梁儉　潘志達(dá)　孔慧超　王慧芬　李林軍

摘要：模型設(shè)計(jì)項(xiàng)目投資效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究投資效益評(píng)價(jià)方法，以參評(píng)項(xiàng)目樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行量化評(píng)分，形成投資效益評(píng)價(jià)模型，作為主網(wǎng)基建項(xiàng)目規(guī)劃立項(xiàng)、前期投資決策、年度投資決策的項(xiàng)目優(yōu)選輔助工具。

關(guān)鍵詞：主網(wǎng)基建 效益評(píng)價(jià) 層次分析法 實(shí)時(shí)計(jì)算

在電網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，每年的投資項(xiàng)目支出金額十分龐大，其中主網(wǎng)基建類項(xiàng)目投資占比達(dá)30%以上，而且單個(gè)項(xiàng)目投資額高，決策影響甚廣。從眾多的項(xiàng)目群中甄選出既符合電網(wǎng)發(fā)展需求、又契合企業(yè)自身發(fā)展規(guī)劃的電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)成為企業(yè)決策的重點(diǎn)。

當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)的普遍采用項(xiàng)目投資效益評(píng)價(jià)來決策項(xiàng)目的投資安排，但在評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法的應(yīng)用中仍然存在較多問題，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是評(píng)價(jià)指標(biāo)中涉及較多的主觀易變因素。二是評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分方法多為模糊判斷打分，需要相關(guān)評(píng)分人員對照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行人為判斷，繁瑣易出錯(cuò)。三是評(píng)價(jià)指標(biāo)多大部分是反映供電區(qū)域的需求類指標(biāo)，與項(xiàng)目自身投資效益有密切關(guān)系的價(jià)值量指標(biāo)過少。四是評(píng)價(jià)方法得出的項(xiàng)目評(píng)分區(qū)分度低，導(dǎo)致作為最終的評(píng)分結(jié)果無法體現(xiàn)項(xiàng)目個(gè)體間的差異。

本文在常規(guī)的層次分析法基礎(chǔ)上，引入評(píng)價(jià)輸入指標(biāo)化、評(píng)價(jià)對象聚類細(xì)分等創(chuàng)新解決方案，并在權(quán)重求解方法上進(jìn)行優(yōu)化，方便實(shí)際評(píng)價(jià)工作的開展。

一、研究現(xiàn)狀

針對效益分析理論和項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)方法，國內(nèi)外都有深入的研究與應(yīng)用，在不確定性和風(fēng)險(xiǎn)理論方面，Tversky和Fox在1995年發(fā)表的《風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素的權(quán)重》以及Fox和Tversky在1998年發(fā)表的《一種觀點(diǎn)——基于不確定因素下的決策》提出了一個(gè)兩階段模型來解釋決策權(quán)重的確定過程：首先，決策者分析判斷事件發(fā)生的概率，然后運(yùn)用適合風(fēng)險(xiǎn)分析的概率權(quán)重函數(shù)將此概率轉(zhuǎn)換獲得最終的決策權(quán)重。Dale Cooper和Chris Chapman在1987年發(fā)表《大型項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分析——模型、方法與案例》一書，通過模型及案例研究探討了風(fēng)險(xiǎn)和不確定的概念，表明沒有適用于所有情況的通用模型。風(fēng)險(xiǎn)分析可以分為定性風(fēng)險(xiǎn)分析和定量風(fēng)險(xiǎn)分析，定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法一般不需要對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化，定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法主要是通過數(shù)學(xué)方法或建立分析模型來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)險(xiǎn)大小的測量和估計(jì) [1]。

具體評(píng)價(jià)方法上，不少專家學(xué)者對電網(wǎng)投資效益評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行了深入探析，并通過指標(biāo)的歸一化處理和權(quán)重計(jì)算，得出了一般電網(wǎng)投資效益評(píng)價(jià)的綜合數(shù)學(xué)模型；同時(shí)，將層次分析法、德爾菲法、有無對比法、優(yōu)選組合預(yù)測、模糊綜合評(píng)價(jià)法等有機(jī)融合，以建立由多方法組成的評(píng)價(jià)體系和綜合評(píng)價(jià)模型的研究亦成為當(dāng)前和今后的主要方向。

其中層次分析法（AHP）因具有系統(tǒng)、易用的特點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，該方法由匹茲堡大學(xué)Saaty教授于70年代中期提出，于80年代初由Saaty的學(xué)生介紹到我國。

目前該方法已經(jīng)有成熟的商業(yè)軟件可以使用，但不論是軟件還是直接應(yīng)用，通常只是借助層次分析法對特定的問題進(jìn)行分解，最終方案層仍然需要借助判斷矩陣進(jìn)行重要性排序，若一次性需要定性判斷的因素太多則偏離了層次分析法的問題分解初衷。

