張笑楠， 王 璟（浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院），浙江 杭州 310017）

1 問題的提出

為深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的重要思想，積極踐行習(xí)近平總書記“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，認(rèn)真落實(shí)國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要的要求，水利部將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展六條實(shí)施路徑之一[1]。但是智慧水利建設(shè)發(fā)展的真實(shí)進(jìn)度難以衡量，為了對(duì)其發(fā)展水平進(jìn)行科學(xué)的測(cè)度，結(jié)合浙江省數(shù)字化改革實(shí)際情況，探索建立能夠反映智慧水利發(fā)展情況的成熟度評(píng)價(jià)體系，準(zhǔn)確判斷智慧水利建設(shè)當(dāng)前所處階段，把握與先進(jìn)實(shí)踐的差距，為未來的發(fā)展、政策制定、決策評(píng)價(jià)等提供參考，推動(dòng)浙江省加快智慧水利發(fā)展步伐，助力水利現(xiàn)代化高質(zhì)量發(fā)展。

對(duì)于信息化評(píng)價(jià)方面的理論研究國(guó)內(nèi)外已有多方探索。國(guó)際上美國(guó)的國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）“信息社會(huì)指數(shù)”評(píng)估體系、英國(guó)的電子經(jīng)濟(jì)評(píng)估體系、俄羅斯的各地區(qū)信息化建設(shè)評(píng)估指標(biāo)體系、韓國(guó)的“信息化指數(shù)”評(píng)估體系、澳大利亞的“信息經(jīng)濟(jì)辦公室指數(shù)”評(píng)估體系。艾萍[2]在我國(guó)發(fā)布的《國(guó)家信息化指標(biāo)構(gòu)成方案》和《企業(yè)信息化指標(biāo)體系》基礎(chǔ)上構(gòu)筑水利信息化程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；袁曉慶[3]等采用主成分分析法對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化水平進(jìn)行研究；潘鑫[4]基于AHP模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)水利工程建設(shè)管理信息化進(jìn)行評(píng)價(jià)研究：所有這些學(xué)者的研究對(duì)智慧水利評(píng)價(jià)體系提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)智慧水利的主要內(nèi)涵和重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，結(jié)合浙江省內(nèi)水利數(shù)字化改革相關(guān)數(shù)據(jù)和成果，使其由宏觀的規(guī)劃原則轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鞯木唧w標(biāo)準(zhǔn)，提出浙江省智慧水利成熟度評(píng)價(jià)體系的初步構(gòu)想，以期為行業(yè)主管部門準(zhǔn)確把握水利數(shù)字化當(dāng)前進(jìn)程、制定智慧水利的未來發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。

2 指標(biāo)體系

2.1 構(gòu)建原則

智慧水利評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)立應(yīng)遵循如下原則：

（1）導(dǎo)向性原則。體系中分項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)需突出智慧水利的本質(zhì)和特征，注重實(shí)際應(yīng)用的成效和質(zhì)量，充分發(fā)揮對(duì)智慧水利可持續(xù)發(fā)展的引導(dǎo)作用。

（2）可操作性原則。立足浙江省智慧水利發(fā)展現(xiàn)狀，指標(biāo)數(shù)據(jù)可以通過查閱統(tǒng)計(jì)年鑒、實(shí)地考察、問卷調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)搜索等途徑獲得，突出數(shù)據(jù)獲取的可行性和便利性。

（4）實(shí)用性原則。理論和實(shí)際相結(jié)合，反映智慧水利中最主要、最本質(zhì)、最有代表性的元素，指標(biāo)突出體現(xiàn)智慧水利客觀特征，同時(shí)兼顧用戶等主觀使用感受。

2.2 指標(biāo)體系確定

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)立原則，結(jié)合“十四五”期間智慧水利建設(shè)相關(guān)要求，本體系總體框架分為2級(jí)：準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。每個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)由若干個(gè)指標(biāo)層評(píng)價(jià)要素組成。指標(biāo)層評(píng)價(jià)要素是指相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則層所包含的評(píng)價(jià)內(nèi)容，經(jīng)梳理共分6個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)，17個(gè)指標(biāo)層指標(biāo)（見圖1）。各級(jí)指標(biāo)說明見表1。

