中国石油物探技术发展的回顾与展望

摘要 我国石油物探的发展可以xx年代为界分为两个阶段.前阶段主要在前苏联帮助下建立了石油物探的自立基础，掌握了对方法的正确应用，为我国大油气田的发现做出了重要贡献.后阶段在改革开放的形势下，针对实际需要，全面引进西方先进技术，并切实加强了研究开发，技术水平得到迅速提高，建立了庞大的以地震勘探为主体的石油物探工业系统;在整个历史阶段，石油物探工作在不断前进，但和国外对比，总体技术水平还有较大差距.今后还应重点加强石油开发地球物理工作，并以此带动整个石油物探技术的进步.

关键词 石油物探，回顾，展望，中国.

一、引言

中国石油物探工作可以追溯到19xx年的电法工作，到xx年代中后期形成小型的工作队伍;xx年代初期在前苏联的帮助下进一步发展成为较适合石油勘探工业需要的，有一定规模的综合性队伍，xx年代后期随着全国石油普查勘探工作的全面高速展开和我国地球物理勘探技术人才大批涌现，石油物探得到蓬勃的发展，石油物探队伍发展到约80个队，并成立了全国性和地区性的生产组织领导机构，建立了稳定的高级技术人员的培养和仪器研制的基地.这一基础保证了后xx年中虽然国家出现过重大的曲折，但石油物探始终能为我国找油气服务，并不断创新，不断取得技术上的进步;最终形成目前由300多个地面物探队(地震队占97%以上)、20多个VSP队、40多个数据处理中心、30多个研究院(所)和5个仪器装备制造厂.组成能与地质、钻探紧密配合、相互渗透的庞大的石油物探工业技术体系.

二、我国前期石油物探发展的基本特征—实际应用

xx年代，石油物探这门找矿技术用于我国找油气的勘查，它摆脱了当时石油普查勘探早期以地面地质为主就油而找油，围着已知油田外围转，收效甚少，处于可有可无“配角”地位.石油物探技术的正确应用可归纳为几条经验:

1.成为综合区域勘探的主要方法.可用它圈定拗陷边界、查明区域构造轮廓，也就是说应用比例尺为1/100万一1/50万重磁面积测量与电法、地震的大剖面测量，研究结晶基岩性质和埋深，以及火成岩发育的程度，划分各种“基底”的埋深和起伏，划分构造层并了解各层内部结构，划分大断裂边界和断裂深度，圈定沉积盆地和二级构造带.因此能否成功地开展大面积物探普查，以便从盆地整体出发全面了解、作出评价、选好靶区，这是充分发挥石油物探在找油气中的作用的第一步.

2.成为发现和查明多类局部构造(圈闭)的关键技术手段.以地震反射法为主，其它物探方法为辅进行面积测量，以研究背斜类型(含断层切割)和非背斜类型(含断块、绕曲、不整合、尖灭、潜山等)构造的形态、大小、深度等几何参数.实现对地下地质的局部构造普查、详查.这是石油物探在发现和勘探油气中起较直接作用的阶段.

3.在应用过程中处理好区域展开与局部研究的关系.因为区域范围可大可小，区域的了解可深可浅，区域工作要先行，并不要其先结束.为了达到在有限的勘探力量、有限的时间、有限的资金等条件下更快地找到油气、就需要在适度的区域面积普查的基础上及时进行一定的局部构造普查详查，使两者的布署能有机地结合起来.这样区域工作不漏掉主要局部构造，局部工作能较早地检验区域工作中所得到的认识，提高对区域的分析研究水平.这是一个在找油气工作布署中始终存在的矛盾，要较好地处理这一矛盾就要充分分析实际条件，把地质与物探很好地结合.

正是这些经验促使我们只花了xx年左右的时间在东部发现了许多油气田(如大庆、胜利、江汉等).它的正确性和适用性在当前西部和海域等地区发现的新油气田(如塔里木、南海、车海

等)工作中又得到进一步证实.

因此，从历史回顾的角度看，xx年代之前约xx年之中，我国石油物探最大的进展是培养了一大批能正确地结合中国实际条件，将物探技术成功地应用于油气勘探的人才.

