基于层次分析法的城市基础设施管理模型

【摘要】我国城市建设正处于一种高速发展时期，城市基础设施管理需要管理者从多方面进行考虑来跟上城市建设的步伐。根据城市基础设施管理的特点，采用层次分析法，构建了城市基础设施管理的模型，从城市基础设施管理的主要内容来进行分析，最后得出结果。结果表明：该分析评价模型可用于实现城市基础设施管理影响因素的重要度排序，具有较好的合理性和实用性。对于不同的城市来说，基础设施管理的侧重方面不同，管理者可以通过引入系数，对评价模型进行修正，使评价结果更加客观、合理。

【关键词】层次分析法；城市基础设施；管理模型；

引言

城市是社会和经济活动高度集中的地方，是复杂的社会、经济与环境复合巨系统。城市基础设施，是为企业生产和居民生活提供基本条件、保障城市存在和发展的各种工程及其服务的总称。城市基础设施是社会化生产和专业化协作的产物，它能够排除城市集聚的障碍，满足市民生存和社会集聚的需求，同时促进城市的社会化。近年来，随着我国经济的高速发展，城市化水平的提高，城市居民对城市基础设施的需求越来越大，而处于转型期的中国经济对城市基础设施的供给却相对不足，于是出现了基础设施的规划管理赶不上城市发展的速度，城市交通拥挤，重复性建设比较严重，基础设施项目建设周期过长等问题，本文的研究就是采用层次分析法，对城市基础设施管理的各种因素的重要性进行了分析排序，为政府决策提供依据。

1 城市基础设施管理影响因素

城市基础设施管理的内容主要包括以下几个方面：

1.1 城市供电、供水、供气等管理。①建设管理，包括发展规划；场址选择；送电线路的路径选择。②设备运行、检修管理，运行管理要坚持巡视检查；进行定期计划检修和事故抢修；预防季节性事故和外力破坏事故；加强技术管理。③营业管理，一是做好用户业务扩充管理工作；二是加强质量管理和供应可靠性管理；三是抓好计划、节约、安全供应。

1.2 城市环境管理。①水资源管理。要防止地表水被污染，合理安排取水量。地下水宜饮用，但需平衡采水与灌水，控制地面沉降。②环境工程的建设管理，它包括水源、绿地、公园等管理。③市容、市貌、卫生管理；④生态保护管理。

1.3 城市道路管理。①对新建或改建道路的质量、进度的监督。②对道路的维修和养护。③路政管理。包括掘路管理，占用路面管理已经被人为损坏道路的管理。

1.4 城市安全管理。①各种防灾规划、设施的建设和维护。②防灾预警预报系统和应急系统的建设和管理。③社会安全管理。

2 城市基础设施管理层次分析模型

2.1 层次分析法步骤

在实际问题中，有些问题难以甚至不可能建立精确的数学模型来定量分析，定性分析不可避免；有些问题只需初步选择或者大致判断。这时层次分析法就可以作为一种很好的工具。特别是对于结构复杂的多准则、多目标决策问题，层次分析法是一种有效的决策分析工具。运用进行决策时，大体上应分为以下几个步骤进行：①分析系统中各因素之间的关系，建立系统递阶层次结构模型；②对同一层次的各元素关于上一层中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；③由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重，并进行一致性检验；④计算各层元素对系统目标的合成权重，并进行排序；⑤根据分析的结果进行决策。

2.2 模型的建立

2.3 构造判断矩阵

将属于同一上层元素的同层各因素之间的相对重要性进行两两比较，判断矩阵表示为B=〔bij〕n×n i，j=1，2，3，…n

bij为指标i与指标j相比的重要程度，相对重要性比例标度如表2-1所示：

由于不同的城市对城市基础设施管理的要求不同，可以通过以下几个原则来确定各因素间的相对重要性比例标度。如城市对基础设施的实际需求、现有设施的完善程度、城市经济条件对基础设施投入的可能性等。从而得到以下判断矩阵：

A-B判断矩阵如表2-2所示：

B-C判断矩阵如表2-3、2-4、2-5、2-6所示：

2.4 各层次要素相对权重的计算

根据以上表2-2到表2-6的判断矩阵B，计算它们的相对权重W1，W2，…，Wn，其向量形式即为W=（W1，W2，…Wn），并需要对判断矩阵进行一致性检验。

2.4.1 计算相对权重

查表得，四阶矩阵RI=0.90，CR=CI/RI=0.005/0.90=0.005≤0.1由此可以判断A-B矩阵具有满意的一致性结果。

同理，可得到其余四个向量：

P1=[0.623，0.137，0.239]T，P2=[0.568，0.241，0.133，0.058]T，

P3=[0.230，0.648，0.122]T，P4=[0.648，0.122，0.230]T

经过一致性检验，B1-C1-3，B2-C4-7，B3-C8-10，B4-C11-13矩阵均具有满意的一致性结果。

2.5 层次总排序

在这个模型中，希望得到的是最低层次的每个元素对总目标的排序权重，亦即“合成权重”。而以上仅是一组元素对其上一层的某元素的权重向量，对于总目标的合成排序权重要自上而下的将单一准则下的权重进行合成，第3层上的元素对总目标的合成排序向量W3可按下式计算：

W3=W3（1），W3（2），…，W3（13）T=PW

则第三层因素对目标层的权重总排序如下表2-7所示：

从表中可以看出，13个影响因素从大到小排序依次为：改建扩建C1、道路修建和养护C11、检修管理C3、预警应急系统C9、运营管理C2、路政管理C13、水资源改造C4、防灾设施建设C8、新建道路管理C12、生态保护管理C5、社会安全管理C10、绿地管理C6、市容卫生管理C7。该排序基本反映出城市基础设施管理需要注意问题的重要程度，说明了城市基础设施管理中建设规划与城市道路管理的重要性。

3 结语

城市基础设施是城市化必不可少的重要载体。本文通过运用系统分析与评价方法中的层次分析法建立模型，确定各因素间的相对重要性比例标度，对城市基础设施管理中各个因素重要性进行了分析，这是一个建立在科学决策基础上的顺序安排，具有可操作性，有一定的实用价值，可以为政府决策提供依据。

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[7]彭祖赠，孙韫玉.模糊Fuzzy数学及其应用[M].武汉：武汉大学出版社，2007.

作者简介：

黄学欣、1973年4月、男、哈尔滨市南岗区人、助理工程师、工作于河南新科建设工程有限公司

赵锦华、1973年7月、男、河南省周口市人、大专、助理工程师、工作于河南新科建设工程有限公司