层次分析法在液化天然气项目评价中的应用

摘要：文章根据液化天然气（LNG）项目情况，建立了LNG项目的经济评价、环境评价和安全评价的指标体系，运用层次分析法对该指标体系中的各因子进行了统计分析，确定了各因子的具体权重，得出了各影响因子的重要性排序。根据排序结果，对LNG项目的经济、环境和安全方面进行了评价。

关键词：层次分析法；经济评价；环境评价；安全评价

一、引言

液化天然气（LNG）具有清洁燃烧，容易运输和储存的优点，近几年得到了广泛的应用。在我国，扩大对LNG的利用，可起到弥补石油资源不足、实现能源供应的多元化和逐步提高我国环境质量的作用。因此在进口天然气，发展LNG的同时，研究LNG项目的经济环境与安全评价对于项目顺利高效实施将起到辅助作用，具有现实价值和意义。

二、层次分析法简介

层次分析法（AHP）是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。其一般步骤为：首先通过分析复杂系统所包含的因素及相关关系，将系统分解为不同的要素，将这些因素按支配关系分组，以形成有序的递阶层次结构。然后通过两两比较判断，确定每一层中因素的相对重要性，建立判断矩阵。通过计算判断矩阵的最大特征值及其相应的特征向量，得到各层次要素对上层次某要素的重要性次序，从而建立权重向量。

三、层次分析法分析LNG项目经济、环境、安全评价

根据指标选择的科学性、实用性、可比性、可操作性及通用性等原则，确定与经济、环境、安全相关的指标，然后利用层次分析法分别对经济、环境、安全评价进行研究。

（一）层次分析法分析LNG项目经济评价

第一步：建立递阶层次结构（见图1）。

第二步：构造判断矩阵。利用MATLAB计算最大的特征值，利用方根法计算特征向量，计算出各组元素相对于上一层中元素的权重及最底层中各元素相对于目标的排序权重。并按层次分析的要求对计算结果进行了一致性检验。检验表明，所有计算结果均符合一致性检验的要求。

1、目标层――准则层。目标层（Z）中各指标权重为C1：0.5584，C2：0.3196，C3：0.1220

2、准则层――指标层。国民经济评价（C1）中各指标权重为P1：0.6667，P2：0.3333。财务评价（C2）中各指标权重为P3：0.5714，P4：0.2857，P5：0.1429。投资风险分析（C3）各指标权重为P6：0.1634，P7：0.5396，P8：0.2970。

3、总排序。国民经济评价因素对经济评价的权重0.5584×（0.6667，0.3333）=（0.3723，0.1861）；财务评价因素对经济评价的权重0.319×（0.5714，0.2857，0.1429）=（0.1826，0.0913，0.0457）；投资风险分析因素对经济评价的权重0.1220×（0.1634，0.5396，0.2970）=（0.0199，0.0658，0.0362），根据各因素的权重大小排序为P1>P2>P3>P4>P7>P5>P8>P6，可看出经济内部收益率对项目经济评价起主要作用，盈亏平衡分析影响较小。

（二）层次分析法分析LNG项目环境评价

第一步：建立递阶层次结构（见图2）。

第二步：构造判断矩阵。利用MATLAB计算最大的特征值，利用方根法计算特征向量，计算出各组元素相对于上一层中元素的权重及最底层中各元素相对于目标的排序权重。并按层次分析的要求对计算结果进行了一致性检验。检验表明，所有计算结果均符合一致性检验的要求。

1、目标层――级指标。LNG项目环境评价（Z）中各指标权重为C1：0.3333，C2：0.6667。

2、一级指标―――二级指标层。建设期（C1）中各指标权重为P1：0.3666，P2：0.3192，P3：0.1028，P4：0.1651，P5：0.0463。运营期（C2）中各指标权重为P6：0.6025，P7：0.2015，P8：0.0743，P9：0.1217。

3、总排序。建设期各因素对环境评价的权重0.3333（0.3666，0.3192，0.1028，0.1651，0.0463）=（0.1222，0.1064，0.0343，0.0550，0.0154）；建设期各因素对环境评价的权重0.6667（0.6025，0.2015，0.0743，0.1217）= （0.4017，0.1343，0.0495，0.0811），根据各因素的权重大小排序为P6>P7>P1>P2>P9>P4>P8>P3>P5，可看出运营期由于燃烧、排放等产生的气体对环境影响起主要作用，生活垃圾相对来说影响较小，与实际相符合。

（三）层次分析法分析LNG项目安全评价

第一步：建立递阶层次结构[目标层（Z）、准则层（C）、指标层（P）各层元素如下（表1）所示。

第二步：构造判断矩阵。利用MATLAB计算最大的特征值，利用方根法计算特征向量，计算出各组元素相对于上一层中元素的权重及最底层中各元素相对于目标的排序权重。并按层次分析的要求对计算结果进行了一致性检验。检验表明，所有计算结果均符合一致性检验的要求。

1、目标层――准则层。目标层（Z）各指标权重为C1：0.4000，C2：0.4000，C3：0.2000。

2、准则层――指标层。人员（C1）中各指标权重为P1：0.5714，P2：0.2857，P3：0.1429。设备（C2）中各指标权重为P4：0.3349，P5：0.3632，P6：0.0887，P7：0.1635，P8：0.0497。管理（C3）中各指标权重为P9：0.2319，P10：0.1420，P11：0.5681，P12：0.0580。

3、总排序。人员因素对LNG项目安全状况的权重为：0.4000×（0.5714，0.2857，0.1429）=（0.2286，0.1143，0.0572）；设施对LNG项目安全状况的权重为0.4000×（0.3349，0.3632，0.0887，0.1635，0.0497）=（0.1340，0.1453，0.0355，0.0654，0.0199）；安全管理对LNG项目安全状况的权重为0.2000×（0.2319，0.1420，0.5681，0.0580=（0.0464，0.0284，0.1136，0.0116）。根据各因素的权重大小排序为P1>P5>P4>P2>P11>P7>P3>P9>P6>P10>P8>P12，可看出人员和设备起主要作用，特别是运输设备及人员的身体状况业务素质等占支配地位，与实际相符合。

四、结论

本文利用层次分析法分析了LNG项目的经济、环境、安全评价，对实际工作有一定的参考价值。对于项目经济评价与指标研究很多，但是结合经济与环境和安全来定性和定量的做综合分析是一种新的思路。由于实际工作的复杂性和多样性，对LNG项目的评价并不只局限此一种方法，往往是多种方法并用，以便对LNG项目做出更合理有效的评价。

参考文献：

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（作者单位：北京化工大学北方学院数学教研室）