这xx年中，在具体技术的引进、消化改革上也取得了从未有过的进步.以地震技术为例，从光点地震发展到模拟磁带技术，从一次反射剖面发展到多次覆盖反射剖面方法技术，从地震仪器装备全部引进发展到基本国产化等等，使物探工作具有一定的物质技术基础.但这些进步还不够快而且缺乏创造性.

三、我国后期石油物探发展的基本特征—应用、开发、研究

在石油物探作用发挥的同时，石油勘查工作的进一步展开，又提出了很多新的要解决的课题，特别是全国在19xx年开展第二轮油气普查和提高油气产储比、回收率以及钻井技术发展的要求下，石油物探要在油气的新领域、新类型、新地区、新深度展开工作，要适应钻井新技术发展的需要，如定向钻井、水平钻井、高效钻井.这些要求和需要给我们提出一些要解决的课题:

1.地质上要研究复杂的断陡构造、寻找隐蔽油气藏和超小型的圈闭(约0.25km2)、解剖逆掩断裂带、了解盆地及其以下的深部结构特性、从历史发展变化的角度研究与找油气密切相关的地质地理等问题，甚至要求直接指示油气.总之要实现构造、地层、岩性、油气结合的探侧，要获得浅、中、深层资料，要提高勘探的精确度、准确度和详细程度.

2.从地理景观上，要解决在复杂恶劣的地理条件下进行高效施工的问题(含激发打钻、交通运输、后勤生活保证等).这些地区有高山相对比高大于50伽rn)、大沙漠区、海陆过渡带、湖泊沼泽区、盐碱地、大戈壁滩、碳酸盐岩裸露区、西藏高原区、黄土源区.这样的复杂区，其面积可占我国大陆约370万km之的沉积岩展布区的一半以上.

3.为了适应钻井技术的发展和钻探费用的增涨，要求提供更好更多能帮助钻前预测、随钻预测以及特殊观测的资料，如地层压力、高精度的储层层位水平延伸的顶底板位置(误差小于士lm)、斜井VSP测量等.

由于有前期的基础、有客观的需要、有明确的问题、又有一个有利于发展的国内开放改革和近10多年来国外石油物探技术迅猛发展的大环境.因此，在最近xx年中，我国石油物探发生了极大的变化，主要有以下方面:

1.全面实现了数字化技术.几种主要的石油物探方法技术(重力、磁法、电法、地震)从采集到处理和解释成图都应用了数字讯号技术.

2.全面提高观测精度.重力精度由0.1一0.03mGal提高到拌Gal级，磁测灵敏度由InT提到0.oo25nT，地震观测的动态范围由4odB提高到84一120dB、频率由2任一30Hz提高到50一6oHz、平均道数由24道提高到138道(最高可达到千道)、叠加次数由6一12次提高到30一120次.

3.提高了野外观测效率.特别是陆上地震勘探每队年平均效率由约Zookm提高到550km，最高可达到loookm以上.

4.多种总体性的新方法技术已成为(或正在成为)石油物探工作中的常规技术方法.如高精度的重力法、磁法、地温法、大地电磁法、瞬变电磁法、地震法中的三维地震(含弯线、宽线、面积)、VSP地震、高分辨率地震、超多道地震、多波地震、可控震源地震、综合地震等.为提高石油物探解决地质问题的能力提供了新的方法技术基础.其中三维地震已成为我国地震勘探技术在近xx年内最重要的技术突破，是研究精细构造、复杂构造和储层特性最有效的工具，目前陆上三维地震工作量已占陆上总工作量的50%;VSP也已较普遍地得到应用，组建了一批专门队伍，测井600多口，在层位判别和提高精细度上都有肯定的效果;高分辨率地震开始得到推广.

5.在引进仪器装备的同时，已基本建成了国产化仪器装备的研究生产基地(特别是地震方面

的仪器设备发展更为迅速).主要可生产以下仪器:IGS2/MP一4型高精度微机质子磁力仪，HC一85型航磁仪和Z一80数据采样系统，WY一SK一1004型遥测地震数据采集系统，FP一3386现场地震处理机，GSes20DX系列地震检波器及其WY一JF一7004型侧试装置，wJ系列HGS仪X二一120HB240系列120道/24.道陆上/海上地震电缆、漂缆跟踪系统，地震、重力、滋法、电法的处理/解释系统(YH处理系统、KJ892o处理系统、GPP人机联作地震解释工作站、MT人机解释工作站)，各种类型地震钻机(wTZ一30、10oB、100C、200型、Q50型、SQ一SOMAN型、SQ一50TM型)可控震源(KZ一20型)以及中小型越野装备(沙舟WTC一5120型、东风EQ一2060型、镇江ZJ2200型)等.同时还建成了多个数字化超声地震物理模型实验室.它们和庞大的引进技术设备一起形成了我国水平较高、适应性较强的技术物质基础.

