基于熵权的模糊综合评价方法在火电厂选址的应用.pdf

总第 1 2 3期 d 0 i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 0 ． 0 1 ． 0 0 2 基 于熵权 的模糊 综合 评价 方法 在火 电厂 选址 的应 用 梁冬青 潞安矿业集团公 司， 山西 长治0 4 6 2 0 4 摘要 针对火电厂选址评价中客观存在的模糊性与随机性， 将信息论中的熵值理论引入火电厂选址评估 中， 运用信息熵所反映数据本身的效用值计算火电厂选址评价中各指标的权值。 使得权值的分配有了一定 的理论依据 ， 并结合传统的模糊综合评判法对 电力设备做出评价 。工程实例表 明 基于熵权的模糊综合评 判法用于火 电厂选址评价是合理可行的。 关键词 火电厂选 址； 熵权； 模糊综合评价 中图分类号 T M6 2 1 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 0 0 1 0 0 0 3 0 3 En t r o p y Ba s e d Fu z z y Co mp r e h e n s i v e Ev a l u a t i o n M e t h o d i n t h e Ap p l i c a t i o n o f The r m a l Po we r Pl a n t S i t i n g L I ANG Do n g q i n g L t t “a r t M i n i n g G r o u p， Z h a n g z h i 0 4 6 2 04 ， C h i n a A b s t r a c t T h e r m a l p o w e r p l a n t s i t i n g f o r t h e o b j e c t i v e e v a l u a t i o n o f t h e a m b i g u i t y a n d r a n d o m n e s s ，t h e e n t r o p y t h e o r y o f i n f o r m a t i o n t h e o ry i n t h e i n t r o d u c t i o n o f t h e rm a l p o we r p l a n t s i t i n g a s s e s s me n t ， u s e o f i n f o rm a t i o n e n t r o p y o f t h e d a t a i t s e l f r e fl e c t e d i n t e r ms o f u t i l i t y e v alu a t i o n o f t h e rm al p o w e r p l a n t s i t i n g t h e we i g h t o f e a c h i n d e x v a l u e ．ma k e s t h e w e i g h t d i s t r i b u t i o n o f a c e r t a i n t h e o r e t i c a l b a s i s ， c o m b i n e d w i t h t h e t r a d i t i o n al f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n m e t h o d fo r p o w e r e q u i p m e n t ass e s s e d ．