專利名稱：基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及規(guī)劃方案的綜合決策方法，特別是涉及到基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合決策方法的技術(shù)。
背景技術(shù)：
城市電網(wǎng)是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，是現(xiàn)代化城市必不可少的能源供應(yīng)系統(tǒng)。城市電網(wǎng)規(guī)劃中形成的方案實(shí)際上是一種投資可能性，由于規(guī)劃原理、技術(shù)路線、電源點(diǎn)選擇、環(huán)境保護(hù)、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備狀態(tài)、資金構(gòu)成、建設(shè)期限等不同，城網(wǎng)規(guī)劃會(huì)形成眾多不同的規(guī)劃方案。當(dāng)今的城市電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)具有不確定性的、復(fù)雜的、多目標(biāo)的、非線性的決策過(guò)程。傳統(tǒng)的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案決策追求單一目標(biāo)，單一目標(biāo)的最優(yōu)必然會(huì)以犧牲其它目標(biāo)為代價(jià)，不能做到比較全面、科學(xué)的綜合決策；而通過(guò)專家憑借自身的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀上的綜合決策，這種方法缺乏理論依據(jù)和大量定性、定量的分析，決策工作具有主觀性和偶然性。因此，要做到科學(xué)、合理的城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策應(yīng)該不僅僅只考慮負(fù)荷水平的確定、電壓等級(jí)的選擇、變電站站址及容量的選擇，而是需要更多地綜合考慮到供電可靠性、投資成本、適應(yīng)性、環(huán)境保護(hù)等其它眾多因素。
目前運(yùn)用于城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策的方法主要有模糊分析法、層次分析法等。這些方法建立對(duì)比矩陣和判斷矩陣的過(guò)程比較復(fù)雜，都需要反映決策的偏好，在綜合決策過(guò)程中極大程度依賴于決策者的主觀判斷，因此這兩種方法存在著大量人為主觀因素，容易造成綜合決策的不確定性。
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis，簡(jiǎn)稱DEA)是美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Cooper等學(xué)者于1978年提出，用于多個(gè)同類型決策單元DMU(Decision Making Units)相對(duì)有效性的評(píng)價(jià)，它突出的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需指標(biāo)少，無(wú)需考慮輸入、輸出要素的權(quán)重因素，具有很強(qiáng)的客觀性。因此，一經(jīng)推出，就逐漸成為測(cè)度生產(chǎn)效率的主流方法。目前DEA僅在電力系統(tǒng)的發(fā)電領(lǐng)域和配電領(lǐng)域中的測(cè)算和分析資源配置效率有所應(yīng)用，而在電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中未見(jiàn)有過(guò)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法體系，該方法體系理論清晰，相比其它的方法更直觀、更方便且易于計(jì)算的，能比較科學(xué)、完整地綜合反映電網(wǎng)規(guī)劃方案，具有很強(qiáng)的客觀性的。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，具體實(shí)施步驟如下1)在規(guī)劃區(qū)內(nèi)從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境、適應(yīng)性四大方面，10個(gè)以上指標(biāo)，建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集；通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)集與方案屬性各要素的映射關(guān)系，來(lái)全面反映各電網(wǎng)規(guī)劃方案的屬性要素，最終達(dá)到綜合評(píng)價(jià)各電網(wǎng)規(guī)劃方案的目的。
2)根據(jù)行政區(qū)域或用地性質(zhì)，把整個(gè)規(guī)劃區(qū)分割為若干個(gè)小分區(qū)，選取典型分區(qū)，進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，簡(jiǎn)化整個(gè)規(guī)劃區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策的過(guò)程。
3)根據(jù)實(shí)際情況，采集綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)；4)合理選擇指標(biāo)集中的輸入、輸出數(shù)據(jù)，選取綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中“越小越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸入指標(biāo)，選取“越大越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸出指標(biāo)；雖然這些輸入與輸出指標(biāo)并不是真正意義上的投入、產(chǎn)出指標(biāo)，并且它們之間的關(guān)系也不嚴(yán)格滿足線性關(guān)系，但從生產(chǎn)效率的角度考慮，仍具有積極意義；5)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理，定量數(shù)據(jù)不進(jìn)行處理；由于DEA模型對(duì)決策單元的評(píng)價(jià)結(jié)果與各輸入、輸出數(shù)據(jù)的量綱無(wú)關(guān)，因此無(wú)需對(duì)這類型的定量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保留原值；6)把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中采集到的數(shù)據(jù)，代入改進(jìn)DEA模型，分別計(jì)算各方案的超效率值，根據(jù)超效率值的大小對(duì)方案進(jìn)行排序決策。
