基于AHP－模糊综合评价法的海绵城市投资风险评价

张海侠，陈 莉

(1.江西国新咨询发展有限责任公司，江西 新余338000；2.安徽建筑大学 管理学院，安徽 合肥230601)

1 引言

随着经济的不断发展，社会发展不断推进，城市建设与自然环境之间的矛盾日渐突出，我国正面临着各种水资源危机，城市内涝频发、水资源短缺、水质污染严重等[1]。据统计数据显示：2010年以来，我国平均每年有180余座城市受到内涝的影响，年均损失在于1亿元以上(中国水利学会主办的杂志《中国防汛抗旱》)。事实上，从20世纪90年代开始，我国的城市内涝问题就已经凸显，并且愈演愈烈。这主要是由于快速城镇化进程中伴随着过度的开发和不科学的建设规划，一方面建筑改变了地表径流量，另一方面传统城市工程管道式灰色排水基础设施落后于城市建设[2]。城市内涝涉及范围广、积水时间长，严重影响城市正常运转使人民生命财产遭受损失，为实现城市和环境协调发展，建设具有自然积存、自然渗透、自然浄化功能的海绵城市，成为今后我国城市建设的主要方向[3，4]。

2012年，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；随后，习近平总书记多次在会议上强调在提升改善城市排水系统时要优先考虑建设“海绵城市”。2014年，住房与城乡建设部发布了《海绵城市建设技术指南》，2015年，国务院发布的《关于推进海绵城市建设的指导意见》，提出了采用渗、滞、蓄、净、用、排等治理措施，将70%的降雨就地消纳和利用。同时，财政部、住建部、水利部三部委联合连续两年推出两批共30个海绵城市试点。

2 海绵城市建设风险因素识别

2.1 风险分析

“海绵城市”是指城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有较好的“弹性”，下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水，需要时能够将蓄存的水“释放”并加以利用，既能够提升城市生态系统功能，又能减少城市洪涝灾害的发生[5]。

海绵城市项目建设过程十分复杂，并且投资额巨大，目前仅处于探索阶段，各方面尚不成熟，项目建设充满风险。因此对海绵城市建设项目进行风险评价是十分必要的。本文针对海绵城市建设项目风险因素的不确定性和模糊性的特点，提出建立定性与定量相结合的AHP－模糊综合评价法。AHP(层次分析法)能够对目标进行因素分解并建立判断矩阵，通过两两比较两个因素之间的重要程度，确定评价指标权重，从而将定性问题定量化。模糊综合评价法是以模糊数学为基础，利用模糊关系合成的原理，能够将某些边界不清、不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法。两者结合能够有效减小主观臆断对评价结果的影响。

2.2 建立层次结构模型

对所评价项目进行分析，考虑其各层次的影响因素，并按其关系从高到低划分为目标层、准则层和指标层(复杂为题可划分更多层次)，最终得到项目的层次结构模型。本文通过阅读文献及收集资料[6－8]，从政府角度出发，构建了海绵城市建设风险评价指标体系，如表1所示。

表1 海绵城市建设风险评估指标体系

3 海绵城市建设风险评价步骤

3.1 构造判断(成对比较)矩阵

构造判断矩阵的目的是为了确定评价指标中各层因素对上一层目标的相对重要程度。按照定量化的判别标准，对各层次的因素进行两两比较，使用具体数字标度代表因素xi比因素xj的相对重要性，建立判断矩阵A＝aij()n×n，判断矩阵中的各元素aij用Saaty1－9标度法确定，具体判断矩阵标度及其含义如表2所示。

表2 判断矩阵标度及含义

3.2 层次单排序及一致性检验

层次单排序是指本层次因素相对上一层指标的重要性排序，一般通过计算判断矩阵的特征根和特征向量w来确定。具体步骤如下。

(1)将判断矩阵A＝(aij)n×n按列正规化：¯aij＝，其中(i，j＝1，2，…，n)，得到矩阵¯A。

(4)一致性检验：一致性检验是指对A确定不一致的允许范围。为保证应用层次分析法所得到的权重分配的合理性，通过检验各元素重要度之间的协调性，避免出现相互矛盾的情况。由于λ连续地依赖于aij，用λmax对应的特征向量w作为被比较因素对上层因素影响程度的权向量。因此要对判断矩阵A的一致性指标CI进行计算，CI的数值越大，表明其一致性越差，随机一致性比率定义为CR，检验公式：CR＝，其中，RI是判断矩阵A的平均随机一致性指标，数值大小仅与矩阵的阶数有关，RI值见表3所示。

