一种污水管网运行效能评估方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及效能评估，具体涉及一种污水管网运行效能评估方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、污水管网运行效能评估需构建多维度效能评估指标体系开展定量评判，效能评估指标权重的合理性直接决定评估结果的科学性与可靠性。目前主流赋权方法可分为三类：主观赋权法依托专家领域经验确定权重，但易受个人偏好与判断偏差干扰；客观赋权法完全基于数据统计特性计算权重，在样本不足、数据质量较差时权重稳定性难以保障；线性组合赋权法通过线性加权融合主客观两类权重，是当前兼顾双方优势的主流技术路径。

2、但传统线性组合赋权仍存在缺陷，例如组合系数多依赖经验设定或简单均分，缺乏严谨的理论推导支撑，赋权过程如同不透明的 “黑箱”，并且对所有效能评估指标采用统一的组合系数，未考虑不同效能评估指标主客观权重的分歧异质性，易造成高分歧效能评估指标的权重被不合理折中而失真。

技术实现思路

1、本发明提供了一种污水管网运行效能评估方法、装置及电子设备，以解决现有污水管网组合赋权方式存在组合系数无理论依据、统一赋权策略忽略效能评估指标分歧异质性，且未量化评估主客观权重输入质量的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种污水管网运行效能评估方法，方法包括：

3、计算污水管网的效能评估指标体系中各效能评估指标的主观权重和客观权重；分别计算各效能评估指标的主观权重可信度和客观权重可信度，主观权重可信度是根据专家共识度、判断矩阵一致性水平及专家权威度确定的，客观权重可信度是根据数据充分性、数据完整性及熵值区分度确定的；分别计算各效能评估指标的主观权重与客观权重之间的权重分歧度；筛选主观权重可信度和客观权重可信度之中数值小的可信度作为可信度加权项，基于可信度加权项和权重分歧度计算各效能评估指标的可信度加权分歧度；基于各效能评估指标的主观权重可信度、客观权重可信度、权重分歧度及可信度加权分歧度对效能评估指标进行分类，得到各效能评估指标的分类类型，其中，分类类型包括共识型效能评估指标、专家主导型效能评估指标、数据主导型效能评估指标及冲突型效能评估指标；按照分类类型对各效能评估指标进行组合赋权，并对分类赋权后各效能评估指标的组合权重进行归一化得到归一化组合权重向量；基于归一化组合权重向量和各效能评估指标的运行数据，开展污水管网运行效能综合评估。

4、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，首先独立计算效能评估指标的主观权重与客观权重，完整保留了专家领域经验与效能评估指标数据统计特性两类赋权信息基础；进一步，分别从多维度量化各效能评估指标的主观权重可信度与客观权重可信度，能够定量识别不同效能评估指标赋权输入的质量差异；通过权重分歧度结合可信度加权分歧度的双重判据，将效能评估指标划分为四类，替代了传统组合赋权对所有效能评估指标采用统一组合系数的手段，可针对不同效能评估指标的分歧程度与赋权输入质量匹配适配的组合赋权逻辑；再经分类组合赋权与全局归一化得到最终的组合权重，在融合主客观赋权优势的同时适配各效能评估指标的实际分歧特性与输入质量；最终，基于该组合权重开展污水管网运行效能综合评估，有效提升了权重分配的合理性与评估结果的可靠性，使组合赋权过程具备可解释的客观依据，改善了传统组合赋权系数缺乏理论支撑的黑箱问题。

5、在一种可选的实施方式中，基于可信度加权项和权重分歧度计算各效能评估指标的可信度加权分歧度，包括：

6、用1减去可信度加权项，得到分歧修正系数；将分歧修正系数与权重分歧度相乘得到对应效能评估指标的可信度加权分歧度。

7、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，将分歧修正系数与原始权重分歧度相乘得到可信度加权分歧度，实现了对分歧程度的赋权质量校正；当主客观权重可信度均较高时，分歧修正系数趋近于0，可信度加权分歧度相应降低，可区分出该分歧属于高可信度下的效能评估指标真实特性差异；当任一权重可信度偏低时，分歧修正系数增大，可信度加权分歧度随之升高，可识别出由赋权输入质量缺陷引发的无效分歧；最终得到的可信度加权分歧度可同时反映分歧的数值幅度与赋权输入质量水平。

8、在一种可选的实施方式中，基于各效能评估指标的主观权重可信度、客观权重可信度、权重分歧度及可信度加权分歧度对效能评估指标进行分类，得到各效能评估指标的分类类型，包括：

