楊志宋

【摘 要】集對分析法經(jīng)過不斷的嘗試運(yùn)用，在水文水資源領(lǐng)域獲得了非常廣泛的運(yùn)用。作為一項理論，集對分析以解決不確定性問題為主，其中不確定性與內(nèi)定性緊密相關(guān)，形成相輔相成的關(guān)聯(lián)，并處于某種條件之下可以實現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化效果。論文通過概述集對分析法，分析了集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究進(jìn)展，并對其應(yīng)用及展望予以論述。此研究以探究集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究及展望為目的，從而提升我國水文水資源的研究能力。

【Abstract】The set pair analysis method has been widely used in the field of hydrological water resources through continuous trial and application. As a theory， set pair analysis is the main way to solve the problem of uncertainty. Uncertainty is closely related to indeterminacy， complementary to each other， and can be converted to each other under some conditions. In this paper， the method of set pair analysis is summarized， and the research progress on the application of set pair analysis in hydrological water resources is analyzed， and its application and prospect are discussed. The purpose of this study is to explore the application of set pair analysis in hydrological water resources and to improve the research capacity of hydrology and water resources in China.

【關(guān)鍵詞】集對分析；水文水資源；層次分析法

【Keywords】 set pair analysis； hydrological water resources； analytic hierarchy process

【中圖分類號】P333 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0129-02

1 引言

集對分析作為一種新型評價方法，英文縮寫為SPA，相較于傳統(tǒng)評價方式更具優(yōu)勢，對信息的明確性與不明確、模糊以及隨機(jī)等相關(guān)不確定因素致使的綜合類型的不確定性問題能夠科學(xué)處理，效率較高。從當(dāng)前的應(yīng)用范圍來看，無論是體育、農(nóng)業(yè)研究、自然環(huán)境質(zhì)量、地下水資源環(huán)境評定等領(lǐng)域工作，還是信息整合處理、工程技術(shù)運(yùn)用以及智能管控等行業(yè)的任務(wù)工作，都會運(yùn)用到集對分析的方法，因此，深入探究集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究及展望具有重要的意義。

2 集對分析法概述

早在1989年，國內(nèi)著名學(xué)者趙克勤首次提出了集對分析法，主要針對于不確定性問題的解決方案分析。關(guān)于集對分析法，旨在將那些客觀存在的各類不確定性進(jìn)行認(rèn)證，將所分析的客觀事物當(dāng)中存在的確定性關(guān)聯(lián)和不確定性關(guān)聯(lián)看作一個不確定性的系統(tǒng)，以便實施同、異、反系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析與判別，并將集合關(guān)聯(lián)劃分成同、異及反。具體而言，采用聯(lián)系度表示同、異、反集合的關(guān)聯(lián)情況。通過將集對分析和數(shù)學(xué)處理法緊密結(jié)合，形成了一種針對較復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性問題的解決方法，例如：常見的聯(lián)系數(shù)與同、異、反系統(tǒng)的計算法等。對于集對分析法的優(yōu)勢來說，可以對中介不確定度、隸屬度、概率等實施統(tǒng)一與定性和定量結(jié)合的研究方法，以宏觀與微觀兩個不同的角度，對確定性和不確定性間的關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)化情況加以分析，確保實際結(jié)果和研究結(jié)論相符[1]。

3 集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究進(jìn)展

第一，關(guān)于地下水水質(zhì)評價的研究，學(xué)者劉慧等根據(jù)集對分析理論，說明了針對地下水質(zhì)量評價的新方式，有利于提升地下水環(huán)境評價效率。鑒于地下水質(zhì)量存在一定動態(tài)變化，運(yùn)用集對分析法時，需確保聯(lián)系度公式中的 i、j 賦值各異，形成深層次探究。作為一項技術(shù)方法，可以實現(xiàn)一定的決策功能。所以發(fā)揮出良好的指導(dǎo)功效，作用明顯。第二，關(guān)于水資源的綜合評價研究。學(xué)者郭文獻(xiàn)等在研究中針對區(qū)域雨水資源的有效利用實施了綜合評價，根據(jù)集對分析理論，構(gòu)建相關(guān)評價模型[2]。從有關(guān)案例中可知，此方法簡單易用，實際評價結(jié)果準(zhǔn)確。學(xué)者周祖光等在研究中采用集對分析法，以海南水資源的開發(fā)作為分析對象予以分析，最終獲知海南水資源的開發(fā)利用程度為Ⅰ級，擁有很大的開發(fā)潛能。從當(dāng)前的情況而言，無需制定相應(yīng)的節(jié)水對策，即可以有效利用水資源。第三，針對污水處理評價研究中，學(xué)者王國平在研究中運(yùn)用到集對分析法，構(gòu)建污水處理廠評價的定量模型，其中將自然環(huán)境以及其他相關(guān)因素均予以參考，結(jié)合加權(quán)同一度，完成不同廠效益的優(yōu)劣排名，通過實際案例，表明此方法便于計算且實用性較強(qiáng)的優(yōu)勢特征，具有一定的可行性。

