[發(fā)明專利]基于改進(jìn)SBM-DEA模型的用水效率評估方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110991312.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113689127A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何艷虎;龔鎮(zhèn)杰;蔡宴朋;楊志峰;譚倩
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明提出一種基于改進(jìn)SBM?DEA模型的用水效率評估方法及系統(tǒng)，解決了當(dāng)前利用SBM?DEA模型進(jìn)行城市用水效率評估時，投入與產(chǎn)出的松弛變量被過度放大，導(dǎo)致評估效率與實際情況偏離的問題，首先確定待評估城市以及各城市用水的投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)，構(gòu)建SBM?DEA模型，然后對投入松弛變量與產(chǎn)出松弛變量進(jìn)行控制處理，得到改進(jìn)的SBM?DEA模型，最后利用改進(jìn)的SBM?DEA模型對指標(biāo)數(shù)據(jù)值進(jìn)行處理，得到各城市用水效率值。改進(jìn)的SBM?DEA模型能控制松弛變量過度放大，使得水資源效率評價結(jié)果不因松弛變量過大導(dǎo)致效率值偏小，用水效率評價結(jié)果更合乎實際，便于指導(dǎo)后續(xù)城市用水效率制度的建設(shè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市用水效率評估的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于改進(jìn)SBM-DEA模型的用水效率評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程進(jìn)入了快速發(fā)展階段，城市是人類生產(chǎn)、生活的重要空間載體，水又是支撐城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要資源，城市用水的發(fā)展也顯現(xiàn)出一系列特征。

用水效率是指在特定的范圍內(nèi)，水資源有效投入和初始總的水資源投入量之比，能反映一個特定系統(tǒng)中，水資源的使用水平。據(jù)國內(nèi)外大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國城市用水結(jié)構(gòu)正在發(fā)生新的變化，城市用水總量經(jīng)過了快速增長期后進(jìn)入了平緩發(fā)展階段，城市人均綜合用水指標(biāo)雖有較大幅度下降，但仍較部分發(fā)達(dá)國家平均水平高出1倍以上，單位用水量產(chǎn)生的GDP僅為發(fā)達(dá)國家的1/6～1/20，供水損失率較高，節(jié)約用水的潛力很大，用水效率也有待提高，對水資源利用效率進(jìn)行評價，可以分析得出各城市的生產(chǎn)生活中對水資源開發(fā)利用的程度以及由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益，進(jìn)而對水資源進(jìn)行優(yōu)化配置，實現(xiàn)水資源的高效利用。

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(Data Envelopment Analysis,DEA)是運籌學(xué)、管理科學(xué)與數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)交叉研究的一個新領(lǐng)域。它是根據(jù)多項投入指標(biāo)和多項產(chǎn)出指標(biāo)，利用線性規(guī)劃的方法，對具有可比性的同類型單位進(jìn)行相對有效性評價的一種數(shù)量分析方法，本質(zhì)是評價單元與參考單元的比值，其中，參考單元可以是評價單元集中的某一個評價單元，也可以是由模型確定的虛擬參考單元，具有算法簡單、評價過程能有效避免主觀因素的優(yōu)勢。基于此方法，2014年2月，韓淑新,譚炳卿,焦軍,等在《江淮水利科技》期刊上發(fā)明“安徽省用水效率評估研究”的文章，通過建立DEA評價模型，分析計算了安徽省近10年水資源利用效率以及各地級市的相對用水效率，便于加強(qiáng)用水效率制度的建設(shè)。

SBM-DEA是在DEA基礎(chǔ)上發(fā)展而來的方法，其方法本質(zhì)依然是評價單元與參考單元的比值，只是通過投入與產(chǎn)出松弛變量來計算評價單元的效率問題，其中，松弛變量可以理解為投入變量的投入冗余及產(chǎn)出變量的產(chǎn)出不足，也可進(jìn)一步理解為評價單元的無效部分，基于SBM-DEA的方法形成的SBM-DEA模型得到了廣泛應(yīng)用，由于模型按照其固有優(yōu)化算法，會使松弛變量盡可能大，則SBM-DEA模型在評價效率過程中存在明顯的問題，即松弛變量被過度放大，而SBM-DEA模型是基于松弛變量進(jìn)行的效率評估，松弛變量被過度放大，則評價單元無效部分也將被過度放大，最終導(dǎo)致評估效率偏離實際情況的結(jié)果發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

為解決當(dāng)前利用SBM-DEA模型進(jìn)行城市用水效率評估時，投入與產(chǎn)出的松弛變量被過度放大，導(dǎo)致評估效率與實際情況偏離的問題，本發(fā)明提出了一種基于改進(jìn)SBM-DEA模型的用水效率評估方法及系統(tǒng)，控制松弛變量，使得用水效率評價結(jié)果更符合實際情況。

為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于改進(jìn)SBM-DEA模型的用水效率評估方法，所述方法至少包括：

S1.確定待評估城市以及各城市用水的投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)；

S2.設(shè)定各個城市用水評價單元的個數(shù)以及每個評價單元的投入與產(chǎn)出的個數(shù)，將每一個評價單元作為一個決策單元；