進(jìn)一步地，所述步驟1)中建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集a)應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的反映有關(guān)評(píng)價(jià)對(duì)象的各方面狀況，如果評(píng)價(jià)指標(biāo)集不全面，就無(wú)法對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出綜合、整體的判斷；b)次，評(píng)價(jià)指標(biāo)間不能過(guò)多的重疊，過(guò)多的重疊會(huì)容易被該評(píng)價(jià)指標(biāo)誤導(dǎo)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真；c)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)應(yīng)是容易采集、計(jì)算或估計(jì)，否則該指標(biāo)就無(wú)法應(yīng)用，也就失去了實(shí)際意義。
進(jìn)一步地，所述步驟2)中若綜合決策不考慮中壓配電網(wǎng)，省略該步驟。
進(jìn)一步地，所述步驟3)中根據(jù)實(shí)際情況，簡(jiǎn)化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的數(shù)據(jù)收集過(guò)程，若綜合決策不考慮中壓配電網(wǎng)，把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中相關(guān)的中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)略去，只收集高壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)；若只進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的綜合決策決策，則把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中相關(guān)的高壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)略去，只收集中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，所述步驟5)中綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)處理通過(guò)德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理a)運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、智慧、經(jīng)驗(yàn)、信息和價(jià)值觀，對(duì)初步擬出的綜合決策指標(biāo)進(jìn)行匿名評(píng)議，提出修改意見(jiàn)；b)并按事先規(guī)定的指標(biāo)重要度的級(jí)數(shù)和量值給出各指標(biāo)的重要度；
c)然后根據(jù)專家人數(shù)和各個(gè)專家給出的重要度，取加權(quán)平均值，即為該定性指標(biāo)的量化值。
利用本發(fā)明提供的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，針對(duì)模糊分析法和層次分析法在進(jìn)行城網(wǎng)綜合決策過(guò)程中的一些缺陷，以及數(shù)據(jù)包絡(luò)分析突出的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明首次將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析應(yīng)用在城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合決策里，建立了一套多屬性多目標(biāo)城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策體系，該體系從綜合產(chǎn)出與綜合投入的比率值進(jìn)行城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合排序決策，該體系理論清晰，相比其它的方法更直觀、更方便且易于計(jì)算，為城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策問(wèn)題提出了一嶄新的思路和方法；本發(fā)明中的綜合決策體系構(gòu)建了一整套城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集，該指標(biāo)集能比較科學(xué)、完整地綜合反映電網(wǎng)規(guī)劃方案的各屬性要素；本發(fā)明合理選擇綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸入、輸出指標(biāo)；在處理指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)時(shí)，本發(fā)明運(yùn)用德?tīng)柗品?，有效地將個(gè)人偏好造成的片面性降低，提高定性數(shù)據(jù)的可信度；最后將本發(fā)明應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃案例，取得了比較好的理想。本發(fā)明對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體城市電網(wǎng)規(guī)劃有較大的參考作用，能成為城網(wǎng)規(guī)劃工作人員進(jìn)行綜合決策較為可靠、實(shí)用的決策方法，將極大提高現(xiàn)有城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策工作的水平。同時(shí)本綜合決策體系能很好地解決城網(wǎng)規(guī)劃中的一系列實(shí)際問(wèn)題，在實(shí)際的運(yùn)行和規(guī)劃工作中可指導(dǎo)安排科學(xué)合理的城網(wǎng)建設(shè)及改造項(xiàng)目，保證巨額資金的合理投入，節(jié)約投資，由此帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益將是巨大的。