P r o j e c t e x a m p l e s s h o w t h a t b a s e d o n e n t r o p y w e i g h t f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v alu a t i o n me t h o d for t h e t h e rm a l p o w e r p l an t s i t e e v a l u a t i o n i s r e a s o n a b l e a n d f e a s i b l e ． Ke ywo r d s t h e rm a l po we r pl a n t s i t i n g； e n t r o p y we i gh t ； f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n 火电厂的选址是一个复杂且重要的问题 ， 选址 的好坏直接影响到电厂的效益及周围的生产 、 生活 环境 。在火电厂的可行性研究阶段进行可持续发展 评价时， 必须考虑经济效益 、 社会效益和环境效益三 者的综合评价。在确定火电厂建设项 目时， 必须对 这三种效益进行权衡统一和协调论证， 考虑这几方 面的综合效益。 目前对厂址 的评价方法很 多， 如一些定性的评 价方法， 可以利用专家的经验， 选择合理的厂址 ， 但 由于该种方法没有量化， 有 时难以对多方案进行排 序。该文通过调研 、 专家 咨询等方式 ， 建立一套科 学 、 全面的大型火电厂项 目选址综合分析指标体系， 包括环境、 社会 、 经济、 技术等系统的评价指标体系， 研究并建立大型火电厂项 目选址综合分析的模型。 该文利用熵权确定权重， 再结合多层次模糊综 合评价的方法 ， 对电厂不同的选址进行评价 ， 最后得 到优劣排序 l 』 。 1 指标体系的建立 1 ． 1 构建综合评价指标矩阵 确定电厂选址指标体系是评标的第一步。评价 指标体系的确定是根据对象系统 的特征决定的， 原 则上要求各个指标之间相互独立 、 可比性强。存在 重叠性的指标将夸大该指标的作用 ， 影响评价的公 平性 。 设欲选厂址表示为 P P ， ， P ， ⋯， P ， 综合评 价指标体系为 Z Z． ， Z ， ⋯， z ， 则 m个指标对 n 个供应商的评价指标体系可用指标矩阵 表示 收稿 日期 2 0 0 9 -0 7 ．01 作者简介 梁冬青 1 9 6 1 一 ， 男， 山西阳泉人， 硕士， 成绩优异高级工程师， 潞安集团副总工程师， 从事煤矿坑口电厂建设 及运行工作。 3 n h 肚 ● ● ● ■ ● ● ● ● ● n l l J I 2 ． ． ． n 2 0 1 0年 1月 梁冬青 基于熵权的模糊综合评价方法在火电厂选址的应用 第1 9卷第1 期 式中 为供应商 在评价指标 i 下 的特征量或 表1 火电厂评价指标体系 标度 i 1 ， 2 ， ⋯ ， n ； 1 ， 2 ， ⋯ ， m 。 1 ． 2 指标矩阵标准化处理 评价指标体系中的指标值量纲不相 同， 代表 了 不同的物理含义 ， 无法直接进行比较。如指标特征 矩阵 中， 各元素均为未经处理的原始数据， 因此在 进行综合评价之前必须对各指标值进行处理 。由统 计学原理可知 ， 要对多组不同量纲的数据进行 比较 ， 可先将其标准化， 转化成无量纲 的标准化数据再进 行比较。一般的无量纲化方法有直线型、 折线型和 曲线型 3种， 该文采用直线型无量纲化方法 j 。 一 般 而 言， 指 标 可 以分 成效 益 型 越 大越 优 型 、 成本型 越小越优型 、 固定 型 越接近某一理 想值 越优型 以及区间型 期望区间[ a ， a ] 越优 型 。利用极差 变换 公式， 各类指标标 准化公式如 下 。 1 对于效益型指标 r f rai n ／ ma x f 一 mi n v 2 2 对于成本型指标 m a x 一 ／ ma x 一 rai n 3 3 对于固定型指标 r f 1 ． 0一 l f 一 卢I ／ m a x l f 一 卢l 4 4 对于区问型指标 t 0 - a - x o ． Ⅱ日 I 口 1 一 H i n ， H H x 一 l 一 1 ． 0 E [ 口 ] L 0 - x o ． - a rn a x I 口 ， 一 H i l1 ％ ， 咖x ％ 一 l ㈩ 目前权重的确定方法主要有主观赋权法和客观 赋权法两大类 ， 常见的有专家调查法 、 A H P法 、 因子 分析法、 熵值法等。