（工商管理专业论文）孤东滩海油田原油外输方案模糊综合评判研究.pdf

摘要 石油工程投资是一项耗资巨大、回收期长、科技含量高、涉及门类广的重 大固定资产投资活动。因此，为降低项目投资风险，提高项目的投资效益，对投 资项目作出经济评价是项目可行性研究的重要环节，它为决策层做出科学决策提 供了重要参考和技术保证。由于经济评价涉及多方面因素，所以刈经济评价一般 采用请专家小组进行讨论后给出评判意见的方法进行。为了节省人力物力、并继 承专家们的经验，本文试图将模糊数学中的模糊综合评判方法和隶属函数理论与 计算机应用结合起来：通过让计算机学习专家们对以往案例的评判资料，从而找 到专家们的经验( 即各评语的隶属函数) ，在此基础上建立起计算机模糊综合评 判系统。此系统可对新的项目( 或方案) 作出类似t - 家意见的综合评价。 本文详细讨论了建立计算机模糊综合评判系统的方法，并以孤东滩海油丌 原油外输方案的评判为例，建立了孤东滩海油e f = | 原油外输方案的模糊综合评判系 统。最后运用该系统评价了一个滩海油b i 原油外输方案，对评价结果进行了综合 分析，并指出了方案的改进方法。 为r 方便使用该评判系统，本文用v b 语言编写了应用程序。 关键词 模糊综合评判，滩海原油外输，油气开发，v b 语言 a b s t r a c t p m f e c ti n v e s t m e n ti sa ni m p o r t a n ta n dc o m p r e h e n s i v ei n v e s t m e n ta c t i v i t y f o rf i x e da s s e t s ，w h i c hc o s t sh u g e l ya n dt a k e sl o n gp a y - b a c k p e r i o d m a k i n ge c o n o m y e v a l u a t i o nf o rp r o j e c ti sa ni m p o r t a n t i n ko f p r o j e c tf e a s i b i l i t yr e s e a r c h ，b e c a u s ei t p r o v i d e sr e f e r e n e ea n da s s u r a n c ef o rt h es c i e n c ed e c i s i o n a sd e a l i n gw i t hm a n y f a c t o r s t h ee c o n o m ye v a l u a t i o ni sas y n t h e t i ce v a l u a t i o n w h i c hi sa l w a y sm a d e b ya g r o u po fe x p e r t s t os a v e m a n p o w e ra n dm a t e r i a lr e s o u r c e s ，a n d t oi n h e r i tt h e e x p e r t s e x p e r i e n c e ，t h i sp a p e r t r i e dt oc o m b i n e f u z z ys y n t h e t i c e v a l u a t i o nm e t h o da n d s u b o r d i n a t ef u n c t i o nt h e o r yw i t ht h ec o m p u t e ra p p l i c a t i o n t h a ti st o s a y , l e tt h e c o m p u t e r ”l e a r n ”t h ee x p e l s o p i n i o n so fs e v e r a lp a s tc a s e s t 1 1 e n i tw i l lf i n dt h e e x p e r t s 7 e x p e r i e n c e ( i e t h es u b o r d i n a t ef u n c t i o no f e a c hc o m m e n t ) ，t h u sa c o m p u t e r f u z z ys y n t h e t i ce v a l u a t i o ns y s t e m w i l lb eb u i l tu p t h i ss y s t e mi sa b l et om a k ea f u z z y s y n t h e t i ce v a l u a t i o nf o ra n e w p r o j e c t ( o r as c h e m e ) ，s i m i l a rt ot h ee x p e l s o p i n i o n t h i sp a d c rh a sd i s c u s s e di 1 1d e t a i lt h em e t h o do f