AHP在煤炭行业决策中的应用研究综述，本文主要内容关键词为：煤炭行业论文,AHP论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、AHP：规划与决策的有效方法
层次分析法（AHP）是70年代由美国著名数学家匹兹堡大学T.L.Saaty教授提出的一种系统分析方法[1]，这一方法特别适用于那些难以定量分析的复杂问题，它将决策者对复杂对象的决策思维过程数学化、模型化。由于AHP可以对复杂问题分层， 从而使得人们可以在比原问题简单得多的层次上通过双因素比较逐步进行分析，它可将人们的主观判断用数量形式表达和处理并能提示人们对某类问题的前后判断是否有矛盾，便于及时修正，是一种能整理和综合人们的主观判断，结合定性和定量分析的新决策方法。在国外，AHP已成功应用于决策、预测、 计划、资源分配、博奕等经济、管理、技术问题。从1982年以后，国内各行业不少单位都开展了AHP 的应用研究工作，取得令人可喜的成绩。 AHP在煤炭行业的应用也有长足发展，而且方兴未艾，主要成果涉及到煤炭系统各个层次的规划、决策问题。应用层次分析法分析问题时，有以下几个步骤：
（一）建立递阶层次结构模型。在这个结构模型下，复杂问题被分解为人们称之为元素的组成部分。这些元素又按其属性分成若干组，形成不同层次。同一层次的元素作为准则对下层次的某些元素起支配作用，同时，它又受上一层次元素的支配。这些层次大体上可以分为三类：处于最上层的目标层，这一层中只有一个元素，它是分析问题的预定目标；中间层为准则层，它包括了为实现目标所涉及的中间环节；最低层为方案层，表示为实现目标可供选择的各种措施、方案等。
（二）构造判断矩阵B＝b[,ij]。其中b[,ij]表示某层次元素中第i个元素与第j 个元素相比较所得的关于上一层次某元素相对重要程度的两两比较值，根据判断矩阵中两两比较的特点，该矩阵为一正互反矩阵，即满足b[,ij]＞0，b[,ij]＝1，b[,ij]＝1/b[,ji]的条件。判别矩阵中的元素b[,ij]是由1—9比例标度来确定，具体数值由下表确定。
i与j相比 极重要很重要重要
略重要 相等 略不重要
b[,ij]的值 9 7
53 1 1/3
i与j相比不重要很不重要极不重要
b[,ij]的值1/51/7 1/9
b[,ij]＝2，4，6，8为上述相邻判断的中间值
（三）计算权重系数。由BW＝λW， 求判断矩阵的最大特征根及其所对应的特征向量，该特征向量经归一化处理并且经过一致性检验，即为权重向量。权重向量的分量表明被比较元素相对于上一层某元素的重要程度，即权重系数。最后通过计算最下层元素相对于最上层元素的组合权重，得到方案或措施相对于目标重要程度的排序值。
（四）检验。通过以上设立判断矩阵B 及求解权重向量的过程可以看出，权重分配向量主要取决于人们对于i相对于j的重要程度的判断，显然带有一定程度的主观色彩，这种判断是否近似地反映了客观实际，在此AHP设计一种检验方法，对判断矩阵B进行一致性检验，使用公式：CR＝CI/RI。其中，CR为判断矩阵B的随机一致性比率；CI为B的一致性指标，它由算式给出：CI＝1/(n-1)(λmax-n)，λmax表示B的最大特征根，RI 为判断矩阵的平均随机一致性指标，对于1—9阶的判断矩阵，RI值列于表。
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI
0.00
0.00
0.58
0.90
1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
当CR＜0.10时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权数分配是合理的；否则，就需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。
二、AHP在煤炭行业的实践：方兴未艾
文献[2]介绍了国内率先运用AHP解决煤炭基地规划决策的一个杰出范例。由西安交大系统工程研究所与山西省有关部门合作，从系统工程的角度出发，成功地运用AHP 为决策者提供在建设山西煤炭基地时首先制定和采用哪些方针措施来克服制约因素的决策依据。所建模型包括总目标、战略目标、发展战略、制约因素、方案措施等层次，文中得出了采用国内集资、政策上给地方资金以扶持、解决好煤炭和物资的外运以及水资源的开源节流以保证战略目标顺利实现的基本结论。作者还应用AHP对三处矿（统配矿、地方矿、社队矿）的合理发展比例作了探讨，对2000年三个煤炭生产规模方案分别进行了计算，得出了三组相应的三种矿合理发展的比例，对晋煤今后发展有重要参考价值[3]。
文献[4]介绍了用AHP解决矿区规划的问题。由中国矿业大学采矿系与平顶山矿务局有关单位，根据平顶山矿区现有生产矿井的实际情况，考虑矿区的长远发展，在以产量或经济效益为主要目标的情况下，分析了五个方案，得出了如果以保证矿区具有较大的产量为主应采取的相应方案和如果以经济效益为主应采取的相应方案及兼顾两方面应采取的相应方案。这些主要结论对矿区长远发展意义重大。
文献[5]探讨了AHP在矿井综合开发中的应用，经过系统分析，把矿井综合开发问题归结为有限资金的合理使用，并通过投资、矿井收益、职工就业、改善职工福利待遇等四个准则，对矿井开发的七种策略进行了研究，得出了它们对总目标的优先权，为矿井开发的合理决策、提高资金的利用效益提供了充分的依据。