4 集對分析法在水文水資源中的應(yīng)用及展望

4.1 集對分析法和層次分析法融合運(yùn)用

鑒于以往采用的安全評價法無法兼顧信息確定性與未確定性的情況，為了增強(qiáng)較為大型復(fù)雜工程的安全評價準(zhǔn)確率，有效利用集對分析法顯得十分必要。學(xué)者鄭賢斌等人在其研究中指出，基于集對分析理論下，構(gòu)建同、異、反系統(tǒng)的安全評價模型非常關(guān)鍵，并引入層次分析法，使兩種方法得以融合，將指標(biāo)權(quán)重加以明確，系統(tǒng)分析評價中獲取的聯(lián)系度的不確定性情況，深入探究工程項目系統(tǒng)當(dāng)中的信息確定性與不確定性的同、異、反系統(tǒng)的情況。將管控油庫的安全作為分析對象，確定具體的模型實施流程，通過準(zhǔn)確地計算可知，此模型表現(xiàn)出同、異、反系統(tǒng)中的辨證意識，使最終的評價結(jié)果更準(zhǔn)確。簡單易用的特征，使模型發(fā)揮出一定的作用[3]。在集對分析法和層次分析法的融合運(yùn)用中，先利用層次分析法對相關(guān)的評價指標(biāo)權(quán)重予以明確，然后采用集值統(tǒng)計計算法，使單指標(biāo)的評價數(shù)值得以明確，根據(jù)集對分析理論，將既定的最佳方案和有待評價的方案形成對比，最終獲得最優(yōu)化的方案。

4.2 模糊集對分析法的運(yùn)用

所謂模糊集對分析法，指的是將集對分析理論作為理論依據(jù)，把確定性和不確定性當(dāng)作一個系統(tǒng)來看，科學(xué)處理信息相對性與模糊性的問題，從而幫助系統(tǒng)工程項目完成相應(yīng)的決策任務(wù)，屬于綜合評價法，目前已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到多個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。學(xué)者王洪光等人在其研究中針對多目標(biāo)決策的情況，采用模糊集對分析法，并根據(jù)脫硫除塵器的具體作用予以選擇和評價，完成了綜合評價的順序排列，系統(tǒng)分析了處于不確定性情況之下的排序穩(wěn)定性情況，以具體的實際案例評價情況可知，模糊集對分析法擁有簡單易用、高效準(zhǔn)確的優(yōu)勢，客觀性較強(qiáng)，評價分析工作比較到位，確保了評價結(jié)果的高準(zhǔn)確度[4]。

4.3 集對分析和粗糙集融合方式的運(yùn)用

在集對分析和粗糙集融合方式的運(yùn)用過程中，也有很多學(xué)者展開了相關(guān)的研究工作。其中學(xué)者張春英等人在其研究中，根據(jù)集對分析法的相關(guān)理論，對于集對和粗集之間的相似點加以深入分析和比較，使二者的相關(guān)理論進(jìn)行互相融通與嫁接，最終達(dá)到有效的融合應(yīng)用方法，通過采用粗集當(dāng)中的上下近似集完成集對當(dāng)中的同、異、反聯(lián)系度的闡釋。運(yùn)用此種分析方法，可以將二者自身的優(yōu)勢特點融合到一起，從而在后續(xù)的明確不確定系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)開發(fā)和分析以及新理論的發(fā)覺等工作中起到了良好的作用效果，奠定了深厚的理論依據(jù)基礎(chǔ)。

4.4 集對分析方法的應(yīng)用展望

從相關(guān)的研究分析中可知，集對分析法已經(jīng)獲得了十分廣泛的應(yīng)用，在各行各業(yè)當(dāng)中均可以有所應(yīng)用，并且和不同類方法實施融合之后，獲取到的具體結(jié)果幾乎相同。集對分析方法進(jìn)行實踐應(yīng)用的過程當(dāng)中擁有眾多的優(yōu)勢特征，不但簡單易用、直觀形象，而且并于理解，準(zhǔn)確度較高，由此不難看出，集對分析方法具有良好的發(fā)展前景[5]。針對集對分析方法的應(yīng)用研究會進(jìn)一步增多，相關(guān)的問題涉及會更加豐富，例如：針對表征相異度系數(shù) i的取值分析所采用的方法會得到更為深入的探討；實施綜合評價的過程當(dāng)中，關(guān)于集對分析法對指標(biāo)權(quán)重的明確，也會進(jìn)一步深入加以研究。相較于隨機(jī)分析法、模糊分析法，該方法針對不確定問題的解決擁有一定的特殊性，使在水文水資源中的運(yùn)用潛力更大。

5 結(jié)論

從此次論文的闡述和分析中可知，深入探討集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究及展望非常重要，有利于增強(qiáng)集對分析在水文水資源中的應(yīng)用效果。本文通過概述集對分析法，分析了集對分析在水文水資源中的應(yīng)用研究進(jìn)展，并對其應(yīng)用及展望予以論述：集對分析法和層次分析法融合運(yùn)用、模糊集對分析法的運(yùn)用、集對分析和粗糙集融合方式的運(yùn)用、集對分析方法的應(yīng)用展望。望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果，能夠獲得相關(guān)人員的重視，并從中得到一定幫助，增強(qiáng)我國水文水資源的應(yīng)用研究深度。

【參考文獻(xiàn)】

【1】萬星，王文圣，丁晶.集對分析在水文水資源中的應(yīng)用[J].水利水電科技進(jìn)展，2016，22（04）：9-11.

【2】王文圣，李躍清.水文水資源集對分析[J].南水北調(diào)與水利科技，2015，9（02）：27-32.

【3】邱勇.探討集對分析在水文水資源中的運(yùn)用問題[J].科技展望，2015，21（06）：139.

【4】李飛.水文水資源中的集對分析方法研究[J].黑龍江水利科技，2015，40（07）：6-7.

【5】金菊良，沈時興，潘爭偉，等.水資源集對分析理論與應(yīng)用研究進(jìn)展[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，38（04）：54-66.