6.与引进消化相结合，形成了较完善的数字处理方法系统.数字处理方法的应用，不仅只对物探信息做些局部加工(如滤波、求速度)而且可用于物探信息加工、处理、显示的全过程(如编辑、校正、处理、提参数、位场转换、时深转换、二维和三维成图). 基本摆脱了手工操作 www.51lunwen.com 一，实现自动拟合成图及加强了方法综合.对地震勘探来说，内容更是丰富多彩，其常规处理包括:编辑、切除、动校、静校、频率分析、速度分析、滤波、反褶积、叠加、偏移、三瞬、保幅、谱均衡、出剖面;其特殊处理包括:信噪相干分离技术、非常规偏移技术、振幅处理(含AVO)、子波处理、虚测井处理、积分地震道技术、岩性处理、沿层地震特性分析、三维(面积、宽线、弯线)处理、高分辨率处理、一维(或二维)正反演模拟、时频分析、地震层析、VSP处理、多波(多分量)处理、分形分维、层位和参数的提取和综合判别、油气检测等;并开始应用人机联作处理解释技术.

7.在引进与实际相结合前提下，应用和发展了新的地震解释概念理论和方法技术，并总结了中国各区的地震特征.各个油区普遍应用地震地层学、层序地层学方法进行区域构造、地层、岩相、沉积相、地史和沉积体系域的研究.应用地震资料的解释性处理技术(速度提取、振幅处理、子波处理、一维反演、正反演模型、波形分析、多参数综合判别、地面、井下资料综合)研究储层空间特性(厚度、孔隙度、饱和度、岩性)和含油气性.应用三维地震资料的特殊解释和显示技术，研究三角洲、河道砂等特殊沉积相、断层、小幅度构造等地质现象.应用新的构造类型对压扭、张扭等不同应力条件下的“花式”构造形迹做解释.应用平衡剖面技术和特殊处理技术在人机联作解释工作站作构造和沉积的精细解释，为推复构造带分析和设计油藏水平钻井轨迹提供可靠的资料.还出版了很有价值的中国地震图册.

8.在建立更可靠的表层模型和提高地下成像质量的方法技术上有明显的进步.针对中部、西部的沙漠、山地、黄土源等恶劣的表层条件形成了系列的相对折射静校法(如微测井初至折射静校法、南疆沙漠区相对静校法、利用共炮点和共接收点一次剖面求静校量法、人机联作静校法、初至相关静校法)和绝对折射静校法(生产炮初至静校法、地震层析技术计算静校量、模型静校法).基本解决了静校正参考面选择和与此相关的处理解释技术方法问题，以及校正量的计算问题，大大提高了地震资料的基础质量.在偏移成像方面，由低精度低角度时间偏移到高精度高角度时间偏移，由二维偏移到三维偏移，由叠后偏移到叠前偏移，由NMO到DMO，都进行了大量研究.形成了系列方法技术，并有较完善的理论，其中二维叠后偏移、二维DMO、二维叠前偏移、三维叠后偏移等已能在生产实际中较广泛地应用，使一些复杂构造的地区取得准确的地下结构剖面.如川东的陡断构造剖面.

9.较广泛地开展了应用基础的研究.如在非均匀、各向异性、多孔多相介质中地震波的传播特性及其算法，波动方程法介质参数反演技术，模式识别、聚类分析、地质统计、神经网络、灰色系统理论、小波分析和分形分维理论的应用，多种波型的地震层析技术等等各个方面都进行了研究并取得了成绩.