本發(fā)明中的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，理論清晰，相比其它的方法更直觀、更方便且易于計(jì)算；所建立的DEA模型以決策單元各輸入、輸出的權(quán)重為變量，從最有利于決策單元的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而避免了人為確定權(quán)重的問(wèn)題；所建立的DEA模型排除了很多主觀的因素，而且決策單元的評(píng)價(jià)結(jié)果與各輸入、輸出數(shù)據(jù)的量綱無(wú)關(guān)，具有很強(qiáng)的客觀性；所建立的DEA模型認(rèn)為輸入和輸出之間存在某種關(guān)系，每個(gè)輸入都關(guān)聯(lián)到一個(gè)或多個(gè)輸出，在實(shí)際使用DEA模型時(shí)可不必確定這種輸入和輸出之間的關(guān)系表達(dá)式，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程；實(shí)例計(jì)算證明，本發(fā)明優(yōu)于其它方法，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它方法。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法的指標(biāo)集層次的示意框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，具體實(shí)施步驟如下首先針對(duì)規(guī)劃區(qū)已提出的若干個(gè)可行的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案，然后進(jìn)行如下步驟1)在規(guī)劃區(qū)內(nèi)從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境、適應(yīng)性四大方面，10個(gè)指以上指標(biāo)，建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集；進(jìn)行城市電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行綜合決策，首先必須綜合評(píng)價(jià)各方案，全面反映各方案相關(guān)的屬性要素，例如投資成本、供電可靠性、運(yùn)行成本、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、潮流分布合理性、有功網(wǎng)損、電壓水平、短路電流情況、運(yùn)行方式靈活性、適應(yīng)性、環(huán)境保護(hù)等等，這些屬性要素錯(cuò)綜復(fù)雜，無(wú)法直接用具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，為此，需要建立一系列的評(píng)價(jià)指標(biāo)集，通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)集與方案屬性各要素的映射關(guān)系，來(lái)全面反映各電網(wǎng)規(guī)劃方案的屬性要素，最終達(dá)到綜合評(píng)價(jià)各電網(wǎng)規(guī)劃方案的目的。
構(gòu)建一套科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集首先應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的反映有關(guān)評(píng)價(jià)對(duì)象的各方面狀況，如果評(píng)價(jià)指標(biāo)集不全面，就無(wú)法對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出綜合、整體的判斷；其次，評(píng)價(jià)指標(biāo)間不能過(guò)多的重疊，過(guò)多的重疊會(huì)容易被該評(píng)價(jià)指標(biāo)誤導(dǎo)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真；最后，計(jì)算指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)應(yīng)是容易采集，指標(biāo)容易計(jì)算或估計(jì)，否則該指標(biāo)就無(wú)法應(yīng)用，也就失去了實(shí)際意義。因此，本發(fā)明擬建立城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集，其綜合評(píng)價(jià)決策集的層次結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，該綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集能較為科學(xué)、全面的描述與反映城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的各屬性要素。