e s t a b l i s h i n gac o m p u t e r f u z z ys y n t h e t i c e v a l u a t i o n s y s t e m ，a n d t h ee v a l u a t i o n s y s t e mo ff o r e s h o r e o i l t r a n s p o r t a t i o ns c h e m e s h a sb e e ne s t a b l i s h e da sa ne x a m p l e a t1 a s t i tu s e st h i ss y s t e m t oe v a l u a t eas c h e m e ，a n da n a l y s e st h ee v a l u a t i o nr e s u l tt op o i n to u tt h ei m p r o v e m e n t m e t h o do ft h es c h e m e ， t om a k et h eu s eo ft h i ss y s t e mc o n v e n i e n t ，ac o m p u t e rp r o g r a mh a sb e e n w r i t t e nw i t hv b l a n g u a g e k e yw o r d st h ef u z z ys y n t h e t i ce v a l u a t i o n ，t r a n s p o r t a t i o no ff o r e s h o r eo i l ， f o r e s h o r eo i la n d g a se x p l o i t a t i o n ，v i s u a lb a s i c 孤东滩搿油田i 藉岫外输方案模转j 综合评判采统研究 前言 1 简介 石油工程是一项耗资大、回收期k 、科技含量高、涉及门类广的重大固定资产投资 活动。对这种活动的决策4 i 能带有丝毫的随意性和主观，它必须建立在一套完整的、科 学的论证，即可行性研究的基础上。投资项目的经济评价是u j 行性研究的重要环节，它 为决策层科学决策、提高投资经济效益提供了有力保证。 孤东滩海油田原油外输系统是孤糸油田原油开发的一个重要组成部分，直接影响着 整个油田丌发的经济效益；孤东滩海油属于边际油田，投资风险大，在投资之前列原 油外输方案做出经济评价十分必要。所以，提高投资项目经济评价的准确性和效率是很 有意义的。 以往的经济评价多是由工程技术人员提出若干个方案，由行业的专家小组进行综合 评价。由于专家们有丰富的经验，因此评价结果一般是可行的。此方法已延用良久。 前，随着计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术等高科技的发展，人们已进 入信息时代。人工智能、专家系统的研究已经有数十年的打史，虽然模拟人类思维的计 算机智能从整体上讲还不够成熟。但是人们在这方面的探索已经积累了很多经验：人 智能的实质就是计算机技术和模糊数学等多学科的有机结合。本文试图运用模糊综合评 判的方法，建立起投资项e f 经济性的计算机综合评判系统，并毗此方法探讨孤东滩海油 原油外输方案的综台评价问题，给出具体的方法、步骡、评价结果及评价系统本身的 可拓展性，应用范围的广泛r 陛等。 2 本文采用的方法及创新 浠海石油工程的经济性往往体现在多方面，例如原油外输方案的经济评价尉素包括 外输能力、费用、再利用价值和风险四个方面，它属于一个综合评价问题。与传统的综 合评价方法相比，模糊综合评判方法吸收了人的思维所具有的模糊一_ 生。所谓模糊性，主 要是指客观事物差异的中间过渡的“不分明陛”。例如“清洁与污染”、“冷与热”， 都难以明确地划定界限，这是事物本身的客观属性。如果用传统数学的方法去描述，那 么在量化的过程中就会丢失模糊信息，而这些模糊信息正是事物的本质信息。模糊数学 保留了人的思维和客观事物中的模糊信息，更加真实地反映出客观事物的本来面r 。因 此模糊综合评判方法更接近于人的思维方法，评价结果更为客观、准确。所以本文采用 了模糊综合评判方法。 根据模糊综合评判方法的要求，需要聘请多位专家共同参与评价，但这样做费时费 力效率低。为了节省人力物力，提高效率，并继承擘家们的宝贵经验，本文建立了计 算机评判系统，模拟专家们评价。因为是模拟专家的思维方式，所以需要事先将专家的 思维方式编制成模糊数学模型存入计算机，形成模糊综合评价系统。由于专家的思维方 式就体现在他对方案的评价过程及结果中，所以初期要学习多个过去方案的专家评判资 料在这些资料中可以找到专家们评判的规律。 模糊统计实验是求隶属函数的一利一方法，在大量案例下专家们的评价结果呈现统 f 规律，因此本文采用最小二乘法，根据多个评价案例，求出各评语的隶属函数。由计算 孤东潍海油原油外输方案模糊综台评判系统研究 机算出并存储这些隶属函数后，就可以根据这些隶属函数对新的方案作出类似专家意见 的综合评判。 