一種基于dea-ahp的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于糧食儲(chǔ)藏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于DEA-AHP的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng) 價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在國家政策大力扶持之下，我國糧食生產(chǎn)連續(xù)8年豐產(chǎn)，但是在需求量也不斷增 長的同時(shí)，供求形勢(shì)依舊偏緊。正是在這種供求形勢(shì)難以改變的情形下，更加突出了糧食儲(chǔ) 藏工作的重要性。在1996年第二次世界糧食首腦會(huì)議提出的"糧食安全"內(nèi)涵要求下，保 證糧食的儲(chǔ)備水平，從每年糧食霉變及蟲害等損失（損失約為糧食產(chǎn)量的8%)入手，要盡 可能地減少損耗，在質(zhì)量上保證糧食的營養(yǎng)和健康，做好糧食儲(chǔ)藏工作。這些都是對(duì)于糧食 儲(chǔ)藏技術(shù)工作的新要求、新挑戰(zhàn)，也是歷史賦予的神圣使命。
[0003] 我國糧食儲(chǔ)藏發(fā)展的方向，主要是通過傳統(tǒng)糧食儲(chǔ)藏技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)藏技 術(shù)的"綠色、生態(tài)、和諧"，最終實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)藏"高質(zhì)量、高營養(yǎng)、高效益"和"低損耗、低污染、 低成本"的目標(biāo)。以生態(tài)儲(chǔ)糧這一重要理論為指導(dǎo)，因地制宜建立我國特色的、不同儲(chǔ)糧生 態(tài)區(qū)、最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)體系，從最大限度上來利用各種生態(tài)環(huán)境的自然 資源條件，以達(dá)到安全儲(chǔ)糧的最終目的。因此，糧食儲(chǔ)藏的綠色度已成為衡量我國糧食儲(chǔ)藏 技術(shù)先進(jìn)程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
[0004] 目前我國尚未形成系統(tǒng)的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng)價(jià)系統(tǒng)，如GB/T29890-2013中只對(duì) 糧庫的倉儲(chǔ)設(shè)施與設(shè)備、有害生物控制等方面提出一些基本要求；論文"我國糧食儲(chǔ)藏的 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)"（楊廣靖，任云虹，賈金元，等.我國糧食儲(chǔ)藏的現(xiàn)狀及發(fā)展趨，糧食 加工，2012, 37(1) :60-63.)闡述了我國糧食儲(chǔ)藏的現(xiàn)狀、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、發(fā)展趨勢(shì)等方面， 但未對(duì)其評(píng)價(jià)體系進(jìn)行介紹；論文"糧食安全儲(chǔ)藏技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系"（陶誠，吳峽，徐鴻 生，等.糧食安全儲(chǔ)藏技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系.糧食儲(chǔ)藏，2004, 32 (5) : 15-21.)綜合分析了 全國各儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)域不同的倉儲(chǔ)設(shè)施配置、糧食品質(zhì)和糧堆生態(tài)情況對(duì)糧食安全狀況的影 響，但其采用專家經(jīng)驗(yàn)判斷的主觀評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)結(jié)果容易受專家的經(jīng)驗(yàn)、水平和人為主觀因 素的影響，評(píng)價(jià)不夠客觀和準(zhǔn)確，而且評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)置較為單一，缺乏均衡性，不夠科學(xué)，因此 急需找到一種將主觀客觀相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。
[0005] 層次分析法（Analytic hierarchy process, ΑΗΡ)是由美國著名的運(yùn)籌學(xué)家SAATY 教授于20世紀(jì)70年代中期提出的一種定性和定量相結(jié)合、系統(tǒng)化的、層次化的分析方法。 但是傳統(tǒng)的層次分析法雖然能充分利用專家的主觀意見，但其過分依賴主觀判斷，其標(biāo)度 方法為確定性方法，因此具有明顯的不足。