10.综合物探有新的应用.由于非地震方法实现了高精度数字化、应用了数字处理方法技术和

对异常机制的更深的了解.因此利用综合物探勘查古生代新领域的构造、沉积、地层、油气、盆地和深地壳问题取得了好效果.如对扬子碳酸盐岩区和塔里木地区的区域构造特征、盆地分析、深地壳、油气远景有利区带、沉积层内构造、火成岩区覆盖下的沉积构造甚至岩性、油气指示等问题的研究上都得到了大量前xx年所没有的崭新的成果.其中重力、地震联合分层定量解释所取得的效果最有意义.

综上所述，我国石油物探技术的发展基本上可分为两大阶段(图1)，前阶段主要是以应用国外已有的技术为主，后阶段由于客观条件和要求的变化及其复杂性，因此大大加强了对技术的研究开发和对国外先进技术的全面引进、消化、吸收和应用.从而使勘探能力和技术水平迅速提高.在空间上石油物探工作已在我国东部、中部、南部、西部各地区较充分地展开，实现“准全地理”施工，并使它的探测精确度、详细度和信息利用率比xx年代成10倍地提高;在石油地质工作进程上开始适应普查、勘探、开发和回采的全过程需要.这样在一定程度上解决了第二阶段中所提出的三个课题的要求.后阶段石油物探技术的高速进步为我国在老油区发现新油气田，和在诸如东海、塔里木、扬子区等新区中发现油气田已发挥了突出作用，它已成为实现我国现行的“稳定东部、发展西部和开拓海域”的找油气方针的重要保证.

四、认识和展望

1.我国石油物探要与石油地质和我国实际情况相结合才能保证正确的发展方向.

2.石油物探的存在与发展依赖于技术能否进步.全面的、全方位的引进方法技术装备和结合自己的实际与优势，研究、开发技术以及大力推广普及新技术加快装备更新，是加速提高我国石油物探水平和效益的可靠措施.

3.重要的方法研究、开发、推广，关键技术装备的更新换代，专业骨干技术人员的培养成才，往往都需要相当长的时间，一般要xx年左右.

4.石油物探是由知识理论、工业技术和实际经验三方面有机组成的科学技术.相对于前二点实际经验积累是难以“速成”的，但它又往往是决定石油物探效果的关键，它的表现是难以捉摸的，为此要特别重视这方面人才的培养、使用和爱护.

5.没有系统的技术贮备、没有足够的计算机和其它装备、没有足够的基础投资、没有稳定的发展战略、没有正确的方针政策、没有大批能献身于事业的专门人才，石油物探连续进展将是十分困难甚至是不可能的.

这些认识似乎理所当然，但实际上要真正认识到并付于行动却非易事.为了更好地发展石油物探事业，我们应当尊重它，按规律办事，不要把“短、平、快” 搞过了头.

数xx年来石油物探工作就总体而言是始终在前进的，但就两个阶段中的局部对比而言，则是有进有退，最突出的退步是:①野外施工管理质量的下降;②高等教育部门技术物质基础的相对落后(相对于生产部门).③人的责任感、事业心和职业素质的下降.这是我们今后发展石油物探工作中应充分重视解决的问题.

数xx年来虽然我国石油物探技术工作有很大的发展，尚能跟上国外先进水平，但是如果横向对比评价，目前我国的石油物探还只是处在数量居前列、水平居后的状态，而且某些关键技术与国外的差距又出现拉大的势头，如地震数字处理技术，极需大幅度降低数量，大幅度提高技术水平，通过艰苦努力才能迎头赶上.

今后，一方面应当巩固完善已有的技术，继续在找油气区充分展开工作;另一方面，应当重点围绕油气开发的需要重点发展地震和电法，这需要迅速应用地面超多道、24位、遥测、多分量数字地震采集设备，应用井中激发源和井中多道接收器，应用超级并行计算机和综合处理解释工作站，应用综合地震法、立体地震法，认真地进行岩性、油气直接指示的基础研究.从而，逐步形成以高分辨力地震、立体地震、多波(多分量)地震和智能化的综合判别系统为支柱的新的一代方法技术.我们可以预期开发地球物理学的发展将会推动整个石油物探的进步.最后，笔者认为石油物探技术不是“夕阳技术”.因为技术往往是有共性和互通的，技

术永远是发展的.希望我国的石油物探技术加速前进

参考文献1.黄绪德，总结经验、努力实现石油物探现代化，石油物探，60论).4一12.1979

2.陆邦干、谢剑鸣，我国石油地球物理勘探的回顾与展望.地球物理学报，22.358一363，1979

3.陆邦干，石油工业地球物理勘探早期发展史大事记(1939一19xx年)，石油地球物理勘探，20，338一343，1985

4.程金篇、李文光，我国石油地球物理勘探技术现状与展望，石油地球物理勘探，25，l一9，1”.