2)根據(jù)行政區(qū)域或用地性質(zhì)，把整個(gè)規(guī)劃區(qū)分割為若干個(gè)小分區(qū)，選取典型分區(qū)，進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，簡(jiǎn)化整個(gè)規(guī)劃區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策的過(guò)程；實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策過(guò)程中，若考慮規(guī)劃區(qū)內(nèi)所有的中壓配電網(wǎng)的情況，綜合決策的工作量多，且繁瑣。因此，可將規(guī)劃區(qū)依據(jù)行政區(qū)域或用地性質(zhì)劃分為一定數(shù)量的分區(qū)塊，選取典型分區(qū)塊的中壓網(wǎng)，以簡(jiǎn)化整個(gè)規(guī)劃區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策的過(guò)程。
3)根據(jù)實(shí)際情況，采集綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)；參見(jiàn)圖1所示，綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集包括技術(shù)性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)、適應(yīng)性指標(biāo)；技術(shù)性指標(biāo)包括可靠性指標(biāo)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、供電質(zhì)量指標(biāo)；其中可靠性指標(biāo)分為高壓網(wǎng)和各分區(qū)中壓網(wǎng)，高壓網(wǎng)包括高壓直供用戶、上級(jí)站停電影響范圍、線路平均長(zhǎng)度、線路條數(shù)、電壓等級(jí)單一度；各分區(qū)中壓網(wǎng)包括高壓站個(gè)數(shù)、線路平均長(zhǎng)度；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括各分區(qū)中壓網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理性、高壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理性；供電質(zhì)量指標(biāo)分別包括高壓網(wǎng)和各分區(qū)中壓網(wǎng)的潮流分布合理性、最低電壓水平、短路電流合理性；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括投資總額、運(yùn)行費(fèi)用；運(yùn)行費(fèi)用包括高壓網(wǎng)損率、各分區(qū)中壓網(wǎng)損率；環(huán)境指標(biāo)包括規(guī)劃區(qū)高壓站總數(shù)目、各分區(qū)變電站對(duì)城市環(huán)境影響；適應(yīng)性指標(biāo)包括負(fù)荷增長(zhǎng)較慢時(shí)經(jīng)濟(jì)性、各分區(qū)站點(diǎn)浪費(fèi)情況、擴(kuò)展性；擴(kuò)展性包括上級(jí)站倉(cāng)位裕量、上級(jí)站對(duì)區(qū)外供電可能性；綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集包括高壓配網(wǎng)和中壓配電網(wǎng)相應(yīng)指標(biāo)，在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策過(guò)程中同時(shí)考慮了高壓網(wǎng)和中壓網(wǎng)的情況。
然而，在綜合決策過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際情況略去一些指標(biāo)，以簡(jiǎn)化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的數(shù)據(jù)收集過(guò)程。實(shí)際的城市電網(wǎng)規(guī)劃常常是先進(jìn)行高壓配電網(wǎng)規(guī)劃，待高壓配電網(wǎng)規(guī)劃方案確定后再進(jìn)行相應(yīng)的中壓網(wǎng)規(guī)劃。因此，在高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的綜合決策決策過(guò)程中，可把本發(fā)明綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中相關(guān)的中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)略去，只收集高壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)；同理，若只進(jìn)行中壓配電網(wǎng)的綜合決策，只收集中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
4)合理選擇指標(biāo)集中的輸入、輸出數(shù)據(jù)本發(fā)明選取綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中“越小越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸入指標(biāo)，選取“越大越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸出指標(biāo)。因此可得如下輸入指標(biāo)、輸出指標(biāo)輸入指標(biāo)投資總額、高壓網(wǎng)有功網(wǎng)損率、各分區(qū)中壓網(wǎng)有功網(wǎng)損率、高壓直供用戶、高壓網(wǎng)線路平均長(zhǎng)度、高壓網(wǎng)線路條數(shù)、各分區(qū)中壓網(wǎng)線路平均長(zhǎng)度、規(guī)劃區(qū)高壓站總數(shù)目、各分區(qū)變電站對(duì)城市環(huán)境影響及各分區(qū)站點(diǎn)浪費(fèi)情況。