因此，在針對方案數(shù)量較多的問題決策時(shí)，僅僅使用層次分析法便不能勝任了，需要進(jìn)一步研究如何有效地解決多方案決策時(shí)的定量排序，而這方面的研究仍然較少。

二、技術(shù)方法

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，我們構(gòu)建了微觀項(xiàng)目評(píng)價(jià)與宏觀戰(zhàn)略調(diào)整相結(jié)合的模型框架，設(shè)計(jì)了符合專家實(shí)際決策關(guān)注點(diǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，使用業(yè)務(wù)事實(shí)數(shù)據(jù)作映射及統(tǒng)計(jì)歸一化量化評(píng)分，并基于Excel軟件實(shí)現(xiàn)評(píng)分表單電子化。

（一）技術(shù)方案

1、基于層次分析法構(gòu)建的主網(wǎng)基建項(xiàng)目投資效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)改進(jìn)主網(wǎng)基建項(xiàng)目投資效益量化測算評(píng)分方法。

2、依據(jù)項(xiàng)目投資綜合效益最優(yōu)的總目標(biāo)，使用層次分析法從電網(wǎng)安全、供電能力、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益四個(gè)維度進(jìn)行層次分解，選取各維度與項(xiàng)目投資相關(guān)的關(guān)注指標(biāo)。其中，電網(wǎng)安全維度反映電網(wǎng)企業(yè)主網(wǎng)基建項(xiàng)目投資的安全防控要求，供電能力維度預(yù)測現(xiàn)狀電網(wǎng)供電需求和電網(wǎng)建設(shè)投資效果，經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)項(xiàng)目投資的財(cái)務(wù)收益，社會(huì)效益兼顧電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任。

3、模型指標(biāo)體系的選定采用德爾菲法組織業(yè)務(wù)專家進(jìn)行提名投票，指標(biāo)體系應(yīng)既能反映電網(wǎng)建設(shè)需求的強(qiáng)弱、投資貢獻(xiàn)效果的優(yōu)差，也能預(yù)測管理要求執(zhí)行情況的好壞、財(cái)務(wù)收益的高低，能普遍體現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)主網(wǎng)基建項(xiàng)目投資決策的關(guān)注點(diǎn)。

4、模型根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行聚類細(xì)分，設(shè)置輸變電工程和線路工程兩類子模型，子模型的指標(biāo)依據(jù)項(xiàng)目群的業(yè)務(wù)特點(diǎn)設(shè)置不同的加權(quán)權(quán)重；其中線路工程子模型不考慮容載比及平均負(fù)載率指標(biāo)。

5、基于上述構(gòu)建的主網(wǎng)基建投資效益量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將投資效益綜合最優(yōu)目標(biāo)、評(píng)價(jià)維度和評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)稱作遞階層次因素，采用成對比較法構(gòu)建各因素對上層因素的判斷矩陣，通過德爾菲法將同上層因素的因素間的相對重要程度標(biāo)定為1/9、1/8、…1/2、1、2、…、8、9的17個(gè)等級(jí)。（如表1）

（1）記A=（αij）nxn，其中αij為因素Si與Sj的相對重要程度，n為一次比較的指標(biāo)個(gè)數(shù)，矩陣A的最大特征根對應(yīng)的特征權(quán)向量ωi=（ω1，ω2，…，ωn）T即為因素對上層因素的單層排序向量，運(yùn)用“方根法”求近似解：

其中，γ為加權(quán)系數(shù)，優(yōu)先保障類γ取1.1，嚴(yán)格控制類γ取0.8。

（二）求解實(shí)現(xiàn)

模型使用電子表單進(jìn)行模型測算，并為整個(gè)評(píng)價(jià)過程設(shè)計(jì)開發(fā)了自動(dòng)化測算表單，可在模型說明指導(dǎo)下自行完成量化評(píng)價(jià)模型的更新及修正，有效解決了同類評(píng)價(jià)優(yōu)選模型應(yīng)用困難、修改復(fù)雜的問題。

1、判斷矩陣的近似求解優(yōu)化

傳統(tǒng)的層次分析法應(yīng)用中，成對比較法構(gòu)建的判斷矩陣的排序向量求解需要使用MATLAB、SPSS等專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)編程計(jì)算，當(dāng)一致性判斷指標(biāo)不符要求或模型遞階層次指標(biāo)比較數(shù)據(jù)有變化時(shí)，還需重新進(jìn)行計(jì)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且操作要求高。

理論研究提供了近似求解計(jì)算方法[2，3]，對于指標(biāo)權(quán)重測算，實(shí)際驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，使用和法或根法計(jì)算3階矩陣的最大特征根向量時(shí)，偏差在2‰左右，符合權(quán)重測算應(yīng)用要求[4]。