5.张德忠，中国天然气总公司199.年地球物理勘探活动情况，石油地球物理勘探，26，795一796，1991.

6.张德忠，中国天然气总公司19xx年地球物理勘探活动情况、石油地球物理勘探27，691一692，1992.

7.Freneh，W.5.，lmpiicarion of paralleleompuration in data processing The Leading Edge.June11.6.1992

第二篇：铁道工程论文

题 目：城市轨道交通

学 号：

姓 名：

指导教师：

学 院：

城市轨道交通

摘要：城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。世界各国普遍认识到：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。轨道交通很早就作为公共交通在城市中出现。起着越来越重要的作用。经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们，只有采用大客运量的城市轨道交通（地铁和轻轨）系统，才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径。

关键词：城市轨道交通、优势、问题与展望

一．城市轨道交通的定义

城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。

城市轨道交通是指具有固定线路，铺设固定轨道，配备运输车辆及服务设施等的公共交通设施。“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。

二．城市轨道交通的优势

⒈城市轨道交通有较大的运输能力

城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多而具有较大的运输能力。单向高峰每小时的运输能力最大可达到6万～8万人次（市郊铁道）；地铁达到3万～6万人次，甚至达到8万人次；轻轨1万～3万人次，有轨电车能达到1万人次，城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。据文献统计，地下铁道每公里线路年客运量可达100万人次以上，最高达到1200万人次，如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流，据统计，地铁在早高峰时1h能通过全日客流的17%～20%，3h能通过全日客流的31%。

⒉城市轨道交通具有较高的准时性

城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，不产生线路堵塞现象并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。 ⒊城市轨道交通具有较高的速达性

与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在专用行车道上，不受其他交通工具干扰，车辆有较高的运行速度，有较高的启、制动加速度，多数采用高站台，列车停站时间短，上下车迅速方便，而且换乘方便，从而可以使乘客较快地到达目的地，缩短了出行时间。 ⒋城市轨道交通具有较高的舒适性

与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在不受其他交通工具干扰的线路上，城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，城市轨道交通具有较好的乘车条件，其舒适性优于公共电车、公共汽车。 ⒌城市轨道交通具有较高的安全性

城市轨道交通由于运行在专用轨道上，没有平交道口，不受其他交通工具干扰，并且有先进的通讯信号设备，极少发生交通事故。

⒍城市轨道交通能充分利用地下和地上空间

大城市地面拥挤、土地费用昂贵。城市轨道交通由于充分利用了地下和地上空间的开发，不占用地面街道，能有效缓解由于汽车大量发展而造成道路拥挤、堵塞，有利于城市空间合理利用，特别有利于缓解大城市中心区过于拥挤的状态，提高了土地利用价值，并能改善城市

景观。

⒎城市轨道交通的系统运营费用较低

城市轨道交通由于主要采用电气牵引，而且轮轨摩擦阻力较小，与公共电车、公共汽车相比节省能源，运营费用较低。

⒏城市轨道交通对环境低污染

城市轨道交通由于采用电气牵引，与公共汽车相比不产生废气污染。由于城市轨道交通的发展，还能减少公共汽车的数量，进一步减少了汽车的废气污染。由于在线路和车辆上采用了各种降噪措施，一般不会对城市环境产生严重的噪声污染。