輸出指標(biāo)上級(jí)站停電影響范圍、高壓網(wǎng)電壓等級(jí)單一度、各分區(qū)高壓站個(gè)數(shù)、高壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理性、各分區(qū)中壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理性、高壓網(wǎng)最低點(diǎn)電壓水平、各分區(qū)中壓網(wǎng)若干最低點(diǎn)電壓水平平均值、高壓網(wǎng)短路電流是否超標(biāo)、各分區(qū)中壓網(wǎng)短路電流合理性、高壓網(wǎng)潮流分布合理性、各分區(qū)中壓網(wǎng)潮流分布合理性、負(fù)荷增長(zhǎng)較慢時(shí)經(jīng)濟(jì)性、上級(jí)站倉(cāng)位裕量及上級(jí)站對(duì)區(qū)外供電可能性。
雖然這些輸入與輸出指標(biāo)并不是真正意義上的投入、產(chǎn)出指標(biāo)，并且它們之間的關(guān)系也不嚴(yán)格滿足線性關(guān)系，但從生產(chǎn)效率的角度考慮，仍具有積極意義。
5)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理，定量數(shù)據(jù)不進(jìn)行處理；綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中包括有兩種類型的指標(biāo)數(shù)據(jù)定量數(shù)據(jù)和定性數(shù)據(jù)，它們的處理方式不相同。
定量數(shù)據(jù)處理定量數(shù)據(jù)就是容易用具體的數(shù)值來(lái)表示其相應(yīng)屬性要素的指標(biāo)，如本發(fā)明中的綜合決策指標(biāo)集中的投資總額、網(wǎng)損率、線路平均長(zhǎng)度、高壓用戶站數(shù)目等等。由于DEA模型對(duì)決策單元的評(píng)價(jià)結(jié)果與各輸入、輸出數(shù)據(jù)的量綱無(wú)關(guān)，因此無(wú)需對(duì)這類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保留原值。
定性數(shù)據(jù)處理定性數(shù)據(jù)多為模糊數(shù)據(jù)，不易通過(guò)具體的數(shù)值對(duì)其量化，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理性、潮流分布合理性、站點(diǎn)浪費(fèi)情況、負(fù)荷增長(zhǎng)慢時(shí)經(jīng)濟(jì)性等等。本發(fā)明對(duì)此類型的數(shù)據(jù)通過(guò)德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理，即運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、智慧、經(jīng)驗(yàn)、信息和價(jià)值觀，對(duì)初步擬出的綜合決策指標(biāo)進(jìn)行匿名評(píng)議，提出修改意見(jiàn)，并按事先規(guī)定的指標(biāo)重要度的級(jí)數(shù)和量值給出各指標(biāo)的重要度(見(jiàn)表1)，然后根據(jù)專家人數(shù)和各個(gè)專家給出的重要度，取加權(quán)平均值，即為該定性指標(biāo)的量化值。
德?tīng)柗品ㄗ鳛橐环N獨(dú)特的專家意見(jiàn)評(píng)價(jià)方法，它能充分發(fā)揮各位專家的作用，集思廣益，能有效地將個(gè)人偏好造成的片面性降低，提高定性數(shù)據(jù)的可信度，同時(shí)能把各位專家間意見(jiàn)的分歧表達(dá)出來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是處理定性數(shù)據(jù)的常用方法。
本發(fā)明將定性指標(biāo)重要度分為十一級(jí)，量值范圍為0～1.0，詳見(jiàn)表2。
表1 定性數(shù)據(jù)量化度

6)把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中采集到的數(shù)據(jù)，代入改進(jìn)DEA模型，分別計(jì)算各方案的超效率值，根據(jù)超效率值的大小對(duì)方案進(jìn)行排序決策。
理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是以相對(duì)效率概念為基礎(chǔ)、以凸分析和線性規(guī)劃為工具的評(píng)價(jià)方法，可對(duì)同一類型的多輸入、多輸出復(fù)雜的決策單元DMU的相對(duì)有效性進(jìn)行評(píng)定、排序。C2R是第一個(gè)DEA模型，也是運(yùn)用最廣泛的DEA模型，其最優(yōu)化模型可用式(1)表示。
maxuTyj/vTxj=Σr=1suryrj/Σi=1mvixij]]>s.t.uTyjvTxj≤1xj≥0,yj≥0,∀j∈{1,2,···,n}u≥0,v≥0---(1)]]>式(1)最優(yōu)化模型中有n個(gè)決策單元(DMU)，每個(gè)決策單元都有m個(gè)輸入及s種輸出，其中xj＝(x1j，x2j，…，xmj)T，xij表示第j個(gè)DMU對(duì)第i種輸入的投入量；yj＝(y1j，y2j，…，ymj)T，yrj表示第j個(gè)DMU對(duì)第r種輸出的產(chǎn)出量；vj＝(v1，v2，…，vm)T，vi表示第i種輸入的一種度量(或稱“權(quán)重”)，i＝1，…，m；uj＝(u1，u2，…，us)T，ur表示第r種輸出的一種度量(或稱“權(quán)重”)，r＝1，…，s。
式(1)的分式規(guī)劃可經(jīng)過(guò)Charnes-Cooper變換轉(zhuǎn)化為一線性規(guī)劃問(wèn)題，并運(yùn)用對(duì)偶規(guī)劃，引入松弛變量s-、剩余變量s+、非阿基米德無(wú)窮小量ε，則式(1)可轉(zhuǎn)變?yōu)閙in{θ-ϵ(e^Ts-+eTs-)}]]>s.t.Σj=1nxjλj+s-=θx0Σj=1nyjλj-s+=y0λj≥0,j=1,2,···,ns+,s-≥0---(2)]]>式(2)中，e^=(1,1,···,1)T∈Rm,]]>e＝(1，1，…，1)T∈Rs，xj為第j個(gè)決策單元的m維投入向量，yj為第j個(gè)決策單元的s維產(chǎn)出向量。x0、y0是被評(píng)價(jià)的某決策單元DMUj0的投入、產(chǎn)出向量，ε為非阿基米德無(wú)窮小量，實(shí)際應(yīng)用中可取值為10-5。