其中，求解幾何平均值使用GEOMEAN函數(shù)，并使用IFERROR函數(shù)消除表格為空時(shí)的除0錯(cuò)誤；矩陣運(yùn)算使用MMULT函數(shù)，具體用法可參見軟件幫助。G2∶G5、H2∶H5、I1單元格使用數(shù)組公式，在選擇區(qū)域后使用Ctrl+Shift+Enter來完成確認(rèn)，EXCEL會(huì)根據(jù)區(qū)域進(jìn)行對應(yīng)計(jì)算。

2、判斷矩陣權(quán)向量自動(dòng)匯總

在單獨(dú)的Sheet頁中按維度與二級(jí)指標(biāo)的層級(jí)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備好權(quán)向量匯總表格，并設(shè)置公式引用各個(gè)判斷矩陣的權(quán)向量測算結(jié)果，如圖 3所示。依次設(shè)置將各個(gè)判斷矩陣的權(quán)向量匯總到同一表格中，維度權(quán)重與二級(jí)指標(biāo)權(quán)重的乘積即指標(biāo)的最終權(quán)重。

這里使用常用的 EXCEL軟件自帶的VBA編程，設(shè)計(jì)并編寫5個(gè)處理模塊，實(shí)現(xiàn)了層次分析法使用過程的自動(dòng)化輔助支撐，相關(guān)功能點(diǎn)如表2所示。

三、案例分析

下面結(jié)合某電網(wǎng)企業(yè)地市供電局的實(shí)際項(xiàng)目評(píng)價(jià)工作，闡述主網(wǎng)基建投資效益化量化評(píng)價(jià)模型的具體實(shí)施方式。

該地市供電局需要決策的主網(wǎng)基建類項(xiàng)目主要包括220kV、110kV電壓等級(jí)的輸變電工程及線路工程的新建項(xiàng)目和續(xù)建項(xiàng)目，主網(wǎng)基建項(xiàng)目金額大、數(shù)量少、工程影響范圍大，項(xiàng)目對電網(wǎng)的安全性要求較為突出，在安全風(fēng)險(xiǎn)和電網(wǎng)運(yùn)行方面的評(píng)價(jià)機(jī)制較為復(fù)雜。

因此不宜劃分過多細(xì)分類別，以免增加評(píng)價(jià)優(yōu)選復(fù)雜度，因此，將主網(wǎng)基建細(xì)分為輸變電工程和線路工程兩個(gè)子類。

該模型針對該地市局的主網(wǎng)基建業(yè)務(wù)特點(diǎn)與項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì)，根據(jù)項(xiàng)目管理需求和項(xiàng)目的投資目的，在借鑒行業(yè)先進(jìn)企業(yè)成熟的研究成果，參考上級(jí)單位歷年各專業(yè)投資計(jì)劃準(zhǔn)入指標(biāo)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合業(yè)務(wù)專家的意見，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)維度：電網(wǎng)安全、供電能力、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

針對各維度，通過調(diào)研訪談、數(shù)據(jù)分析等方法確定其主要影響因素，根據(jù)影響因素對投資效益的貢獻(xiàn)大小，選取與投資效益強(qiáng)相關(guān)的業(yè)務(wù)指標(biāo)，具體指標(biāo)信息如表3表4所示。

其中，電網(wǎng)安全支撐指標(biāo)反映電網(wǎng)企業(yè)主網(wǎng)基建項(xiàng)目投資的安全防控要求；供電能力支撐指標(biāo)預(yù)測現(xiàn)狀電網(wǎng)供電需求和電網(wǎng)建設(shè)投資效果；經(jīng)濟(jì)效益支撐指標(biāo)體現(xiàn)項(xiàng)目投資的財(cái)務(wù)收益；社會(huì)效益支撐指標(biāo)兼顧電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任。具體指標(biāo)的設(shè)計(jì)原由如表4所示。

以投資效益最優(yōu)總目標(biāo)的四個(gè)子維度為例，構(gòu)建判斷矩陣，并對每兩個(gè)元素對上層目標(biāo)的相對重要程度進(jìn)行比較，某專家評(píng)判結(jié)果如表5所示。

根據(jù)模型設(shè)計(jì)的矩陣近似求解方法，計(jì)算出該專家的給出的維度間相對重要度即權(quán)向量為Wi= {0.1089，0.1887，0.3512，0.3512}T，其一致性檢驗(yàn)指標(biāo)為0.0039，符合近似性要求。類似的，將多個(gè)專家的評(píng)判結(jié)果取平均值作為各維度最終的權(quán)重。

依次測算出各維度二級(jí)指標(biāo)對上層維度的相對重要權(quán)重，兩者相乘，即為二級(jí)指標(biāo)對投資效益最優(yōu)總目標(biāo)的相對重要權(quán)重，結(jié)果如表6所示。

