綠色農(nóng)房評價指標權(quán)重的最小二乘法優(yōu)化決策模型

孫曉璇 孟丹 劉妍

摘 要：隨著環(huán)境問題、城鄉(xiāng)一體化被關注，綠色建筑開始逐漸由城市向農(nóng)村發(fā)展。構(gòu)建與其相適應的綠色農(nóng)房建造標準評價體系，為綠色農(nóng)房推廣提供理論依據(jù)依據(jù)顯得尤為重要。本文綜合考慮多重影響因素，完善現(xiàn)有綠色建筑評價指標體系，構(gòu)建適用于綠色農(nóng)房建造標準評價的指標系統(tǒng);在不同性質(zhì)評價指標預處理的基礎上，以5級標度法和熵值法分別輸出評價指標的主觀和客觀權(quán)重，最終采用最小二乘法進行優(yōu)化決策的綜合集成賦權(quán)模型，為綠色農(nóng)房建造標準評價指標提供科學、合理的權(quán)重系數(shù)取值方法。

關鍵詞：綠色農(nóng)房;評價指標;權(quán)重系數(shù);綜合集成賦權(quán)法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.175

0 引言

將綠色建筑技術應用于美麗鄉(xiāng)村建設的綠色農(nóng)房近幾年才開始推廣，相關標準規(guī)范還不夠完善，建造標準評價方法的研究還處于起步階段[1-4]。既有綠色建筑評價體系更注重于節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境改善，忽略了經(jīng)濟等其他因素的影響[5-7]。針對農(nóng)村經(jīng)濟實力相對較弱、更加注重房屋適用性的特點，本文綜合考慮多重影響因素，完善現(xiàn)有綠色建筑建造標準評價指標體系，并給出評價指標權(quán)重的科學、合理的確定方法，為綠色建筑技術應用于鄉(xiāng)村振興，特別是綠色農(nóng)房的建設提供相關的理論支持。

1 建造標準評價指標體系

1.1 評價指標確定

綠色農(nóng)房是近幾年新興起來的一種特殊的綠色建筑，它可以有效地解決傳統(tǒng)農(nóng)房建造資源浪費、使用能耗過大等問題，實現(xiàn)節(jié)能減廢、環(huán)保美觀以及與周邊環(huán)境和諧統(tǒng)一的目的[8]。

以符合我國農(nóng)村發(fā)展基本原則為前提，以科學性、統(tǒng)一性、前瞻性、可持續(xù)性為立足點，以經(jīng)濟性、技術性和社會性三者的和諧統(tǒng)一為目標，最終將評價指標確定為三大類，分別是技術性指標A、社會性指標B、經(jīng)濟性指標C[9]。與之相對應的二級指標分別為：節(jié)地與室外環(huán)境A1、節(jié)能與能源環(huán)境利用A2、節(jié)水與水資源利用A3、節(jié)材與材料資源利用A4、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量A5;周邊配套指標B1、地域性指標B2、綠色農(nóng)房管理指標B3、綠色農(nóng)房運營指標B4;全壽命周期指標C1、盈利能力指標C2、效益比率指標C3。

為了使所構(gòu)建的評價指標體系更加完整、具體，結(jié)合國內(nèi)外已有資料以及我國農(nóng)村的發(fā)展現(xiàn)狀，又將二級指標細分為與之相關的三級指標，技術性評價指標的具體分級如圖1所示。

另外，將社會性指標分至三級具體如下：①周邊配套指標B1：基礎設施完善度B11、交通便捷度B12;②地域性指標B2：繼承歷史B21、地域互適性B22;③綠色農(nóng)房管理指標B3：環(huán)境監(jiān)控制度B31、垃圾管理制度B32、政府支持力度B33;④綠色農(nóng)房運營指標B4：村民住房情況B41、村民環(huán)保意識B42、現(xiàn)代化設施B43。

經(jīng)濟性指標分至三級具體如下：①全壽命周期指標C1：一次性造價C11、農(nóng)房生命期運行及維護費用C12;②盈利能力指標C2：內(nèi)部收益率C21、投資回收期C22、凈現(xiàn)值C23;③效益比率指標C3：居民滿意度C31、已占用資本回報率C32、凈資產(chǎn)收益率C33。

