基于Grey-DEMATEL-AISM的建筑垃圾资源化产业影响因素.pdf
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1、第 卷第 期 年 月土木工程与管理学报 .:./.收稿日期:修回日期:作者简介:庄 丽()女山东潍坊人博士副教授研究方向为城市规划(:.)通讯作者:邵光涛()男山东济宁人硕士研究生研究方向为建筑垃圾资源化(:.)基金项目:山东省自然科学基金()基于 的建筑垃圾资源化产业影响因素庄 丽 邵光涛 乔明皓 王文源(青岛理工大学 管理工程学院 山东 青岛)摘 要:研究建筑垃圾资源化产业发展的影响因素有利于提高建筑垃圾资源化水平 本文以青岛市建筑垃圾资源化产业为研究对象在识别了青岛市建筑垃圾资源化产业影响因素体系的基础上构建 模型厘清建筑垃圾资源化产业的关键因素及各影响因素之间的因果关系、层级结构 结果
2、表明:建筑垃圾资源化产业的关键因素为政策引导及扶持、资源化成本、城市经济发展水平、环境治理重视程度、市场需求在因果关系分析中政策引导及扶持、城市经济发展水平为根源因素应予以重点关注 最后根据分析结果提出相关建议为推动我国建筑垃圾资源化产业发展提供参考关键词:建筑垃圾资源化 影响因素 灰数理论 决策实验室法 对抗解释结构模型中图分类号:.文献标识码:文章编号:()():.:年国务院办公厅印发“无废城市”建设试点工作方案统筹城市发展与固体废物管理持续推进固体废物源头减量和资源化利用 建筑垃圾资源化作为“无废城市”管理的重要理念对推进“无废城市”的建设尤为重要 我国建筑垃圾资源化起步相对较晚且资源化
3、水平低 据建筑垃圾处理行业 年度发展报告显示我国的资源化利用率总体不足 国内大 土木工程与管理学报 年中城市如深圳、青岛、许昌等在建筑垃圾资源化方面较为出色 以青岛为例作为全国首个绿色城市建设发展试点城市和北方唯一政府采购支持绿色建材促进建筑品质提升试点城市近年来持续研究开发新型绿色建材的生产应用技术促进绿色建筑垃圾的资源化和可持续发展 年建筑垃圾资源化利用量达到 万 资源化利用率超过 居于全国领先水平 虽然青岛市建筑垃圾资源化水平相比国内其他城市高但仍低于多数发达国家建筑垃圾资源化利用率很多国家的建筑垃圾资源化利用率达到 以上尤其日本、韩国等国家甚至能达到 因此青岛建筑垃圾资源化发展还有很大
4、的进步空间推动建筑垃圾资源化产业发展是加速资源化发展的重要途径 然而建筑垃圾资源化产业是一个复杂的系统工程需要深层次探索促进建筑垃圾资源化产业发展的原因归纳识别出促进建筑垃圾资源化产业发展的重点因素以此提升建筑垃圾资源化水平近年来由于全社会环境保护与资源节约意识的不断增强大量学者对建筑垃圾资源化进行了探究但主要集中于建筑垃圾资源化的政策分析、技术研发、利用策略等研究对建筑垃圾资源化产业的具体研究并不多 而在建筑垃圾资源化产业的研究内容上多数为产业链及其各关联主体的分析 高青松等从建筑垃圾资源化产业链运行机制的角度表明原材料供应及再生产品销售为产业链的两个关键节点等利用系统动力学详细分析了建筑垃
5、圾资源化产业链各系统之间的协同关系和内在演化机制卢梅等运用演化博弈理论研究政府与建筑垃圾排放单位及建筑垃圾加工再生企业之间的博弈关系 还有少量关于时空相关性及影响因素的研究 等通过空间测度和时间序列分析发现建筑垃圾资源化产业具有时空自相关性并受到规模经济的影响刘寒建立多元回归模型从政策、经济、社会以及技术四个层面确定影响建筑垃圾资源化产业发展的因素熊涛涛运用结构方程模型对建筑垃圾资源化产业发展驱动因素进行实证研究综上目前对建筑垃圾资源化产业影响因素研究较少而且关于影响因素的研究也忽略了影响因素的层次结构、内在关联以及因素重要性因此本文以青岛市建筑垃圾资源化产业为例首先通过文献研究和问卷调查识别