专家们对评价因素的评语“差”、“好”、，是建立在方案的评价指标上的，因此 在评价指标和对各评语的隶属度之间存在着隶属函数关系，这些隶属函数就代表了专家 们的经验，所以求出各评语的隶属函数等于找到了专家们的经验。 由于计算机的“经验”是从专家们那里学柬的，因此它“见多识广”。可以运用它 对一个方案做出评价，这个评价结果代表了该方案在所有外输方案整体中的水平，看是 否还有改进余地；也可以对多个方案分别评价后，比较评价结果找到最佳方案。 最后本文采用模拟数据进行系统仿真，让计算机学习1 5 个滩海油田外输案例，然 后对孤东滩海油田原油外输方案进行了综合评判，由计算机输出评价结果。最后对评价 结果进行了分析，指出方案的改进方法，供人们决策或参考。 孤东滩海油原油外输方集模糊综合评判系统讲究 1 模糊综合评判系统 1 1 模糊数学简介 1 1 1 模糊数学的意义 首先，模糊数学是描述客观世界的有力工具。我们知道，许多事物或概念相互之间 的界限是不清晰的。比如“清洁”与“污染”之间，“冷”与“热”之问，都很难找出 明确的分界。在传统数学中，一切概念都是基于确定性与精确性的原则来定义的。因此， 传统数学无法提供描述边界不清晰的事物及其关系的方法。模糊数学的产生为描述这类 边界不清的事物提供了一套有效的方法，使人类从此有了以结构化、公式化的手段处理 这类事物的能力，能够在模糊环境中解决问题，做出正确决策。 从某种意义上讲，人类本身就是基于模糊理论活动的。人的眼、耳、鼻是模糊观察 器。它们在不完全精确测量的基础上，分辨东西的大小，声音的高低以及气味的香臭。 人的大脑则是基于模糊规则的推理机和决策器。大脑的思维、判断、推理多数情况下都 是基于非量化的、或是不精确的观测和规则做出的。正是这种处理模糊信息的能力，使 人类能够辨认潦草的字体，理解含混不清的语言，使高性能的计算机和语音识别系统愧 不能及。也正是这种处理模糊信息的能力，使人类可以从杂乱无章的信息中抽取有用的 信息，总结出规律，作出正确的决策。 第二，模糊数学为人工智能的发展提供了理论基础。人工智能，即用机器模拟人的 智能，使计算机能部分的或大部分代替人脑力劳动。我们知道，人脑的思维可分为两类： 一是形式化思维，有逻辑的、循序的特点；二是模糊性思维，可同时进行综合的、整体 的思考。对于前者用计算机模拟人的思维，已经取得许多可喜的成就，目前已经出现具 有这方面智能的计算机，例如计算机下棋，有限的语言对话，数学定理的证明，编制计 算机程序等，但是对后者却是现在的计算机远远无法比拟的。因此当人们在研究人工智 能时，面临着一个重大的课题：就是如何使机器能象人那样去分析和处理现象的模糊性 问题，它要求数学能为解决这样的问题提供新的理论。模糊数学的诞生正满足了这种需 要。计算机技术与模糊数学理论的有机结合将有力地推动人工智能的发展。 1 1 2 模糊数学的产生与发展 传统数学用精确性的、确定性的数学概念来描述客观世晃。在精确性与确定性的前 提下，传统数学建立了一套严谨而完善的公理体系。然而，出于客观世界的多样性和复 杂性，很多事物难以用精确的、确定的概念来描述。某些事件的发生与发展是随机的， 比如硬币抛掷落下后的朝向；某些事物特征的语言描述是模糊的，比如对人体胖瘦高矮 的描述。对于这些情况，传统数学就无能为力了。为了描述事件发生与变化的随机性， 产生并发展了统计数学；而为了描述事物特征的模糊性，产生发展起来了模糊数学。 1 9 6 5 年，美国加利福尼亚大学l a z a d e h 教授发表了著名的论文模糊集合。在 这篇论文中，z a d e h 教授首次提出了模糊性的问题，给出了模糊概念的定量描述方法。 模糊数学从此诞生了。 孤东滩海油【上j 原油外输方案模糊综台评判系统研究 模糊数学在其诞生后的三十余年中发展十分迅速。学习、研究并应用模糊数学的人 越来越多，模糊数学的理论由此日臻完善，其应用也日益广泛。从应用的情况看，模糊 数学己在图象识别、语言处理、自动控制、故障诊断、信息检索、人工智能以及医学、 生物学、社会学及心理学等许多学科和领域中获得了广泛的应用。特别值得一提的是近 年来，空调器、电冰箱、洗衣机等家用电器中也广泛采用了模糊控制技术。可以说，模 糊数学已进入了普通百姓的家庭。 1 1 3 隶属函数 隶属度是客观事物在人们头脑中的反映。人们在生活当中认识了许多模糊概念，凭 着自己的生活经验，对各个模糊概念有自己的评判标准。也就是说，各个模糊概念的隶 属函数已经存在于人们的头脑之中。当然人们是不会觉察也不会有意去运用的，因为人 类的思维本身具有逻辑性和模糊性，这是人类的智慧。不同的人由于种种差异，对概念 的认识也会不同，也就是说，对待同一个模糊概念，每个人头脑中的隶属函数可能会不 同，但是从整体来看，存在着一个客观的隶属函数，这一点可以从模糊统计实验中所呈 现的频率稳定性得到证明。例如，张南伦同志在武汉建材学院选择了1 2 9 位合适的人选， 在他们独立并且认真地考虑了“青年人”的含义之后，提出了他们认为“青年人”的最 适宜的年龄。对这些数据处理后，得到了各年龄对“青年人”的隶属度，据此画出了隶 属函数。他又在武汉大学、西安工业学院等学校作了同样的试验，所得到的隶属函数大 致相同【l 】，如图2 1 所示。