三．城市轨道交通的问题与展望

1． 问题

一是从各城市轨道交通的建设经营现状看，大多数轨道交通处于政府补贴状态，赢利水平低。目前只有香港、伦敦、东京等少数几个城市轨道交通运营盈利。轨道交通作为一种城市公共产品，具有巨大的外部效应，这些外部效应影响着城市轨道交通空间资源价值。城市轨道交通空间作为城市空间的重要组成部分，蕴涵着丰富的自然资源、社会资源和人文资源。如果能对轨道交通空间资源的进行整合利用，以及通过市场配置和行政机制将其经济收益投入到城市轨道交通建设和运营上，那么则可实现城市轨道交通的投资、建设、运营、发展的良性循环。二是从各城市包括武汉市建设实践来看，由于各种原因，轨道交通空间与其它交通空间、城市建筑空间、地下空间衔接利用不够，造成相关工程建设间的冲突和矛盾，直接导致城市资源的巨大浪费，即轨道交通整体利用规划滞后。作为城市建设空间系统的重要组成，轨道交通空间应与其它交通空间、城市建筑空间、地下空间有机衔接、综合发展、协调利用，以取得城市空间资源利用效用的最大化。因此，研究城市轨道交通空间资源的综合利用与轨道交通空间整体利用规划，已成为现代城市建设与经营研究的重要课题。

2.未来展望

当前，中国已经进入城市轨道交通建设的高速发展时期，“到20xx年，我国城轨交通里程将达到7396公里，以每公里约5亿元计算，保守估计还需要3万亿元的投资，年均达3000亿左右。城市轨道交通在未来的xx年是黄金的xx年”，铁科院工程咨询有限公司副总经理孙宁在“20xx年设备工程监理国际合作论坛”上，就“如何实现城市轨道交通节能减排问题”做出了详细阐述。

城市轨道交通的未来是光明的，综合发展政策应要统筹兼顾，把解决城市交通问题、促进城市合理布局、强化城市（区域）间协调发展、实现轨道交通的可持续发展作为制定轨道交通发展政策的首要选择。

文献参考:

《中国城市轨道交通未来十年发展趋势及政策导向》，董焰、单连龙

《城市轨道交通概论》，孙章 蒲琪

第三篇：系统工程论文 浅谈层次分析法的优缺点

系统工程论文

浅谈层次分析法的优缺点

姓 名：

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成 绩：

教师评语：

年月日

浅谈层次分析法的优缺点

（李建坤，0901021031，20xx级；工程管理专业，合肥学院，230022）

【摘要】层次分析法是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。运用层次分析法有很多优点，其中最重要的一点就是简单明了。同时它也有很多的缺点，例如，不能为决策提供新方案、定量数据较少，定性成分多，不易令人信服、指标过多时数据统计量大，且权重难以确定等。

【关键词】层次分析法;优点;缺点

A Few words on the advantages and disadvantages of

analytic hierarchy process

(LiJiankun, 0901021031;20xxlevel; the specialty of engineering management, Hefei university, 230022)

[Abstract]Analytical hierarchy process (AHP) is the decision of the elements down into the always target, standards, scheme level, based on the qualitative and quantitative analysis for the decision-making method. Analytical hierarchy process (AHP) has a lot of advantages, one of the most important is simple and clear. At the same time it also has many shortcomings, for example, can't provide a new scheme for decision-making, quantitative data less, qualitative composition more, not easy convincing, index data statistics are too big, and weights are difficult to be determined, etc.

[Keywords]Analytical Hierarchy Process; Advantages; disadvantages

正文

一、 引言

层次分析法（Analytic Hierarchy Process简称AHP）是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于本世纪xx年代初，在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提

出的一种层次权重决策分析方法。

层次分析法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。

在现实世界中，往往会遇到决策的问题，比如如何选择旅游景点的问题，选择升学志愿 的问题等等。在决策者作出最后的决定以前，他必须考虑很多方面的因素或者判断准则，最 终通过这些准则作出选择。 比如选择一个旅游景点时，你可以从宁波、普陀山、浙西大峡谷、雁荡山和楠溪江中选 择一个作为自己的旅游目的地，在进行选择时，你所考虑的因素有旅游的费用、旅游地的景 色、景点的居住条件和饮食状况以及交通状况等等。这些因素是相互制约、相互影响的。我们将这样的复杂系统称为一个决策系统。这些决策系统中很多因素之间的比较往往无法用定 量的方式描述，此时需要将半定性、半定量的问题转化为定量计算问题。层次分析法是解决 这类问题的行之有效的方法。层次分析法将复杂的决策系统层次化，通过逐层比较各种关联 因素的重要性来为分析、决策提供定量的依据。虽然层次分析法有很多的优点，但是它也有局限性，本文其优缺点进行简单的陈述。