6、与归纳影响建筑垃圾资源化产业发展的因素其次引入灰数理论()、决策实验室法()与对抗解释结构模型()的集成方法运用两种计算关系矩阵的方法构建两组对抗性质的有向拓扑层级图从而确定关键影响因素及分析各因素之间的因果关系最后根据分析结果提出了一些具有指导意义的对策和建议为青岛市建筑垃圾资源化产业发展提供理论依据也为我国其他城市依据城市特点制定建筑垃圾资源化产业发展规划提供参考 影响因素识别及指标体系建立本文为了探讨青岛市建筑垃圾资源化产业发展的影响因素先对相关文献进行频数统计初步梳理出使用频数较高的 个影响因素 在此基础上对青岛市政府相关部门、建筑企业、施工企业、拆除企业、运输企业、资源化企业等相关单
7、位的人员进行问卷调查共发放 份问卷(有效问卷 份)并根据调查结果剔除影响较弱的 个因素最终筛选出 个因素 然后根据影响因素的性质将其合并整理为政治因素、经济因素、社会因素、技术因素和环境因素 个层面影响因素指标体系如表 所示表 影响因素指标体系层面划分影响因素来源文献政治因素法律法规健全程度 政策引导及扶持 质量标准及规范 经济因素城市经济发展水平 资源化成本 市场需求 研发投入 技术因素资源化技术成熟度 源头分类技术 信息共享技术 社会因素人力资本 再生产品认证及推广 产业联动 环境因素环境治理重视程度 环保意识 影响因素模型构建.模型构建方法基于上述建筑垃圾资源化产业的影响因素指标体系运用
8、、和 建立评估 第 期庄 丽等:基于 的建筑垃圾资源化产业影响因素模型识别和评估复杂系统的关键因素并阐明其结构形式及因果关系模型框架如图 所示ONTBDOmaxOmin?F?F?UP?UP?DOWN?DOWN?FFKK图 建筑垃圾资源化产业发展影响因素研究流程.方法 是利用灰色区间数建立具有一定灵活性的决策模型用以弥补专家评价的模糊性从而更好地反映真实情况 提高数据结果的客观性 方法使用矩阵和图论工具进行分析结合系统中各因素之间的逻辑关系构建直接影响矩阵判断系统因素之间的关系及强度评估()确定直接影响矩阵 运用德尔菲法邀请 位建筑垃圾资源化相关领域的专家学者凭借其自身经验对多维度指标体系各因素
9、之间的相互影响程度进行评价 由于专家主观认知的局限性评估结果在一定程度上具有不确定性和模糊性所以采用灰色区间数来代替评分标度每一个评分标度对应一个值域具体如表 所示表 专家评价标度灰数语义变量值域范围评分标度语义变量下界上界无影响(.较小影响.(.一般影响.(.较强影响.(.强烈影响.将专家打分表回收后进行汇总下界的值相加求平均值得到直接影响矩阵 上界的 值 相 加 求 平 均 值 得 到 直 接 影 响 矩 阵再根据行最大清晰化法求出直接影响矩阵 计算公式如下:()()计算综合影响矩阵 将直接影响矩阵 通过行和最大值法归一化得到规范化影响矩阵 计算公式如下:/()因为综合影响矩阵 代表了系统
10、因素之间直接影响和间接影响的综合效应对于影响因素之间的直接影响和间接影响采用直接影响和间接影响累加的方式计算公式如下:()()()()计算各影响因素之间的影响度、被影响度、中心度及原因度其中影响度 为相应因素所对应行的行和被影响度 为相应因素所对应列的列和计算公式如下:()()中心度 是衡量影响因素自身对整个系统的重要程度原因度 则是影响因素对其他因素的影响程度 当 时为原因因素数值越大越容易影响其他因素当 时为结果因素数值越大越容易被其他因素影响 各影响因素的中心度与原因度计算公式如下:()().法 是在经典的解释结构模型()基础上融入生成对抗网络()中的博弈对抗()思想其关键之处就是在 结