这说明“青年人”这一模糊集合的隶属函数是客观存在， 它不因地区不同而产生差异。正因为隶属函数具有客观性，所以求隶属函数是有意义的， 它可以帮助我们客观地认识世界，并指导我们的实践。在后面，将用最小二乘法求隶属 函数，并以此作为评价的依据。 1 1 4 模糊概念和模糊集合 一个概念有其内涵和外延。所谓内涵是指符合此概念所具有的共同属性，例如人这 概念的内涵就是人所有的特征。而外延指的是符合此概念的全体对象所组成的集合， 人这一概念的外延就是全体人类。集合可以表现概念。 集合论是由德国数学家康托创立的。康托集合要求用以构成集合的性质必须是界线 分明的，一个对蒙要么具有该性质，要么不具有该性质，因此康托集合的外延是明确的。 然而，人们头脑中还有很多概念是没有明确外延的。例如，“高个儿”这个概念， 就无法确定出“高个儿”与“非高个儿”的界线。因为如果1 7 0 米是界线的话，那么 1 6 9 米与1 ，7 0 米相差无几，划分为“非高个儿”显然不符合人们的认识。所以存康托 集合的意义下无法造出“高个儿”集合。 这种没有明确外延的概念叫做模糊概念，可以用模糊集合来描述。模糊集合与普通 集合( 康托集合) 的最主要区别是：论域中的元素与普通集合的关系只有两种：属于和 不枵于；而模糊集合与元素的关系有多种，可用 0 ，l 】上的一个数值来表示：取0 时表示元素完全不属于该模糊集合，取“l ”时表示完全属于，取“0 5 ”时表示元素属 孤东滩海油m 原油外输方窠模糊综台评判系统研究 于二该模糊集合的程度为0 5 ，以此类推。所取的这个数叫做元素对该模糊集合的隶属度。 当论域上所有元素对该模糊集合的隶属度仅取 0 ，1 ) 两个值时，这个模糊集合便蜕化为 一个普通集合。因此，普通集合是模糊集合的特殊情况。 由于论域u 中的每一个元素对该模糊集合的隶属度，都可以用【0 ，l 】上的一个确定 的数来表示，这意昧着构造了一个映射，即从u 上每一个元素到模糊集合隶属度的映 射，这个映射称为该模糊集合的隶属函数。模糊集合与隶属函数可以互相唯一确定。每 个模糊集合都有它难一确定的隶属函数：反之，如果链够确定一个模糊集合的隶属函数， 也就确定了这个模糊集合。 1 2 模糊综合评判系统 1 2 1 投资项目经济性的模糊综合评判 对一个投资项目的经济性作模糊综合评价，根掘本章第三节中所述模糊综合评判模 型，首先确定评价因素集u = 投资回收期，净现值，内部收益率，( 不确定性) 风险 。 评语可根据情况选择，以四个等级评语为例，设评语集v = 差，一般，好，很好 。 请专家们来对该项目的投资回收期、净现值、内部收益率和( 不确定性) 风险分别 作出评价，形成评价矩阵是。例如有n 位专家参与评价，在评价投资回收期时，有a 位 专家认为“差”，有b 位专家认为“一般”，有c 位专家认为“好”，有d 位专家认为“很 好”，则对评语“差”的隶属度为a n - - r 1 1 ，对“一般”的隶属度为b l n - 一r 1 2 ，对“好” 的隶属度为c n - - - r 1 3 ，对“很好”的隶属度为d n = r 1 4 。于是得到评价向量( r 1 1 ，r 1 2 、r 1 3 ， r 1 4 ) 。同理可得其他三个评价因素的评价向量。这样就形成了评价矩阵墨： 差一般好很好 r r 】l 厂】2 r 2 lr 2 2 r 3 l，3 2 r 4 1，4 2 r i 3r 1 4 r 2 3r 2 4 r 3 3，3 4 ，4 3，4 4 投资回收期 净现值 内部收益率 ( 不确定性) 风险 再根据专家们的意见确定出权重集是，这样就可得到评价结果芝= 垒0 曼。 由于每次评价项目都要请来专家，比较费时费力。为了节省人力物力，我们止计算 机“学习”专家的经验，模拟专家们评判。这样既能够得到比较准确的评价结果，又能 提高工作效率。 由于评价结果旦= 垒。是，怠是四个评价因素的权重，可以认为在某类相关项目 中都是一样的，看作是已知的常量，这样关键问题就是要求出苎。确定苎就要找到专家 们评价的规律( 各评语的隶属函数) ，在专家们对以往项目的评价资料中，可以找到这 一规律。这样就能够建立起模糊综合评判系统了。 下面建立投资项目的模糊综合评价系统。 1 2 2 收集项目资料及专家们的评价 专家对项目作评价是基于他的经验，这种经验可以通过他对若平个项目的评价表现 孤东滩海油川原油外输方案模糊综合评判系统训f 究 出来。所以我们就根据这些项目的评价资料，利用最小二乘法求出各因素对各评语的隶 属函数，这些函数就代表了专家们的经验。 项目的资料需要包括：该项目的投资回收期、净现值、内部收益率和( 不确定性) 风险值，还应收集有关专家对该项目这四个因素的评价，然后整理成为评价矩阵芝。 项目的数量不能太少，因为每个项目对应着隶属函数图上的一个点，而这些点是求 隶属函数的基础。如果点少，则无法运用最小二乘法确定隶属函数。 1 2 3 求各评语的隶属函数 以求投资回收期对各评语的隶属函数为例： 假设己知n 个项目的评价矩阵芝1 ，是2 ，翌n ，以及各项目中的投资回收期， 例如第一个项目的投资回收期为x 1 年，对它的评价是是1 的第一行向量 ( y l l ( 1 ) ，y 2 1 ( 1 ) ， v 3 l ( 1 ) ，y 4 1 ( 1 ) ) ，其中y 1 1 是对评语“差”的隶属度，y 2 1 是对评语“一般” 的隶属度，y 3 l 是对“好”的隶属度，y 4 1 是对“很好”的隶属度，上标( 1 ) 表示是第 一个项目中里1 的向量，其余项目以此类推。