但这些方法一般仅从专家经验 或客观数据得到指标权重， 存在一定 的缺陷。因此 该文采用主、 客观赋权相结合 的方法确定指标综合 权 重 圳 。 4 2 ． 1 指 标熵及 熵权 的确定 熵可以用来度量信息量的大小 ， 某项指标携带 和传输 的信息越多 ， 表示该指标对决策 的作用就越 大。系统的熵 H p ， P ， ⋯， P 形式如下 H p l ， P 2 ， ⋯， P 一 k _Z 式中 ， 为系统可能处于 , p 的 l n p 状态数 ； p 7 k l n n n 为 系统所处 的某种状态 出现的概率 。其 中， P 满足 0 ≤ p ≤l ， ∑p 1 ， 并规定当P 0时， 有 n 一 p l n p 0 8 结合公式 1 和 2 所得 的标准化特征矩阵 ， 则 第 i 个指标的熵为 H 一 f l ， i 1 ， 2 ， ⋯ ， n 9 式中 f r i／ 。 第 i 个指标的熵权定义为 1一 Ⅳ _ ■ 一 1 0 ∑ 1一 H 通过权重的大小可以反映不 同指标在决策中所 起作用的大小。某个指标的熵值较小 、 熵权较大时 ， 说明该指标 向决策者提供了较多的有用信息。这样 就得到基于熵权的评价指标权向量 WH ， ， ⋯， 叫 m 1 1 2 ． 2 确定综合权重 由熵权法确定的指标权重完全是根据数据之间 的关系来确定， 但是这种客观权值有时与实 际情况 相差较大 ， 而专家确定 的权重则是 由实践经验得到 的， 有人为因素的影响， 因此科学的权重值应该为专 家评判 主观权值 和熵权 客观权值 的综合度量。 文章采用如下公式结合 主客观权重得到综合权重 W 2 0 1 0年 1月 梁冬青 基于墒权的模糊综合评价方法在火电厂选址的应用 第1 9卷第1 期 1 2 ∑ e ￡ l 式中 i e 为熵权法确定的权值 ； e 为专家评判 权值。则最终的权重为 W ， 埘 ， ⋯ ， W 1 3 3 建立评价集及评语等级的标准值 一 般情况下， 评价集中的评语等级级数 m取 3 ～ 9中的整数， 如果过大， 语言难以描述且不易判断 等级归属 ， 如果太小又不符合综合评价的质量要求。 火电厂选址的评 价集 如下 V{ V ， V ， V ， ， V } { 很好 ， 较好 ， 一般 ， 较差 。 4 隶属度 的确定 利用专 家 打分 法得 到各 个指 标 隶 属度 系 数 表。 5 综合评价 将评价方面的隶属度矩阵与它所对应的权重系 数集相乘 ， 可以得到评价方面的综合评价。例如， 经 济因素方面由层次分析法得到的权重 系数集为 4 ， o o o n ， 由隶属度函数得到隶属度矩阵 为 R。 则经济因素方面的综合评价如下 B A XR． rl i 1 rI 1 2 rj 21 r1 2 2 rl 31 r1 3 2 FI 41 r1 4 2 表 2 权重系数 表 3 某火 电厂综合效益评价 按照同样的方法对其他的第二层次评价方面进 R 行综合评价。最后对火电厂选址进行综合评价。 ‘ 6 实例分析 以某火电厂为例 ， 根据熵权法确定权重的方法 ， 直接得到指标权重 ， 见表 2 。 选择 l 0名专家对某火电厂选址综合效益进行 R 评价， 见表 3 。 根据表 3 ， 得到该火 电厂选址综合效益评价 的 隶属度矩阵是 0． 4 0． 4 0． 7 0． 3 0． 3 0． 3 0． 3 0． 4 0． 2 0． 3 0． 4 0． 4 0． 5 0． 3 0． 6 O． 5 0． 3 0． 2 0．1 0． 4 0． 3 0． 5 0． 4 0． 3 0． 5 0． 3 0． 4 0． 3 0． 4 0． 3 0． 2 0． 3 下转第 1 5页 r r r r 笠 r r r r 3 4 r r r r 2 1 3 2 2 1 2 2 l 2 1 2 0 0 0 0 c； 3 2 1 2 2 3 3 2 2 1 2 l C ；0 0 c ； C ；c ；O C； 0 r r r r 2 0 1 0耳 1月 马 霄 基于S C P范式的中国煤炭产业组织分析 第l 9卷第1期 积极进行兼并重组 、 合资合作 ， 以实现强强联合和共 赢的局面 ； 煤炭产业中企业整体规模低 、 行业整体利 润偏低 ， 安 全生产 和资源有效利 用 的状况 不 容乐观 。 