文献[6]进行了运用AHP选择矿井开发方案的研究，模型由目标层、准则层、子准则层和方案层四层因素构成，在综合权衡投资、建设工期、年产量、生产费用等目标前提下，得出了矿井开发中的四种提升方案（立井罐笼提升、立井箕斗提升、斜井串车提升、斜井皮带提升）的优先权。
文献[7]为了对提出的三种开采方案进行优选， 建立了包括通风系统可靠性、产量递增可靠性、为保证工作面接替所需开拓工程、利润递增可靠性、运输系统可靠性在内的准则层，定量计算得出了最优方案，并对最优方案进行了详细的技术经济论证。
文献[8]运用AHP对煤矿技改方案进行了研究，作者通过吨煤费用、万吨掘进率、吨煤技改投资、改造工期等准则对具有串并联混合结构的方案体系进行了评估，得出了优化方案。
文献[9]应用AHP构造了影响企业素质的4个方面包括40 个因素的层次分析结构，并可根据具体企业进行影响因素的权重排序，能找出薄弱环节，对优化企业整体素质、增强企业竞争能力和自我发展能力具有一定意义。
AHP在煤炭系统其它方面也得到有效应用[10]—[15]， 如矿井生产发展规划、采矿方法综合评价、防止矿井煤尘爆炸方案设计、煤矿安全管理、立井施工作业方式优选、新建矿井投资效益比较、节能政策研究、矿区分类研究、原煤单位成本的分解、干部选拔等。由此可看出AHP在煤炭行业的应用前景十分广阔。
从应用的情况进行分析，AHP主要有以下一些特点：
1.AHP思路清晰，计算简单，可用于多目标、多准则、多方案、 多时期的决策问题；
2.所需信息量较少，但要求分析者对问题的本质、结构、包含的因素及其内在关系分析清楚；
3.决策者可直接参与决策分析过程，而且判断矩阵标度设定便于决策者使用，克服了复杂问题的综合判断时人类大脑功能受限制、决策者难以介入决策分析过程的弊端；
4.分析者通过判断矩阵将决策者对简单问题的判断决策引导出来，再通过对权重的综合进而得出对于复杂问题的符合决策者思想的决策，AHP较好地起到了辅助决策的作用；
5.一般用于战略决策，特别适用于解决非结构或半结构化问题的决策，如地区性的煤炭开发战略研究、矿区发展规划的研究；
6.适用于煤炭行业各个层面的规划、决策、评价问题，大到国家、地区，小到企业及具体事务，AHP均可得到有效利用。
三、有效应用AHP：几个问题的探讨
目前，有关AHP的研究与应用异常活跃，然而AHP仍处在不断完善之中，这里结合煤炭行业一些学者的成果，着重讨论如何提高AHP 应用的有效性的几个问题。
（一）发挥群体优势的问题
AHP本身并不能提出目标、准则、措施、方案， 而只是提供了一种问题结构化与定量分析的方法，目标探求、准则研究、约束条件的识别，方案措施的探讨均依赖于决策分析人员对问题的认识和自身具备的知识水准，AHP所要解决的问题大多具有多学科、多领域、 多性质的综合问题，如能源基地发展战略研究，这样的问题绝非一人之力所能胜任。因此，为了提高解决问题的质量，就吸收管理、技术及其它相关专业人员共同参加研究和建模、判断、发挥集体优势，形成良好的“群体效应”。
（二）提高决策满意度的问题
从应用情况看，一些人过分相信判断矩阵的结论而忽视对问题本身的认识，这实际上是“舍本逐末”。充其量，判断矩阵是人为主观判断的结果，判断矩阵通过一致性检验，并不能说明判断结论的可信，而只能说明判断本身前后相容性好，要提高结论的可信度，应考虑对多个专家的判断结论根据专家的影响度进行加权处理，从而把个人主观判断造成的偏差限制在尽可能小的范围内，文献[16]探讨的一种处理方法有一定意义。
而文献[17]首次运用完全信息和不完全信息下群体AHP 决策理论对平顶山矿区规划方案及煤矿技改方案的确定进行了研究，为群体决策提供了一种新方法。
（三）人的判断的模糊性问题
随着AHP在煤炭行业各个层面、各个领域的应用，问题的复杂性、 不确定性以及人的判断的模糊性的矛盾也变得越来越大。为了把事物以及人的判断的模糊性在具体问题的研究过程中体现出来， 应考虑对AHP进行修正。如文献[18]提出采用集值统计的方法进行AHP 模糊判断矩阵的建立以及排序的方法值得借鉴。
（四）决策的灵敏度分析问题
决策灵敏度分析是提高决策可靠性的重要步骤，在运用AHP 进行决策分析时也应通过因素变动的分析作出在不同条件下的决策结果，以便于领导选择。文献[4]是这方面的一个例子， 文中分析了以产量为最大权和以经济效益为最大权两种情况下方案的选择结果，从而为决策者从多视角考虑问题提供了可能。
（五）与其它方法相结合的问题
AHP所要求的定量信息较少， 层次结构尤其判断矩阵构成的主观随意性较大，如将AHP与其它定量方法结合起来使用，则效果更好。 如对于非结构化和半结构化决策问题，可与Delphi法、模糊综合评判法等结合起来，以提高决策的科学性与有效性。当前，与AHP 互补的可能方面还有运筹学、DEA、DSS、信息论、行为科学等，这都有待于深入研究。
文献[10]探讨了一种AHP与Delphi 法相结合研究矿区长远规划的方法。
文献[19]将灰色系统理论与动态AHP相嫁接， 对矿区的投资决策问题进行了探索。
用AHP研究煤炭行业的经济、 管理问题与用其它工程方法处理经济、管理问题一样，还有许多障碍，这些困难倒不是来自理论本身，而是人们头脑中存在的旧的思想观点和“惯性”的思考问题的方法。为了推广这种新的决策方法，需要有关人员在具体实践中付出更多的努力，相信AHP在煤炭行业会受到越来越多有识之士的重视， 发挥越来越重要的作用。
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