将数据列表如下 隶属度差一般好很好 投资赢爪 x ly l l “y 2 1 ”y 3 1 1 y 4 1 ” x 2y 1 1 2 y 2 1 2 y 3 1 ! y 4 1 2 x ny l l 。y 21 “y 3 1 ”y 4 l 于是，在投资回收期一隶属函数图上可以描出n 组点，每组中有4 个点，分别是同 一个投资回收期对应评语“差”、“一般”、“好”、“很好”的隶属度值。如图1 1 ： 图卜1 隶属度散点图 f i g u r e1 1 t h ed i s p e r s es p o t f i g u r eo fs u b j e c t i o ng r a d e 一6 1 8 6 4 2 0 避峨僻。 。o 。 孤东滩海油原油外输方案模糊综合评判系统研究 这4 n 个点，可以用最小二乘法求出4 条曲线，分别是投资回收期对4 个评语的隶 属函数。函数图形如图卜2 所示： 图1 2 隶属函数图 f i g u r e + 1 - 2f i g u r eo f s u b j e c t i o nf u n c t i o n 图例：代表“很好”，代表“好”， 代表“一般”，- r 代表“差” 1 2 4 投资项目模糊综合评判系统的建立 经过最初的学习，求出了专家们对项目四个因素的评语隶属函数，这样就建立起了 投资项目经济性的模糊综合评判系统。在评价一个新的项目时，只要输入“投资回收期”、 “净现值”、“内部收益率”和“( 不确定性) 风险”的值，将它们代入各隶属函数，就 可得到评价矩阵呈，再由权重系数垒，可以算出评价结果曼= 垒0 墨。这个结果将基本 符合专家们的意见。 这个评判系统还可以不断学习新的投资项目评判资料，并重新计算各评语的隶属函 数，这样就保证了该系统能够及时更新知识，跟上科技高速发展的步伐。因为随着科学 技术的不断创新，投资回收期、净现值、内部收益率、( 不确定性) 风险等都有可能发 生整体变化，人们的观念也会随之改变，所以评判系统也需要不断地学习，才能跟卜时 代的发展。 这个模糊综合评判系统可以建立于不同行业，不同部门的不同项e l ，只要根据实际 问题选择好评价因素，并收集这类项目的若干个评判资料就可以了。 1 2 5 模糊综合评判系统程序 计算机评判系统中包含一个以往投资项目信息的数据库，用户可以使用根据这个数 据库中的项目算出的隶属函数，也可以增加其他项目信息后，重新计算隶属函数。最后， 输入需要评判的项目的各项指标，就能很快得到评价结果。 1 8 6 4 2 0 世唾赫i。 孤东滩潍油原油外输方案模糊综合计判系统研究 程序框图 图1 3 评判系统程序图 f i g u r e1 - 3t h ep r o c e s sf i g u r eo f f u z z y j u d g e m e n t 孤东滩海油原油外输方案模糊综台评削系统研究 1 3 综合评判方法 模糊综合评判是模糊数学的一个应用领域。所谓综合评判，就是对受到多种因素制 约的事物或对象，作出一个总的评价。如果考虑的因素只有一个，评判就很简单，只要 给对象一一个评价分数，按分数的高低，就可将评判的对象排出优劣的次序。但是一个事 物往往具有多种属性，评价事物必须同时考虑各种因素，这就是综合评判问题。由于在 很多问题上，我们对事物的评价常常带有模糊性，因此，应用模糊数学的方法进行综合 评判将会取得更好的实际效果。实践中，模糊综合评判的方法已被应用到采矿、生产、 管理等多个领域，所得的结果能够较好地反映实际情况，为科学管理提供了依据。 1 3 1 模糊综合评判模型 最简单的模糊评判模型是一级模型，应用一级模型进行综合评判，一般可归纳为以 下几个步骤： ( 1 ) 建立评判对象的因素集u = u l ，u 2 ，u n l ，其中u 1 ，u 2 ，1 1 1 1 为n 种评判因素； ( 2 ) 建立评语集v = v l ，v 2 ，v m ，其中v 1 ，v 2 ，v m 为m 个等级评语； ( 3 ) 建立单因素评判，即建立一个从u 到f ( v ) 的模糊映射 f ：u _ 呻f ( v ) ，v “一e u u i 】一 f ( u i ) = ( “1 ，r i 2 ，r i m ) f ( v ) 其中，0 茎埘1 ，1 i h ，1 j 聊，r i l ，r i 2 一，r i 玎】分别是因素u i 对m 个评语 的隶属度，f ( v ) 表示v 上的全体隶属函数。 由f 可导出u v 的模糊关系矩阵： r 厂1 1f 1 2 一 r l m r 2 l，2 2 一 r 2 m r i j 表示第i 项因素对第j 项评语的模糊隶属度。 于是( u ，v ，旦) 构成了一个综合评判模型。 由于对u 中各因素有不同的侧重，需要对每个因素赋予不同的权重，它可表示为u 上的一个模糊子集垒= ( a l ，a 2 ，a n ) ，称为权重集，并且主。