，2009（6）：85-87.

[6] 刘定.环境信息化标准的发展[J].环境监控与预警，2010（2）：27-31.

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[14] Eddie W.L.Cheng，Heng Li.Application of ANP in process models：An example of strategic partnering[J].Building and Environment，2005（42）：278-287.