圖1 智慧水利評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖

表1 指標(biāo)說明表

2.3 指標(biāo)權(quán)重確定

在智慧水利評(píng)價(jià)體系初步建構(gòu)的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的賦予可以采用專家咨詢法、AHP法、模糊綜合評(píng)判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等[5]。本次采用層次分析法（AHP），實(shí)現(xiàn)了定性和定量分析2種分析方法的結(jié)合，用數(shù)學(xué)形式將人的判斷科學(xué)地表達(dá)出來，是運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行處理的系統(tǒng)分析方法，也是常用的分析方法[6]。

2.3.1 構(gòu)建判斷矩陣

本研究邀請(qǐng)多位浙江省內(nèi)智慧水利領(lǐng)域中具有較強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和較高知名度的學(xué)者、專家對(duì)體系中的各指標(biāo)因素進(jìn)行匿名打分，構(gòu)建判斷矩陣。各專家在判斷過程中需比較第i個(gè)指標(biāo)對(duì)于第j個(gè)指標(biāo)的重要性，并采用1、3、5、7、9的倒數(shù)標(biāo)度來說明其重要程度，各數(shù)值含義見表2。

表2 1~9 標(biāo)度表

2.3.2 計(jì)算單層次權(quán)重

將判斷矩陣中的各列向量作歸一化處理：

將處理后的矩陣每行元素相加：

對(duì)向量做歸一化處理，即為所求單位特征向量近似解：

水資源的管理關(guān)系到人民日常的正常生活、工作，必須要推進(jìn)水權(quán)水價(jià)的改革步伐，加強(qiáng)水資源管理水平，把控好生命之源的水資源。本文針對(duì)在水權(quán)水價(jià)改革中的相關(guān)分析，對(duì)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革發(fā)展、水權(quán)落實(shí)模式等情況進(jìn)行了分析，以加強(qiáng)水資源管理。

計(jì)算最大特征根近似解：

2.3.3 一致性檢驗(yàn)

為保證評(píng)價(jià)中思維判斷的一致性，需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。若隨機(jī)一致性比率CR＜0.1，判斷矩陣一致性可以接受，若CR≥0.1，認(rèn)為判斷矩陣不符合一致性要求，需要重新修正該判斷矩陣。具體計(jì)算公式為：

式（5）~（6）中：n為非模糊判斷矩陣(Aα)λ的階數(shù)；CI為一致性指標(biāo)；RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值的計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)表

準(zhǔn)則層權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 準(zhǔn)則層權(quán)重表

計(jì)算得：CR=0.016 8＜0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

2.3.4 權(quán)重確定

指標(biāo)層最終權(quán)重等于自身相對(duì)權(quán)重與其上級(jí)相對(duì)權(quán)重的乘積，如信息資源覆蓋C11最終權(quán)重為0.046×0.637=0.029。由此計(jì)算17個(gè)指標(biāo)層最終權(quán)重結(jié)果見表5。

表5 體系各指標(biāo)權(quán)重表

3 模糊綜合評(píng)價(jià)

本體系構(gòu)建的最終目標(biāo)是將智慧水利發(fā)展量化表示，但是在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字化成熟度不存在絕對(duì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，故引入模糊數(shù)學(xué)的概念，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性分析轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，從而對(duì)目前的智慧水利進(jìn)程做出總體評(píng)價(jià)。

3.1 評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

目前國(guó)內(nèi)外還未有成熟的可供參考的智慧水利成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，故參考國(guó)際上最流行的軟件成熟度等級(jí)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)CMM（Capability Maturity Model）。它是由美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所1987年研制成功的，共分5個(gè)等級(jí)，從第一級(jí)到第五級(jí)分別為：初始級(jí)、可重復(fù)級(jí)、定義級(jí)、管理級(jí)和優(yōu)化級(jí)。為貼近智慧水利實(shí)際發(fā)展特征，等級(jí)重新定義為初始級(jí)、成長(zhǎng)級(jí)、提升級(jí)、集成級(jí)和智能級(jí)，各級(jí)定義見表6。