9、将权重分歧度小于预设分歧度阈值的效能评估指标，判定为共识型效能评估指标；将权重分歧度大于预设分歧度阈值，且可信度加权分歧度大于预设可信度加权分歧度阈值的效能评估指标，判定为冲突型效能评估指标；将权重分歧度大于预设分歧度阈值，且不满足冲突型效能评估指标条件，主观权重可信度高于客观权重可信度的效能评估指标，判定为专家主导型效能评估指标；将权重分歧度大于预设分歧度阈值，且不满足冲突型效能评估指标条件，客观权重可信度高于主观权重可信度的效能评估指标，判定为数据主导型效能评估指标。

10、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，以预设分歧度阈值为第一层判定边界，先将主客观权重偏差较小的效能评估指标判定为共识型效能评估指标，完成分歧程度的初步分层；对分歧度超出阈值的高分歧效能评估指标，进一步通过对比主观权重可信度与客观权重可信度的高低，分别划分为专家主导型与数据主导型效能评估指标，使分类结果同时体现赋权输入的质量差异，而非仅关注权重数值的分歧幅度；同时引入可信度加权分歧度阈值，从高分歧效能评估指标中单独筛选出既存在显著权重差异、又缺乏足够可信度支撑任一方优先地位的冲突型效能评估指标，将性质不同的高分歧场景做明确区分。该多维度四层分类体系覆盖了主客观权重分歧与可信度组合的全部典型场景，能够精准匹配不同效能评估指标的分歧特征与赋权质量状态，为后续差异化组合赋权提供了清晰、可量化的分类依据，从分类层面解决了传统组合赋权未区分效能评估指标分歧异质性、采用统一处理策略的缺陷。

11、在一种可选的实施方式中，按照分类类型对各效能评估指标进行组合赋权，包括：

12、若效能评估指标为共识型效能评估指标，则对效能评估指标的主观权重与客观权重取算术平均，得到对应的组合权重；若效能评估指标为专家主导型效能评估指标或数据主导型效能评估指标，则以效能评估指标的主观权重可信度与客观权重可信度为加权系数，对主观权重与客观权重进行加权平均，得到对应的组合权重。

13、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，对于共识型效能评估指标采用主客观权重算术平均的赋权方式，在该类效能评估指标主客观权重分歧程度较低的前提下，能够均衡融合专家领域经验与效能评估指标数据统计特性两类赋权信息，计算逻辑简洁且权重结果稳定，不会因加权规则引入额外偏差；对于专家主导型、数据主导型效能评估指标，以对应效能评估指标的主观权重可信度、客观权重可信度为加权系数进行加权平均赋权，可使可信度更高的赋权源在组合权重中占据更高比例，让赋权结果向质量更可靠的权重方向倾斜，避免低可信度权重拉低组合结果的整体可靠性，且加权系数由可信度量化值推导得出而非人为指定，使组合过程具备客观依据，适配不同效能评估指标的赋权输入质量差异，提升分类赋权的合理性与精准度。

14、在一种可选的实施方式中，按照分类类型对各效能评估指标进行组合赋权，还包括：

15、若效能评估指标为冲突型效能评估指标，则根据效能评估指标的主观权重可信度确定主观不确定度扩展系数，根据效能评估指标的客观权重可信度确定客观不确定度扩展系数；将效能评估指标的主观权重值和主观不确定度扩展系数结合构建主观权重不确定度区间，将效能评估指标的客观权重值和客观不确定度扩展系数结合构建客观权重不确定度区间；根据主观权重不确定度区间与客观权重不确定度区间，确定效能评估指标对应的组合权重。

16、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，通过针对冲突型效能评估指标分别依据主、客观权重可信度确定对应的不确定度扩展系数，进而构建主客观权重的不确定度区间，将原本单点的权重取值扩展为匹配赋权质量的弹性范围，可信度越高则区间越窄、权重确定性越强，把赋权输入的质量差异具象化为权重取值的合理边界，避免了直接对高分歧点权重做简单加权导致的结果失真，为冲突型效能评估指标的权重求解划定了符合双方可信程度的取值空间。

17、在一种可选的实施方式中，根据主观权重不确定度区间与客观权重不确定度区间，确定效能评估指标对应的组合权重，包括：

18、判断主观权重不确定度区间与客观权重不确定度区间是否存在交集；若存在交集则以两个区间的交集作为协商区间，在协商区间内构建主观权重效用函数及客观权重效用函数；通过求解双方效用函数乘积最大化的纳什均衡解，得到效能评估指标对应的组合权重。