利用C2R模型可判斷出某決策單元DMUj0是否DEA有效，即若該模型的最優(yōu)解λ0，s-0，s+0，θ0滿足θ0＝1，并且s-0＝0，s+0＝0，則DMUj0為DEA有效；若θ0＝1，s-0≠0或s+0≠0，則DMUj0為DEA弱有效；若θ0＜1，則DMUj0為DEA為無(wú)效。
C2R模型只適用判斷出某決策單元DMUj0是否DEA有效，但是在實(shí)際應(yīng)用中，利用C2R模型對(duì)于多個(gè)決策單元評(píng)價(jià)時(shí)，則容易出現(xiàn)大量的、甚至全部決策單元都有效的情形，因此無(wú)法對(duì)所評(píng)價(jià)的決策單元的效率進(jìn)行充分評(píng)價(jià)和排序。
針對(duì)C2R模型難于區(qū)分有效決策單元效率的問(wèn)題，Per Anersen等人提出了改進(jìn)的DEA模型-Super Efficiency DEA(SE-DEA)模型對(duì)決策單元進(jìn)行分類，較好地解決了相對(duì)有效單元的排序問(wèn)題。其改進(jìn)DEA模型形式如下min{θ-ϵ(e^Ts-+eTs-)}]]>s.t.Σj=1j≠j0nxjλj+s-=θx0Σj=1j≠j0nyjλj-s+=y0λj≥0,j=1,2,···,ns+,s-≥0---(3)]]>式(3)中的變量與式(2)的變量含義相同，SE-DEA最優(yōu)化模型的實(shí)際上主要改進(jìn)在于這個(gè)模型中只是在對(duì)有效單元評(píng)價(jià)計(jì)算時(shí)，去掉了效率指標(biāo)小于1的約束條件，此時(shí)會(huì)得到大于等于1的效率θ，稱之為超效率值。將各決策單元的超效率值排序，即可對(duì)各決策單元進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)決策。
實(shí)例分析本發(fā)明將提出的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策體系應(yīng)用在實(shí)際的城市電網(wǎng)規(guī)劃中。該規(guī)劃區(qū)最終提出三套規(guī)劃方案，方案一為35kV方案，方案二為110kV方案，方案三為35kV、110kV混合方案。運(yùn)用本發(fā)明電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策體系對(duì)三個(gè)方案的輸入、輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算了出該地區(qū)的三個(gè)城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的超效率值并進(jìn)行排序，其結(jié)果見(jiàn)表2，同時(shí)為了比較本發(fā)明中的模型的計(jì)算結(jié)果，表2中也列出了區(qū)間層次法、模糊層次分析法的計(jì)算結(jié)果。
表2綜合決策結(jié)果Tab.2 Results of comprehensive judgment

根據(jù)表2中的三個(gè)方案的超效率值大小，綜合決策排序結(jié)果依次為方案3、方案1、方案2，其中方案3相比其它兩個(gè)方案在投入、產(chǎn)出效率方面有較明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，該地區(qū)運(yùn)用本發(fā)明模型進(jìn)行城市市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策，最終推薦方案3，此綜合決策結(jié)果同層區(qū)間次法和模糊層次法的結(jié)果相一致，并且實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃也是選擇方案3為首選方案。
在實(shí)際的城市電網(wǎng)規(guī)劃工作中需要進(jìn)行規(guī)劃的綜合決策的方案數(shù)一般不會(huì)太多(少于10個(gè))，本發(fā)明方法都可以適用。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，具體實(shí)施步驟如下1)在規(guī)劃區(qū)內(nèi)從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境、適應(yīng)性四大方面，建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集；通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)集與方案屬性各要素的映射關(guān)系，來(lái)全面反映各電網(wǎng)規(guī)劃方案的屬性要素，最終達(dá)到綜合評(píng)價(jià)各電網(wǎng)規(guī)劃方案的目的；2)根據(jù)行政區(qū)域或用地性質(zhì)，把整個(gè)規(guī)劃區(qū)分割為若干個(gè)小分區(qū)，選取典型分區(qū)，進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，簡(jiǎn)化整個(gè)規(guī)劃區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策的過(guò)程；3)根據(jù)實(shí)際情況，采集綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)；4)合理選擇指標(biāo)集中的輸入、輸出數(shù)據(jù)，選取綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中“越小越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸入指標(biāo)，選取“越大越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸出指標(biāo)；5)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理，定量數(shù)據(jù)不進(jìn)行處理；6)把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中采集到的數(shù)據(jù)，代入改進(jìn)DEA模型，分別計(jì)算各方案的超效率值，根據(jù)超效率值的大小對(duì)方案進(jìn)行排序決策。