，1 。( “”表示a l = l 是模糊集合，以下同。) 在求出呈与垒后，即可得综合评判结果邑= ao 垦：( b ，b ：，b 。) ，即 孤东濉海油原油外输方案模糊综合评判系统研究 r l “ r 2 ” 其中，“0 ”为模糊变换算子符号，它有多种形式，在后面详细介绍a 评判结果旦是v 上的一个模糊子集，b j 反映了第j 种评语在评语的总体v 中所占 的地位。若b j = m a x ( b l ，b 2 ，b m ) ，则根据最大隶属度原则，可以得出最后评语是 vj ( 即第j 种评语) ，而b j 的大小反映了评判对象属于评语v j 的程度。 1 3 2 模糊变换算子 模糊变换算子o有多种形式。在模糊综合评判的原始模型中，白= v ( n t a h ) ， j _ l m ，该模型用m ( 八，v ) 表示。在某些情况下，八和v 运算要失掉许多信息，此 时应当改进模型。引入广义模糊“与”运算和广义模糊“或”运算后，得到了另外几个 综合评判模型，它们是：m ( ，v ) ，m ( 八，o ) ，m ( ，o ) ”。 m ( ，v ) ：白= v ( d i ，f ) ，1 = l ，m l = l m ( a ，。) ：目b j l m ( ，o ) ：西b 1 i 1 ( 辞f a 埘) 1 ( 卵m ) 1 j = l ，m 人们对事物的综合有不同的方式。有时只求单因素最优( 此因素即为主因素) ：有 时突出主要因素但也兼顾其他；有时只求总和最大，等等。这些情况可以通过这些不同 的运算来表现。 m ( 八，v ) 为主因素决定型，因为它的决策结果主要是由数值最大的决定，其余数值 在一个范围内变化都不影响结果。 m ( ，v ) 和m ( 八，o ) 称为主因素突出型，它与m ( 八，v ) 接近，但两个运算之一已 经比原来的精细，由它得到的决策结果在一定程度上反映了非主要指标。 m ( ，o ) 称为加权平均型，它对所有因素依权重大小均衡兼顾，体现出整体特性。 n 而m ( ，+ ) 为普通的乘法运算，白= y ( 巧) ，j = l ，m ，它不仅考虑了所有因素的 孤东滩海油c l i 原油外输方案模糊练台评判系统研究 影响，而且保留了单因素评判的全部信息。因此，和用该算子进行运算，将会得到较好 的评判效果。 显然，不同的模糊变换算子在特定的运算下会得到不同的评判结果，可以根据具体 情况进行选用。 1 3 3 评判矩阵的确定模糊统计试验 由于兰作为u 与v 之间的模糊关系，是一种客观规律，为了能准确地给出璺，通常 要做广泛的模糊统计试验。 例如要确定u 上的某一个因素u 。对评语m 。的隶属度，那么请多人从自己的观点评 论u 是否属于评语m j 。由于每个人观点可能不同，所以有人会认为“u ，属于m 。”，有人 则认为“u ，不属于m ，”。而最终u ，对评语h 1 的隶属度p ( u 。) 可以确定为： r 、“u i 评语w ”的次数 pu l 一一 ， 其中n 是总的试验次数，要求它充分大就可以了。实验表明，随着n 的增大u ( u ) 也 会趋向一个 0 ，1 闭区间上的数，这个数就是u 对评语m 的隶属度“3 。 在做模糊统计实验时，要请多人参与评价，这样得到的隶属度具有统计意义。同时， 请来参加评价的人必须对所评价的对象有良好的理解，这样得到的评价结果才有意义， 不会于扰求出客观的隶属度。所以，在对某个项目方案进行模糊综合评判时，要请该 领域的多位专家共同参与评价，确定出评价矩阵。 1 4 投资项目的经济评价 对于一项工程投资的综合评价涉及的范围非常广泛，包括政治、经济、技术、环境、 资源、组织、风险等多个方面。而对工程投资的经济评价通常是衡量工程项目是否可行 的主要依据。所以在现代的工程项目可行性研究中，经济评价居于核心地位。实践证明， 工程投资经济分析是投资决策科学化的重要内涵，是提高工程建设经济效益的有效工 具。所以，世界各国都在致力于推迸工程项目的可行性研究。我国也早已开始重视并结 合我国国情大力推广应用这种方法，这对有效利用资源、避免决策失误、提高投资经济 效益发挥了重大作用。本文将用模糊综合评判的方法，建立起投资项目经济性的模糊综 合评判系统，并编制成计算机程序。这将大大提高经济评价工作的效率，并继承专家们 的宝贵经验。 经济评价也是一项综合评价。从大处来讲它包括利润、风险两个方面，因为利润与 风险并存，利润越大风险也相应越大，风险导致的损失有可能降低利润：而风险小的项 目往往利润不高。所以评价项目时，应该权衡利润与风险的大小。 利润和风险可以用几个指标来体现。在工程经济上已经建立起了一套较为完整的评 价指标。其中最有代表性的评价判据有三个，它们是：投资回收期、净现值和内部收益 率 3 1 。然而，这三个指标没有考虑未来的不确定性带来的风险，所以本文增加一个( 不 孤东滩海油原油外输方巢模糊综台计判系统研究 确定性) 风险指标。这样在评价项目时，将以这四个指标作为评价因素。下面进一步介 绍它们。 1 ，4 1 货币的时间价值 在评价工程方案时，通常用货币单位来计量得失。由于工程寿命期是一个较长的时 间，所以要考虑货币的时间价值。