[0006] 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA)是以"相對(duì)效率"概念為基礎(chǔ)，根據(jù)多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出 對(duì)相同類型的單位（部門）進(jìn)行相對(duì)有效性或效益評(píng)價(jià)的一種系統(tǒng)分析方法。通常是對(duì)一 組給定的決策單元（DMU)，通過輸入和輸出數(shù)據(jù)的綜合分析，DEA可以得出每個(gè)DMU綜合效 率的數(shù)量指標(biāo)。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果不受人為因素影響，但不能反映決策者的偏好。
[0007] 綜上所述，糧食儲(chǔ)藏綠色度是糧食儲(chǔ)藏的綠色化程度，而糧食儲(chǔ)藏的綠色化是指 在糧食儲(chǔ)藏過程中抑制真菌、蟲害、濕度等對(duì)糧食的危害，使糧食儲(chǔ)藏先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備得到 充分的應(yīng)用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。糧庫的干燥技術(shù)、氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)、 機(jī)械通風(fēng)裝置、糧庫布局、糧情檢測(cè)技術(shù)等都對(duì)糧庫的綠色度具有較大的影響，在多種條件 決定的情況下使用單一評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)糧食儲(chǔ)藏的綠色度可靠性較低。目前我國尚未形成系 統(tǒng)的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng)價(jià)系統(tǒng)，利用層次分析結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng)價(jià)方法更 是沒有。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服糧食儲(chǔ)藏綠色度綠色度評(píng)價(jià)度方法的不足，發(fā)明了一種基 于DEA-AHP的糧食儲(chǔ)藏綠色度評(píng)價(jià)方法，提出了 13個(gè)具有代表性的指標(biāo)，并通過AHP結(jié)合 DEA評(píng)價(jià)了 13個(gè)指標(biāo)的單個(gè)因素綠色度表現(xiàn)，并且克服單一層次分析法主觀性強(qiáng)的不足， 并且可以把多個(gè)糧食儲(chǔ)藏的方案放在一起進(jìn)行討論和計(jì)算，該方法不僅能夠反映決策者的 偏好，而且可以客觀量化的評(píng)價(jià)備選方案，是一種來客觀、科學(xué)、可量化的糧食儲(chǔ)藏綠色度 評(píng)價(jià)方法。
[0009] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用幾下技術(shù)方案，包括以下步驟：
[0010] S1、首先根據(jù)我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)正在由傳統(tǒng)儲(chǔ)糧技術(shù)向綠色儲(chǔ)糧技術(shù)發(fā)展，由粗 放型倉儲(chǔ)管理向精細(xì)化倉儲(chǔ)管理發(fā)展的要求，本發(fā)明提出了 13個(gè)具有代表性的指標(biāo)，然后 用層次分析法(Analytic hierarchy process, ΑΗΡ)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使各因素之間的關(guān) 系層次化、條理化，并能夠區(qū)分各因素對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的影響程度。運(yùn)用AHP方法，組織專家兩 兩比較指標(biāo)的相對(duì)重要性，給出相應(yīng)的比例權(quán)重，構(gòu)建上層某要素對(duì)下層相關(guān)元素的判斷 矩陣，并計(jì)算判斷矩陣的最大特征值及對(duì)應(yīng)特征向量，對(duì)得到的判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)。 [0011] S2、然后結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)法（DEA)確定各個(gè)糧食儲(chǔ)藏方案對(duì)應(yīng)各指標(biāo)的具體表現(xiàn)。
[0012] S3、最后結(jié)合指標(biāo)權(quán)重對(duì)多個(gè)糧食儲(chǔ)藏方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
[0013] 進(jìn)一步，所述步驟S1，其包括：
[0014] S11、確定指標(biāo)體系是指：根據(jù)我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)正在由傳統(tǒng)儲(chǔ)糧技術(shù)向綠色儲(chǔ)糧 技術(shù)發(fā)展，由粗放型倉儲(chǔ)管理向精細(xì)化倉儲(chǔ)管理發(fā)展的特點(diǎn)，本發(fā)明提出從綠色儲(chǔ)藏先進(jìn) 技術(shù)Α1，綠色儲(chǔ)藏設(shè)備與裝置Α2和綠色倉儲(chǔ)綜合考慮A3這3個(gè)角度（一級(jí)指標(biāo)）選出具 有代表性的13個(gè)指標(biāo)（二級(jí)指標(biāo)）作為評(píng)價(jià)糧食儲(chǔ)藏綠色度的依據(jù)。