11、果优先的层级抽取规则基础上添加与之对立的原因优先的层级抽取规则从而建立一组具有对抗性的拓扑层级图()计算关系矩阵 计算关系矩阵 一般有两种方法本文将这两种方法细分为决策矩阵偏序法和阈值法 总结以往研究发现第一种方法更适合比较因素之间的优劣关系第二种方法更适合分析因素之间的因果关系 因此本文使用决策矩阵偏序法来确定复杂系统的关键因素使用阈值法来分析因素之间的因果关系决策矩阵偏序法:利用 和组成决策矩阵 对于决策矩阵 中的任意两行()有且 记作:且由于因素项的中心度、原因度的绝对值在一定程 土木工程与管理学报 年度上能够说明该因素在整个体系中的权重所以都属于正向指标即数值越大表示越优 因此的意义为
12、因素 优于因素 也可以表达为 因素相对于 具有对因素体系深层的影响关系 关系矩阵 计算公式如下:其他()阈值法:引入阈值 为综合影响矩阵 各因素的平均值和标准差之和基于综合影响矩阵 的关系矩阵 计算公式如下:()()计算可达矩阵 可达矩阵 表示系统路径中元素之间可以到达的程度计算公式如下:()()()()()计算一般性骨架矩阵 将可达矩阵 中列值和行值都相同的元素称为回路每个回路当成一个点称之为缩点缩点后得缩点矩阵 运用缩边运算进一步删除已具备关系矩阵因素之间的越级二元关系再去除自身关系即将矩阵对角线元素全部改为“”得到骨架矩阵 缩边运算计算公式如下:()()根据骨架矩阵 把回路要素代入即得一
13、般性骨架矩阵()层级抽取根据可达矩阵构建元素的可达集、先行集 及共同集 的可达集记为()即因素所在行值为 的所有元素 的先行集记为()即因素所在列值为 的所有元素的共同集记为()即()()型层级图即结果优先的层级划分其抽取原则为()()当可达集与共同集相同时将该要素剔除并置于层级顶部逐级抽取按照从上到下的顺序放置 型层级图即原因优先的层级划分其抽取原则为()()先行集与共同集相同将该要素剔除并置于层级底部逐级抽取按照从下到上的顺序放置.模型构建结果运用德尔菲法得到各因素之间的相互影响程度评价然后根据评价结果得出直接影响矩阵 结果如下:.先规范化直接影响矩阵 然后根据式()得出综合影响矩阵 再利
14、用式()()求得各因素的影响度、被影响度、中心度、原因度 以中心度为横坐标原因度为纵坐标绘制原因结果图如图 所示按照式()()分别计算决策矩阵偏序法和阈值法的可达矩阵 在可达矩阵的基础上对各因素进行对抗层级划分 然后将两种方法的可达矩阵进行缩点后再根据式()进行缩边处理去除越级二元关系和自身二元关系再把回路1.21.00.80.60.40.200.20.40.60.8-?0.51.01.52.02.53.03.5A1A2B1E2B4D3D1A3C1D2C2C3B3E1B2?图 各影响因素的原因结果 第 期庄 丽等:基于 的建筑垃圾资源化产业影响因素要素代入即得一般性骨架矩阵 最后根据层次化划分
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- 基于 Grey DEMATEL AISM 建筑 垃圾 资源 产业 影响 因素
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