在介绍上面四个指标之前，首先介绍一下货币的时间 价值，以及后面要用到的公式。 资金的时间价值表现为利息。即为了偿付资金价值，对使用资金需要支付一定的代 价。为了方便计算，归纳出了六个常用计算系数：终值系数和现值系数、等额现值系数 和资金回收系数、等额终值系数和等额预付系数，这六个系数都已制成表格，用时可在 相应表格中查得。后面将用到终值系数和现值系数。 终值系数是指现在发生的金额( 现值) ，按复利关系换算成将来某一时刻的未来值 所用的乘数，用符号( f p ，i ，n ) 表示。 ( f p ，i ，n ) = f p = p ( 1 十i ) “p = ( 1 “) ” 式中：p 一现在发生的金额；1 7 一n 年后的未来值；i 一年有效率。 现值系数是把未来某时刻的金额，按复利关系换算成现值所用的乘数，用( p f ，i ， n ) 表示。 f ( p v ，i ，耻p f = 赢f 后。( 1 + ) “ 1 4 2 净现值( n e tp r e s e n tv a iu e ，n p v ) 净现值是把开发方案每年的净现金流量按基准收益率贴现到基准年后加在一起的 值。n p v = o 时，方案的收支相抵，恰好达到预期的投资基准收益率。n p v o 时，表示方 案可以盈利，其值越大盈利越多。n p v l 不确定性因素i 发生不利变化的概率损失 = i 来计量。 综上所述，对一个投资项目的经济评价可从投资回收期、净现值、内部收益率、( 不 确定性) 风险四个方面进行综合考虑。这四个指标也比较充分地反映了一个项目的盈利 与风险大小。单从四个指标本身来看，投资回收期越短越好，净现值越大越好，内郑收 益率越大越好( 风险越低) ，( 不确定性) 风险越小越好。但是四个指标又互相联系巨相 制约，大到什么程度算好，小到什么程度算好，有一个内在的规律；而且四个指标的重 要性也有不同，即各有权重所以适合于用模糊综合评判的方法来作评价。 值得一提的是，虽然不能用内部收益率的大小来判断方案的好坏，但是在综合评价 中，由于同时考虑了净现值的情况，并考虑了净现值与内部收益率的权重，所以从风险 的角度来看，可以认为内部收益率越大越好，综合评价后的结果会因受到净现值的影响 而有所改变。 2 孤东滩海油田原油外输方案的模糊综合评判系统 孤东油卜h 位于山东省东营市垦利县境内，地处黄河入海口北侧，为黄河新淤滩地， 孤东滩海油田原油外输方案模糊综合评判系统研究 该油田于1 9 8 4 年8 月被发现，地质储量2 4 亿吨，是一个大型披覆构造油气田，含油 面积5 7 平方公里。为抵御海潮及黄河行洪的威胁，1 9 8 6 年孤东油田采用防汛大堤圈闭、 变水上为陆地开发，当年5 月投产，1 9 9 0 年已建成投产5 0 0 万吨年产能力，至今，孤 东采油厂已累积生产原油6 0 0 0 万吨。 随着油田的高速度开发，油层发生锐减，原油产量迅速下滑。目前，孤东采油厂年 产原油仅为2 8 0 万吨。为了孤东油田的长远发展，近年来，孤东采油厂逐步把勘探开发 重点转移到黄河入海口新淤滩海地区，著取得了突破牲进展，相继发现了垦东1 2 、垦 东2 9 、垦东4 、垦东2 2 等大的含油区块，预计地质储量5 0 0 0 多万吨。目前，已经完钻 的垦东4 0 1 、垦东4 0 5 、垦东1 2 1 井均获工业油流。随着滩海油田的进一步开发，滩海 原油外输将变得越来越重要。 2 1 孤东滩海油田原油外输系统 2 1 1 孤东油田油气集输 从地下开采出来的原油和天然气，经过采集、初步加工处理、短期储存，再经装车 外运或经管道外输，这全套工艺称之为油气集输 8 。它是油气田开发的一个重要环节。 油气集输主要包括：采油采气、油气处理、原油储运、二次采油工艺等。因此原油 外输系统是油气集输的重要组成部分。 孤东滩海油田位于远离主体油田的潮间带或极浅海域，其油气开发是通过在海中修 建海： 路及人工岛完成，所以孤东滩海油田原油外输系统属全陆式集输系统。它的部分 工艺设施在海里，部分在陆上。采集、分离、计量等在海里的人工岛上。原油经车辆或 管线运送到陆上进行脱水、稳定、储存、中转，该集输方式适应性较强。但该方式必须 辅设管线，对地形复杂，或原油性质不适宣管输的情况，不宜采用这种方式。 油气集输方案的不同，对外输方式带来了较大的影响。 2 1 2 孤东滩海油田原油外输方式 孤东滩海油田原油的外输包括储存和运输，它是一部分原油通过人工岛上储油罐储 存，经油罐车或管线运输上岸。海上储存系统通常由储油设备和穿梭油罐车组成，其优 点是投资费用小，且投资风险小不会因油嗣储量小的限制，而产生投资风险。由于这种 方式的外输设施可以重复使用，能用于多个油田开发的原油外输任务，使用灵活方便。 可根据油田的产量、储油设施的能力和油田离岸距离，选择一定数量的穿梭油罐车来运 油。并且穿梭油罐车还可以用旧设备进行改装使用或通过租借的方式来得到。设备拆迁 费用较低，再利用价值高。但是这种外输方式受环境条件的影响较大。如果储油罐装满 了原油，而此时气候条件又不允许穿梭油罐车停靠卸油，这种情况会造成油田被迫停产， 从而影响油田的正常生产，而且这种生产停止或启动。将使油田油层性能的一致性受到 损害 9 。另外，这种方式的操作费用也较大。 