1.2 評價指標的預處理

由于各個指標的屬性及量綱等存在差異，為了使各指標在計算過程中具有可比性，最大程度的反映出各指標內(nèi)涵之間的聯(lián)系，將對指標進行預處理（一致化和無量綱化等方式），為后續(xù)指標權(quán)重的確定提供數(shù)據(jù)基礎，得到指標權(quán)重的準確結(jié)果[10]。例如，通過專家對問卷打分建立指標權(quán)重決策矩陣D：

其中，（）表示調(diào)查問卷中第個樣本對第個指標的評價結(jié)果。為了有效的消除各項指標因性質(zhì)不同所導致的不可比性，需對決策矩陣進行預處理。以經(jīng)濟性指標中的二級指標“盈利能力指標C2”為例，其包含的3個三級指標具有“效益型”和“成本型”兩種不同性質(zhì)，可通過下述方法進行標準化處理：成本型指標——、效益型指標——;其余的評價指標則根據(jù)其不同的特點采用不同的預處理方式，即可得評價指標體系的標準化矩陣S。

1.3 評價指標權(quán)重確定方法

綜合比較指標權(quán)重的確定方法，此處選用綜合集成賦權(quán)法來確定指標的權(quán)重系數(shù)，該方法包括5級標度法輸出主觀權(quán)重、熵值法輸出客觀權(quán)重和最小二乘法構(gòu)建權(quán)重優(yōu)化決策模型[9-10]。

1.3.1 主觀權(quán)重確定

本文確定指標主觀權(quán)重的5級標度法如表1所示。

1.3.2 客觀權(quán)重確定

為了使用熵值法輸出評價指標的客觀權(quán)重，首先基于標準化矩陣進行假設：

1.3.3 優(yōu)化決策

2 工程實例分析

對青島市即墨區(qū)移風店鎮(zhèn)上泊村在建的首批綠色農(nóng)房進行了實地調(diào)研（圖2），將前述評價指標體系和權(quán)重確定方法運用于該綠色農(nóng)房中。此處以綠色農(nóng)房的“盈利能力指標C2”評價為例進行詳細說明。假設本次調(diào)查所用的調(diào)查問卷共有4份，分別為5年、10年、15年、20年的計算期下的情況，（i=1，2，3，4）為專家打分的問卷，樣本集合為X={x1，x2，x3，x4};每個調(diào)查問卷包括3個需要決策的指標：內(nèi)部收益率C21、投資回收期C22、凈現(xiàn)值C23，計為Y={y1，y2，y3}，（j=1，2，3）表示評價指標。那么，建立關于評價指標的原始權(quán)重矩陣如式（11）所示，其中（i=1，2，3，4;j=1，2，3）表示在問卷中專家對于指標的打分結(jié)果。

將整個計算過程，尤其是最小二乘法的決策模型的優(yōu)化算法，運用Matlab軟件統(tǒng)一編寫成計算程序，實現(xiàn)了整體評價指標體系的權(quán)重輸出。確立出一級指標的最優(yōu)權(quán)重如表2所示;全部二級指標和三級指標的最優(yōu)權(quán)重詳見表3。

3 結(jié)論

本文依據(jù)國內(nèi)外有關綠色建筑建造規(guī)范、標準，優(yōu)化選取評價指標，建立適用于綠色農(nóng)房建造標準評價的指標系統(tǒng)，并通過綜合集成賦權(quán)法優(yōu)化指標權(quán)重系數(shù)，使之更符合我國農(nóng)村建設發(fā)展的需要，同時也補充完善了綠色建筑設計建造相關理論、技術。通過研究初步得出以下結(jié)論：

（1）綠色農(nóng)房建造標準評價需要綜合考慮經(jīng)濟性、技術性和社會性，建立更全面的評價指標體系;

（2）評價指標的多樣性導致其屬性存在較大差異，需采用合理的方式對評價指標進行預處理，對其真實內(nèi)涵進行綜合評價;

（3）以5級標度法和熵值法分別輸出評價指標的主觀和客觀權(quán)重，最終采用最小二乘法進行優(yōu)化決策的綜合集成賦權(quán)模型，為綠色農(nóng)房建造標準評價指標提供科學、合理的權(quán)重系數(shù)取值方法。

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