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，所述步驟1)中建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集a)先應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的，反映有關(guān)評(píng)價(jià)對(duì)象的各方面狀況，如果評(píng)價(jià)指標(biāo)集不全面，就無(wú)法對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出綜合、整體的判斷；b)其次，評(píng)價(jià)指標(biāo)間不能過(guò)多的重疊，過(guò)多的重疊會(huì)容易被該評(píng)價(jià)指標(biāo)誤導(dǎo)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真；c)計(jì)算指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)應(yīng)是容易采集，指標(biāo)容易計(jì)算或估計(jì)，否則該指標(biāo)就無(wú)法應(yīng)用，也就失去了實(shí)際意義。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，所述步驟2)中若綜合決策不考慮中壓配電網(wǎng)，省略該步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，所述步驟3)中根據(jù)實(shí)際情況，簡(jiǎn)化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的數(shù)據(jù)收集過(guò)程，若綜合決策不考慮中壓配電網(wǎng)，把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中相關(guān)的中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)略去，只收集高壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)；若只進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的綜合決策決策，則把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中相關(guān)的高壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)略去，只收集中壓配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，其特征在于，所述步驟5)中綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的定性數(shù)據(jù)處理通過(guò)德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理a)運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、智慧、經(jīng)驗(yàn)、信息和價(jià)值觀，對(duì)初步擬出的綜合決策指標(biāo)進(jìn)行匿名評(píng)議，提出修改意見(jiàn)；b)并按事先規(guī)定的指標(biāo)重要度的級(jí)數(shù)和量值給出各指標(biāo)的重要度；c)然后根據(jù)專家人數(shù)和各個(gè)專家給出的重要度，取加權(quán)平均值，即為該定性指標(biāo)的量化值。
全文摘要
一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的城市電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，方法的步驟如下1)在規(guī)劃區(qū)內(nèi)從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境、適應(yīng)性四大方面，建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集；2)根據(jù)行政區(qū)域或用地性質(zhì)，把整個(gè)規(guī)劃區(qū)分割為若干小分區(qū)，選取典型分區(qū)進(jìn)行中壓配電網(wǎng)規(guī)劃；3)根據(jù)實(shí)際情況，采集綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中的指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)；4)選取綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中“越小越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸入指標(biāo)，選取“越大越好”的指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型的輸出指標(biāo)；5)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中定性數(shù)據(jù)采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行處理，不處理定量數(shù)據(jù)；6)把綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集中采集到的數(shù)據(jù)，代入改進(jìn)DEA模型，分別計(jì)算各方案的超效率值，根據(jù)超效率值的大小對(duì)方案進(jìn)行排序決策。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK1959735SQ200610118879
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者韋鋼, 吳偉力 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院