針對具體的二級(jí)指標(biāo)，根據(jù)主網(wǎng)基建V項(xiàng)目的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，引入雙曲線函數(shù)變換對負(fù)載率和容載比進(jìn)行處理，使指標(biāo)輸入分值在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)評(píng)分值變化減弱、在規(guī)定范圍外時(shí)評(píng)分值變化增強(qiáng)，以“上年供電區(qū)域平均負(fù)載率”為例，根據(jù)公式（3），其標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間最大值Smax為50，區(qū)間半徑R為40，經(jīng)過定點(diǎn)值的擬合測算，得出具體變換函數(shù)為：

公式9：

以該供電局2015年投資計(jì)劃實(shí)際申報(bào)主網(wǎng)基建項(xiàng)目數(shù)據(jù)為例，分別輸入輸變電工程與線路工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過公式（4）至公式（7）的歸一化計(jì)算，模型得出的項(xiàng)目客觀量化評(píng)價(jià)結(jié)果如附圖2所示。

根據(jù)對項(xiàng)目設(shè)置的宏觀分層策略，根據(jù)2014年度頒布的投資策略，制定2015年度投資項(xiàng)目優(yōu)選決策宏觀分層標(biāo)準(zhǔn)如下：

1、必須解決（充分條件）。承接公司西電東送配套工程；解決一級(jí)以上電力事故風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)工程；解決主網(wǎng)結(jié)構(gòu)性限電或窩電相關(guān)工程；解決大用戶等重大基礎(chǔ)設(shè)施的配套送電工程。

2、優(yōu)先保障。上級(jí)公司策略性傾向的工程；保障電網(wǎng)安全運(yùn)行相關(guān)工程，例如解決一級(jí)電力事件風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)工程；省級(jí)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)配套供電工程；能提高應(yīng)對自然災(zāi)害能力相關(guān)工程；新建變電站配套出線以滿足周邊負(fù)荷發(fā)展需求的工程。

3、合理安排。解決完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相關(guān)工程；提升電能質(zhì)量相關(guān)工程；解決特殊保供電需要相關(guān)工程。

4、嚴(yán)格控制。市政建設(shè)配套遷改電網(wǎng)工程；其它供電局重點(diǎn)審查項(xiàng)目。

最后，使用公式（8）對模型的客觀量化評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，模型評(píng)價(jià)結(jié)果如表7、表 8所示：

根據(jù)上述項(xiàng)目方案相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)模型測算結(jié)果，輸變電工程項(xiàng)目方案建議排序?yàn)椤癆輸變電工程”、“B輸變電工程”、“C輸變電工程”、“D輸變電工程”和“E輸變電工程”；輸出的線路工程項(xiàng)目方案建議排序?yàn)椤癏線路工程”、“I線路工程”和“J線路工程”。

線路工程中，“H線路工程”項(xiàng)目為政府重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目，其優(yōu)先級(jí)應(yīng)較高，評(píng)分結(jié)果符合預(yù)期。

輸變電工程中，“E輸變電工程”項(xiàng)目為臨時(shí)緊急立項(xiàng)，其評(píng)分較低也在意料之中；其它項(xiàng)目的模型評(píng)分排序經(jīng)比對，與專家組的實(shí)際評(píng)審決策排序相符，說明該模型的排序結(jié)果基本符合專家決策預(yù)期，即模型量化評(píng)價(jià)結(jié)果通過驗(yàn)證。

四、結(jié)論

主網(wǎng)基建量化評(píng)價(jià)模型從電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)需求出發(fā)，綜合考慮電網(wǎng)安全、供電能力、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、社會(huì)效益等多個(gè)維度，使用層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)理論實(shí)現(xiàn)量化測算，使用業(yè)務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為測算基礎(chǔ)。

使用投資項(xiàng)目供電區(qū)域及項(xiàng)目本身的風(fēng)險(xiǎn)解決情況、負(fù)載率和容載比等客觀業(yè)務(wù)指標(biāo)，契合業(yè)務(wù)決策要求。

直接使用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)歸一化，項(xiàng)目評(píng)分客觀且區(qū)分度高，有效減少了評(píng)價(jià)者主觀判斷的干擾。

引入宏觀調(diào)整機(jī)制，隔離年度投資策略等外界因素，模型客觀且穩(wěn)定，避免了同類評(píng)價(jià)優(yōu)選模型需要頻繁測算權(quán)重的問題。

使用EXCEL設(shè)計(jì)應(yīng)用表單，固化測算過程，進(jìn)一步減少人為干預(yù)。

該主網(wǎng)基建量化評(píng)價(jià)模型的投資效益評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)、客觀，可顯著提高決策效率，并縮減研究成果應(yīng)用及維護(hù)的持續(xù)性投資。

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（梁儉，1971年生，廣東清遠(yuǎn)人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局高級(jí)工程師。研究方向：電網(wǎng)規(guī)劃及投資管理）