外输管线的投资费用很高，一旦铺设，必须有足够高的原油产量才能回收管线的投 资，否则投资就难以收回，因而管线外输方式具有较大的投资风险。而且管线的再不用 孤东滩海油田原油外输方案模糊综合评判系统研究 价值很低( 除非还可用于附近油田的开发) ，设备拆迁管理费用也大。但是利用管线外 输原油不受环境气候的影响，不会因恶劣的气候原因造成油田停产。另外，管线的管理 费用较低。 无论哪种外输方式，它们对项目的投资和操作费用都有重大影响，直接影响着整个 油田开发的经济效益。而且孤东滩海油田属于陆上边际油田，因此在确定外输方案之前 优化原油外输方案并对其作出综合评价就更显得重要了。 2 1 3 孤东滩海油田原油外输方案的确定 在确定原油外输方案时，就要对以上两种外输方式作出优化和综合评价。一般原油 外输系统模型将费用最小作为目标函数：针对同一个油田外输任务，分别计算两种外输 方式的最小费用，然后在这两者中选择费用最小的外输方式。但是作为一个投资项目， 仅考虑费用是不够的，还有很多影响方案优劣的因素。例如风险因素，管线有投资风险， 人工岛上储存系统有操作风险，都会影响油田开发的经济效益。所以还应继续作出综合 评价。 原油外输系统如果作为独立核算的系统，那么根据第五章中叙述的综合评价方法， 可以计算它的投资回收期、净现值、内部收益率等指标，作为一个投资项目进行评价； 当原油外输系统作为子系统不能单独核算时，本文又给予如下的讨论。 2 2 滩海原油外输方案的模糊综合评判系统 尽管原油外输系统作为子系统，评价因素会发生变化，但是建立模糊综合评判系统 的方法是一样的。下面按照第一章中所述的步骤，建立起滩海原油外输方案的模糊综合 评判系统。 2 2 1 确定评价因素集 根据胜利油田原油外输方式的特点，我们发现评价可以从以下几方面来考虑：l 、 外输能力，这是系统的产出，也是外输系统最根本的任务所在，外输能力越大越好；2 、 费用，包括投资费用和营运费用等，这是系统的投入，越小越好：3 、再利用价值，海 上储存系统具有较大的再利用价值，外输管线几乎没有再利用价值，但是如果管线能为 后续工程利用的话，那么管线的优势会大大增加，所以再利用价值也是一个对比因素； 4 、风险，外输管线有较大的投资风险，人工岛上储存系统具有较大的操作风险，都会 对油田开发的经济效益产生不利的影响，所以希望风险越小越好。这四个因素比较全面 地反映了外输系统的情况，而且无论是管线还是储存系统，都要考虑这四个方面，具有 可比性。因此，确定评价因素集u = 外输能力，再利用价值，费用，风险，。 一 塑查鲨塑苎型皇塑! 堕i 生塞堡堂堡垒! ! ：型墨鉴型! 王一 2 2 2 评价因素与评价指标 山于上述评价因素：外输能力、费用、再利用价值、风险是未被量化的概念，因此 论域中的元素不能用数值来表示，也就无法写出隶属函数的函数关系式。为此，我们设 法用一一些量化的指标来描述各个评价因素的状态。 考察某一个因素，设其论域为x ，x i ，x 2 ，x n 是其中的元素，p 是反映这个因 素的某个指标，p l ，p 2 ，p n 也是论域x 中的元素，并且有关系x i = g ( p 1 ) ，即指标 p 与因素的各状态有函数关系，能够反映因素。 因为隶属函数f ( x i ) = ( r l ，r 2 ，n n ) 代入x i = g ( p i )得f 【g ( p i ) 1 = ( r l ，r 2 m 1 ) 设玎g ( p ) 为一个新函数h ( p ) 则h ( p i ) = ( r 1 ，r 2 ，m 1 ) h ( p ) 就是指标对评语的隶属函数。只要求出h ( p ) 的函数表达式，就能用指标求出 评语的隶属度了。也就是说，在评价一个外输方案时，只要将方案的指标值代入隶属函 数，就能得到相应因素对各评语的隶属度。 本着能够全面反映因素，荠具有可比性的原则，选用了以下儿个指标，如表2 1 所示： 表2 一l 评价因素表 t a b l e2 1t h et a b l eo f e v a l u a t i o nc o m m e n t i 评价擂际 外输管线岛上储存系统 评价闪素、 外输能力平均日输麓平均日输蹙 再利朋价值可用于其他油田开发的价值设备的剩余价值或可再利用的价值 赞峭初始投资“+ 营运费+ 拆迁赞初始投资“+ 操作费+ 拆迁费 投资风险：操作风险： 风险油田低于边际产油量的概率油田停产的概率损火雕度 损失程度 “注：管线的初始投资包括管线的造价和安装费用； ”注：岛上储存系统的初始投资指对储油罐、穿梭油罐车的投资。叮以通过建造、 购买、改造旧设备或租用等方式实现。 瓶东潍海油【i i 原油外输方案模枷综台i ：t ；判系统训f 宄 2 2 3 确定权重集及模糊算子 一个原油外输方案的优劣，首先要考察其是否能够满足原油生产的需要及其费用是 否能被接受，二者相对统一，尽管再利用价值、风险也比较重要，但其权重相对来院要 低于外输能力、费用，根据专家们的意见，最后确定外输能力、再利用价值、费用、风 险的权重集为a = a 1 ，a 2 ，a 3 ，a 4 - 0 3 ，0 2 ，0 3 ，0 2 。 为了模拟专家评判，得到较为精确的结果，模糊算