[0015] 其中綠色儲(chǔ)藏先進(jìn)技術(shù)Al包括：非化學(xué)防蟲技術(shù)Β1、真菌防治技術(shù)Β2、先進(jìn)干燥 技術(shù)B3、氣調(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)B4和低溫處理技術(shù)B5 ;
[0016] 綠色儲(chǔ)藏設(shè)備與裝置A2包括：環(huán)流熏蒸設(shè)備B6、谷物冷卻設(shè)備B7、機(jī)械通風(fēng)裝置 B8和糧情監(jiān)測(cè)裝置B9 ;
[0017] 綠色倉儲(chǔ)綜合考慮A3包括：合理糧庫選址B10、合理糧庫布局B11、合理配套設(shè)施 B12和合理糧庫維護(hù)B13。
[0018] S12、構(gòu)建上層某要素對(duì)下層相關(guān)元素的判斷矩陣是指：依據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型按下 表1的比較標(biāo)度構(gòu)建判斷矩陣D，分別對(duì)組內(nèi)和組間元素構(gòu)建判斷矩陣，即分別以一級(jí)指標(biāo) Al、A2、A3為準(zhǔn)則，在組間兩兩比較，得到一個(gè)判斷矩陣D1;然后在組內(nèi)，分別以每一個(gè)指標(biāo) 為準(zhǔn)則，兩兩比較，判斷與其他指標(biāo)的關(guān)系，得到判斷矩陣仏、D3、D4，共可以得到4個(gè)矩陣。 各指標(biāo)的比較標(biāo)度如表1所示，其中i和j分別代表表中第i個(gè)要素和第j個(gè)要素，Cllj指 第i個(gè)要素與第j個(gè)要素的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)值。
[0019] 表1.各指標(biāo)的比較標(biāo)度
[0023] S13、計(jì)算判斷矩陣的最大特征值及對(duì)應(yīng)特征向量是指：判斷矩陣D的特征值可由 DXX= λ XX計(jì)算得到，其中λ為矩陣D的特征值，非零向量X稱為D的對(duì)應(yīng)于特征值λ 的特征向量。由數(shù)學(xué)理論可知D存在唯一的最大特征根λ _，采用方根法計(jì)算λ _和W的 近似值。首先對(duì)判斷矩陣D中的每一行的元素的值做乘積M1= d n X dl2X…X din，η為判斷 矩陣階數(shù)，M1代表第i個(gè)要素相對(duì)與其他要素的重要性比值之積，然后對(duì)M 1開η次方，得到 y再對(duì)W1進(jìn)行歸一化，即
，W1為歸一化后的各因素的權(quán)重向量，所 有二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重等于各個(gè)二級(jí)指標(biāo)在組內(nèi)的權(quán)重與其所在一級(jí)指標(biāo)在組間所占權(quán)重的 乘積。最后通過公示
求得判斷矩陣的最大特征值λ _，其中D為判斷矩陣， w為歸一化后的各因素的權(quán)重向量，η為矩陣D的階數(shù)。
[0024] S14、判斷矩陣一致性檢驗(yàn)是指：分析者依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)建立的D難免存在誤 差，為使判斷結(jié)果與實(shí)際情況更好地吻合，可按式Cr= C :/^對(duì)D的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，式中： C1為一致性檢驗(yàn)指標(biāo)，C1= (λ _-nV(n-l) ;n為判斷矩陣的階數(shù)；R1為平均隨機(jī)一致性指 標(biāo)，取值見下表。當(dāng)CR〈0. 1，則D的一致性可接受，上述計(jì)算得到的w即為各因素的權(quán)重向 量；否則需重新調(diào)整D至滿足一致性檢驗(yàn)要求。
[0025]表 2. R1 取值
[0027] 進(jìn)一步，所述步驟S2,其包括：
[0028] S21、數(shù)據(jù)包絡(luò)法具體算法是指：其中V = (V1, V2,…，vm)是DEA的輸入，m為輸入 變量數(shù)量；U = (Ul，U2，…，uk)是DEA的輸出，k為輸出變量數(shù)量；本發(fā)明中以"差"（V 1)、 "中" (V2)為系統(tǒng)的輸入，"良" (U1)、"優(yōu)" (U2)作為系統(tǒng)的輸出，即V = (Vl，V2) ,U = (U1, U2)。
j = 1，2,…，13 ;其中Xj為系統(tǒng)輸入的得分矩陣，Y為系統(tǒng)輸 出的得分矩陣，本發(fā)明中\(zhòng)即指糧庫在指標(biāo)j上"差"的得票數(shù)為X n，"中"的得票數(shù)為x2]， "良"的得票數(shù)為，"優(yōu)"的得票數(shù)為y2]，也即是專家的評(píng)價(jià)結(jié)果，通過以下公式：
[0031 ]其中 U · Y 為 U1 · Y1^u2 · y2j+......U