表6 評(píng)價(jià)等級(jí)說明表

3.2 構(gòu)建隸屬矩陣

某地正在進(jìn)行智慧水利建設(shè)，基于本文提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)該地智慧水利成熟度進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先建立因素集與評(píng)判集，依據(jù)上文已建立的評(píng)價(jià)體系可得，準(zhǔn)則層因素集為：A={B1，B2，B3，B4，B5，B6}；指標(biāo)層因素集為：B1={C11，C12，C13}，B2={C21，C22，C23}，B3={C31，C32，C33}，B4={C41，C42，C43，C44}，B5={C51，C52}，B6={C61，C62}，評(píng)判集為V={初始級(jí)，成長(zhǎng)級(jí)，提升級(jí)，集成級(jí)，智能級(jí)}。在確定2個(gè)集合的基礎(chǔ)上，從指標(biāo)層開始逐級(jí)評(píng)估，通過專家賦分的方式得到5名專家對(duì)該地智慧水利的評(píng)價(jià)結(jié)果，見表7。

表7 專家賦分表

首先對(duì)因素集中的單因素依次進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定各層指標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)模糊子集的隸屬度，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)A到評(píng)價(jià)等級(jí)V的模糊映射。根據(jù)賦分表中的數(shù)據(jù)構(gòu)建評(píng)價(jià)隸屬矩陣，以信息資源（B1）為例，指標(biāo)層中C11得到3個(gè)c級(jí)，2個(gè)d級(jí)的評(píng)價(jià)，可得r11=0.0，r12=0.0，r13=0.6，r14=0.4，r15=0.0，C11的評(píng)價(jià)隸屬向量為（0.0，0.0，0.6，0.4，0.0），依次計(jì)算C12、C13的隸屬向量，可得B1的評(píng)價(jià)隸屬矩陣R1：

本文利用模糊數(shù)學(xué)中M（.，⊙）算子的合成算子計(jì)算方法，R1與B1的指標(biāo)層權(quán)重（0.637，0.105，0.258）相乘可得B1的評(píng)價(jià)隸屬向量（0.052，0.269，0.424，0.255，0.000）。根據(jù)上述方法依次計(jì)算B2、B3、B4、B5、B6的評(píng)價(jià)隸屬向量，可得A的評(píng)價(jià)隸屬矩陣R：

與準(zhǔn)則層權(quán)重（0.046，0.127，0.341，0.145，0.084，0.256）相乘可得A的評(píng)價(jià)隸屬向量（0.138，0.318，0.428，0.097，0.019）。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

從總體評(píng)價(jià)來看，由總指標(biāo)A的評(píng)價(jià)隸屬向量（0.138，0.318，0.428，0.097，0.019）得出專家們對(duì)于該地的智慧水利評(píng)價(jià)比例為初始級(jí)13.8%、成長(zhǎng)級(jí)31.8%、提升級(jí)42.8%、集成級(jí)9.7%和智能級(jí)1.9%，由此可見該地的智慧水利成熟度介于成長(zhǎng)級(jí)和提升級(jí)之間。從準(zhǔn)則層的角度看基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)價(jià)介于初始級(jí)和成長(zhǎng)級(jí)之間，信息資源、創(chuàng)新能力、業(yè)務(wù)應(yīng)用評(píng)價(jià)介于成長(zhǎng)級(jí)和提升級(jí)之間，信息安全、機(jī)制保障評(píng)價(jià)介于提升級(jí)與集成級(jí)之間，該地在智慧水利未來的建設(shè)中需優(yōu)先考慮基礎(chǔ)設(shè)施的加強(qiáng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本研究基于專家賦分的層次分析法構(gòu)建智慧水利評(píng)價(jià)體系，從系統(tǒng)本身及用戶體驗(yàn)等主、客觀角度，評(píng)價(jià)浙江省智慧水利建設(shè)在信息資源、信息安全、創(chuàng)新能力、機(jī)制保障、基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應(yīng)用6個(gè)方面的實(shí)際情況。創(chuàng)新能力中的模式創(chuàng)新與業(yè)務(wù)應(yīng)用中的用戶體驗(yàn)指標(biāo)為占比前2位，符合“需求牽引，應(yīng)用至上，數(shù)字賦能，提升能力”的智慧水利建設(shè)要求，體系成果科學(xué)可信。同時(shí)，在實(shí)踐運(yùn)用中引入模糊數(shù)學(xué)對(duì)無法定量表述的體系指標(biāo)進(jìn)行有效評(píng)估，在充分體現(xiàn)評(píng)價(jià)模糊性的同時(shí)降低參與個(gè)體主觀因素所帶來的誤差，具有較好的實(shí)用性，可以為全面普及智慧水利成熟度評(píng)價(jià)、構(gòu)建科學(xué)的評(píng)估體系提供一定的參考依據(jù)。