19、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，在两区间存在交集的场景下，以交集作为协商区间确保组合权重落在双方均可接受的可信范围内，再通过构建主客观双方效用函数、求解效用乘积最大化的纳什均衡解得到组合权重，该求解过程具备严格的博弈论推导依据，无需人为指定组合系数，从根源上消除了传统组合赋权的黑箱问题，且可信度参数融入效用函数使质量更高的赋权源具备更强的博弈影响力，最终得到的均衡权重既兼顾主客观赋权逻辑，又与赋权输入质量相匹配，具备明确的可解释性与可重复性。

20、在一种可选的实施方式中，若不存在交集，则以两个区间的间隙宽度为基础按照预设比例进行扩展，生成协商区间。

21、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，当冲突型效能评估指标的主观权重不确定度区间与客观权重不确定度区间不存在交集时，以两区间的间隙宽度为基础、按预设比例扩展生成协商区间，为原本无重叠取值范围的主客观赋权双方提供了可博弈的公共协商空间，避免因区间完全分离导致纳什均衡解无法求解的问题。

22、在一种可选的实施方式中，对分类赋权后各效能评估指标的组合权重进行归一化得到归一化组合权重向量，包括：

23、对分类赋权后各效能评估指标的组合权重采用带线性约束的最小化偏差归一化处理，得到各效能评估指标对应的初始化组合权重；针对不同类别效能评估指标，验证初始化组合权重与归一化前组合权重的相对排序是否一致；若存在某一类别内的相对排序不一致，则根据类别内各效能评估指标的初始化组合权重，在对应效能评估指标的不确定度区间内对类别内各效能评估指标的组合权重进行微调；直至类别内效能评估指标的相对排序恢复至与归一化前一致，且调整后所有类别效能评估指标的权重之和仍为1，得到归一化组合权重向量。

24、本发明提供的污水管网运行效能评估方法，先通过带线性约束的最小化偏差处理完成初始化归一化，能够最大程度保留各效能评估指标原始分类赋权的数值比例关系，降低全局归一化操作对分类赋权结果的扭曲程度；随后分类型验证归一化前后的效能评估指标权重相对排序，可及时识别归一化导致的同类型内效能评估指标重要性顺序颠倒的问题；针对排序不一致的类别，在对应效能评估指标的不确定度区间内进行权重微调，既能够恢复类别内部的权重相对秩序、保障同类型效能评估指标赋权逻辑的一致性，又不会超出各效能评估指标的权重可信边界，最终在满足全局权重和为1的归一化约束的同时，完整保留了分类赋权的相对合理性，避免了简单直接归一化破坏各类效能评估指标内部权重排序的缺陷。

25、第二方面，本发明提供了一种污水管网运行效能评估装置，装置包括：

26、主客观权重计算模块，计算污水管网的效能评估指标体系中各效能评估指标的主观权重和客观权重；

27、主客观可信度计算模块，分别计算各效能评估指标的主观权重可信度和客观权重可信度，主观权重可信度是根据专家共识度、判断矩阵一致性水平及专家权威度确定的，客观权重可信度是根据数据充分性、数据完整性及熵值区分度确定的；

28、权重分歧度计算模块，分别计算各效能评估指标的主观权重与客观权重之间的权重分歧度；

29、可信度加权分歧度计算模块，筛选主观权重可信度和客观权重可信度之中数值小的可信度作为可信度加权项，基于可信度加权项和权重分歧度计算各效能评估指标的可信度加权分歧度；

30、效能评估指标分类模块，基于各效能评估指标的主观权重可信度、客观权重可信度、权重分歧度及可信度加权分歧度对效能评估指标进行分类，得到各效能评估指标的分类类型，其中，分类类型包括共识型效能评估指标、专家主导型效能评估指标、数据主导型效能评估指标及冲突型效能评估指标；

31、组合赋权模块，按照分类类型对各效能评估指标进行组合赋权，并对分类赋权后各效能评估指标的组合权重进行归一化得到归一化组合权重向量；

32、效能综合评估模块，用于基于归一化组合权重向量和各效能评估指标的运行数据，开展污水管网运行效能综合评估。

33、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水管网运行效能评估方法。

34、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水管网运行效能评估方法。

35、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水管网运行效能评估方法。