目前， 煤炭产业竞争是无效的， 没有实现资源的有效 配置 。 参考文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 中国煤炭工业协会． 2 0 0 8中国煤炭 企业 1 0 0强分 析报 告[ M] ． 徐州 中国矿业大学出版社， 2 0 0 8 ． 国家统计 局． 2 0 0 8中国统计年鉴 [ M] ． 北京 中国统计 出版社 ， 2 0 0 8 ． 李朋． 中国煤炭产业市场结构分析[ J ] ． 现代商业， 2 0 0 8 31 5 25 3 ． 国家统计局． 2 0 0 6中国工业经济统计年鉴[ M] ． 北京 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 中国统计 出版社 ， 2 0 0 6 ． 茅于轼。 盛洪． 煤炭的真实成本[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． 钱鸣高， 曹胜根． 煤炭开采的科学技术与管理[ J ] ． 采矿 与安全工程学报 ， 2 0 0 7， 2 4 1 ． 苏东水． 产业经济学 第二版 [ M] ． 北京 高等教育出 版社 ， 2 0 0 6 ． 金培． 产业组织经济学[ M] ． 北京 经济管理出版社， 2 00 5． 范中启 ， 严霄蕙． 中国煤炭产业市场结构演化及其 成因 [ J ] ． 统计与决策， 2 0 0 6 7 ． [ 责任编辑 王玉梅] _ } q _ 壬 q _ q q_ _ 委 - 圣 _ 圣 ． 圣． _ 圣 } ． _ 圣 ． - 圣 圣 - 圣 圣 _ 圣 - 圣 _ - 量 - 圣 _ 圣 - 量 - {． - 圣 _ 量 _ - - { _ 圣 - 圣 - 量 对第一级进行综合评价得 B 2 A 2 R 2 0 ． 2 1 4， 0 ． 2 9 5 ， 0 ． 4 1 1 ， 0 ． 1 1 0 B 3 A 3 R 3 0 ． 1 2 5 ， 0 ． 4 4 8 1 ， 0 ． 3 0 4 ， 0 ． 1 2 9 9 r 0 ． 1 7 9 0 ． 4 3 2 0 ． 2 5 5 0 ． 1 3 4 1 B1 0 ． 2 1 4 0 ． 2 9 5 0 ． 4 1 1 0 ． 1 1 0 I L 0 ． 1 2 5 0 ． 448 1 0 ． 3 0 4 0 ． 1 2 9 9 J 最终评价结果是 『 Q Q 4 3 2 Q 2 s 5 Q Ⅸ] l 0 ． 12 5 0 ． 4 4 8 1 Q 姒 0． 12 9 9 j 同理 ， 可求出第二个厂址 、 第三个厂址 的综合 得分， 按分数的高低进行综合排序 ， 选取综合得分最 高的厂址作为投资建设项 目。 7 结论 该文利用多级模糊综合评判的方法 ， 解决了火 电厂选址时遇到的经济 、 环境和社会等综合效益的 评价问题。评判过程中， 考虑了多种因素的影响 ， 构 建了多指标评价体系 ， 根据专家打分， 得到模糊关系 矩阵和各指标的权重 ， 从定性分析到定量计算， 得到 最终较为科学合理的评价结果。该方法不仅适用于 对单个火电厂厂址 的综合评价， 也可对多个厂址进 行比较 ， 排出优劣等级 ， 选取最优方案， 可作为火电 厂建设项 目的参考依据。 参考文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 杨伦标． 模糊数学原理及应用[ M] ． 广州 华南理工大 学 出版社 ， 2 0 0 2 ． 叶明海． 电力工业技术 改造与经济效益评估 实用手册 [ M] ． 吉林 吉林摄影 出版社 ， 2 0 0 5 ． 牛东晓 火 电厂 选址 最 优决 策 中的 灰色 层 次分 析法 [ J ] ． 电网技术 ， 1 9 9 4 1 1 ． 胡永宏， 贺思辉 综合评价方法[ M] ． 北京 科学出版 社 ， 2 0 0 0 ． [ 责任编辑 王玉梅] 1 5