表3 随机一致性指标RI值

当CR＜0.1时，判断矩阵具有满意的一致性，通过一致性检验；否则，需要调整判断矩阵，直至通过一致性检验。

3.3 层次总排序及一致性检验

层次总排序是指计算层所有因素对于目标层的重要性排序，这个过程是从上往下逐层进行的。设B层对目标层A的相对权重为b1，b2…，bn，C层对其上层B中因素Bj(j＝1，2，…，m)的一致性指标为CIj，已知随机一致性指标为RIj，则层次总排序的一致性比率为：

同样，当CR＜0.1时，层次总排序具有满意的一致性，通过一致性检验；否则，需要调整判断矩阵。

3.4 建立评语集并确定风险评价等级标准

邀请专家对所评价的最低层指标进行对比评价，并在此基础上，得出评语集，V＝{v1，v2，…，vn}，其中n表示评语档次数或等级数。本文将海绵城市项目投资风险划分为5个等级，并对其赋值，得到风险评判级为：V＝{v1，v2，…，vn}＝{高，较高，中等，较低，低}＝{90，70，50，30，10}，见表4。

3.5 模糊综合评价

对风险指标集从低层向高层进行模糊综合评价，并将低层的评价向量作为上一层的隶属度矩阵，循环计算，得到各级的综合评价向量A＝W·R，其中W为本级风险因素的权重，R为本级风险因素的评价矩阵。最后计算综合隶属度，即将风险评价等级标准带入，计算出综合风险得分。

表4 风险评价等级标准

4 案例分析

案例以我国首批海绵城市试点城市之一：江西省萍乡市海绵城市建设为例，运用AHP－模糊综合评价法对其进行风险评价，为海绵城市推广提供依据。

4.1 构造判断矩阵

针对表1中所列出的因素，通过参照类似文献及专家判定，根据判断矩阵标度法对各个风险因素两两对比，最终实现各个风险因素的量化，根据专家的判断可建立判断矩阵如下所示。

4.2 计算权重及一致性检验

准则层对目标层(A－B)：ω＝(0.3543，0.4365，0.1292，0.0800)，λ＝4.1389，CI＝0.0463，CR＝0.0520；

指标层对准则层(B－E)：ω1＝(0.1638，0.5390，0.2973)，λ＝3.0092，CI＝0.0046，CR＝0.0079；ω2＝(0.3092，0.5813，0.1096)，λ＝3.0037，CI＝0.0018，CR＝0.0032；ω3＝(0.3333，0.6667)，λ＝2，CI＝0；

ω4＝(0.5714，0.2857，0.1429)，λ＝3.0000，CI＝0.0000，CR＝0.0000；

其中，CR＜0.1，判断矩阵具有满意的一致性，通过一致性检验，不需调整。

指标层对目标层(A－E)：ω5＝(0.0580 0.1910，0.1053，0.1350，0.2537，0.0478，0.0431，0.0861，0.0457，0.0229，0.0114)，CI＝0.0023，CR＝0.0045

其中，CR＜0.1，层次总排序具有满意的一致性，通过一致性检验。

4.3 综合评价

根据对专家进行访谈，确定所有风险因素的重要程度对评语集V的隶属度建立评价矩阵，见表5。

表5 综合评价

目标层(A层)的综合评价向量A＝ω5·R＝(0.1137，0.1334，0.2308，0.2727，0.2495)，则萍乡市海绵城市投资风险得分为F＝A·V＝(0.1137，0.1334，0.2308，0.2727，0.2495)·(90，70，50，30，10)T＝41.7834。

根据本文确定的海绵城市项目投资风险评价划分等级标准(表4)，可知萍乡市海绵城市建设风险值为41.7834，处于40～60之间，说明海绵城市建设风险中等偏下，表明风险发生的可能性不大，或者发生后造成的损失不大，一般不影响项目的推进，但应采取一定的措施。由准则层权重分析可知，对海绵城市建设影响最大的是技术管理风险，最小的是社会风险，因此在确定风险控制措施时，主要考虑对海绵城市技术管理方面采取风险防范措施。

5 结语

海绵城市建设能够有效提升城市适应环境变化和应对自然灾害的能力，是我国推进新型城镇化建设的战略举措和重要手段。但是海绵城市建设投资巨大，项目建设过程复杂，尚处于探索阶段，项目风险普遍存在。本文从政府角度出发，将定性和定量相结合，提出了基于AHP－模糊综合评价法的海绵城市投资风险评价模型，不仅可以充分反映评价因素和评价过程的模糊性，而且能够尽量减少个人主观臆断造成的弊端，与一般评价打分等方法相比，更符合客观实际，对海绵城市投资风险评价具有一定的应用价值。