二、层次分析法的简介

所谓层次分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法，称为层次分析法。

层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

三、层次分析法的步骤

1、建立层次结构模型 。

2、构造成对比较阵。

3、计算权向量并做一致性检验。

4、计算组合权向量并做组合一致性检验。

5、构造判断矩阵。

四、优点

1、是系统性的分析方法

层次分析法把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具。系统的思想在于不割断各个因素对结果的影响，而层次分析法中每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果，而且在每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化的，非常清晰、明确。这种方法尤其可用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期等的系统评价。

2、 是简洁实用的决策方法

这种方法既不单纯追求高深数学，又不片面地注重行为、逻辑、推理，而是把定性方法与定量方法有机地结合起来，使复杂的系统分解，能将人们的思维过程数学化、系统化，便于人们接受，且能把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，最后进行简单的数学运算。即使是具有中等文化程度的人也可了解层次分析的基本原理和掌握它的基本步骤，计算也经常简便，并且所得结果简单明确，容易为决策者了解和掌握。

3、 所需定量数据信息较少

层次分析法主要是从评价者对评价问题的本质、要素的理解出发，比一般的定量方法更讲求定性的分析和判断。由于层次分析法是一种模拟人们决策过程的思维方式的一种方法，层次分析法把判断各要素的相对重要性的步骤留给了大脑，只保留人脑对要素的印象，化为简单的权重进行计算。这种思想能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题。

五、缺点：

1. 不能为决策提供新方案

层次分析法的作用是从备选方案中选择较优者。这个作用正好说明了层次分析法只能从原有方案中进行选取，而不能为决策者提供解决问题的新方案。这样，我们在应用层次分析法的时候，可能就会有这样一个情况，就是我们自身的创造能力不够，造成了我们尽管在我们想出来的众多方案里选了一个最好的出来，但其效果仍然不够人家企业所做出来的效果好。而对于大部分决策者来说，如果一种分析工具能替我分析出在我已知的方案里的最优者，然后指出已知方案的不足，又或者甚至再提出改进方案的话，这种分析工具才是比较完美的。

但显然，层次分析法还没能做到这点。

2. 定量数据较少，定性成分多，不易令人信服

在如今对科学的方法的评价中，一般都认为一门科学需要比较严格的数学论证和完善的定量方法。但现实世界的问题和人脑考虑问题的过程很多时候并不是能简单地用数字来说明一切的。层次分析法是一种带有模拟人脑的决策方式的方法，因此必然带有较多的定性色彩。这样，当一个人应用层次分析法来做决策时，其他人就会说：为什么会是这样？能不能用数学方法来解释？如果不可以的话，你凭什么认为你的这个结果是对的？你说你在这个问题上认识比较深，但我也认为我的认识也比较深，可我和你的意见是不一致的，以我的观点做出来的结果也和你的不一致，这个时候该如何解决？

比如说，对于一件衣服，我认为评价的指标是舒适度、耐用度，这样的指标对于女士们来说，估计是比较难接受的，因为女士们对衣服的评价一般是美观度是最主要的，对耐用度的要求比较低，甚至可以忽略不计，因为一件便宜又好看的衣服，我就穿一次也值了，根本不考虑它是否耐穿我就买了。这样，对于一个我原本分析的‘购买衣服时的选择方法’的题目，充其量也就只是‘男士购买衣服的选择方法’了。也就是说，定性成分较多的时候，可能这个研究最后能解决的问题就比较少了。

对于上述这样一个问题，其实也是有办法解决的。如果说我的评价指标太少了，把美观度加进去，就能解决比较多问题了。指标还不够？我再加嘛！还不够？再加！还不够？！不会吧？你分析一个问题的时候考虑那么多指标，不觉得辛苦吗？大家都知道，对于一个问题，指标太多了，大家反而会更难确定方案了。这就引出了层次分析法的第二个不足之处。

3. 指标过多时数据统计量大，且权重难以确定

当我们希望能解决较普遍的问题时，指标的选取数量很可能也就随之增加。这就像系统结构理论里，我们要分析一般系统的结构，要搞清楚关系环，就要分析到基层次，而要分析到基层次上的相互关系时，我们要确定的关系就非常多了。指标的增加就意味着我们要构造层次更深、数量更多、规模更庞大的判断矩阵。那么我们就需要对许多的指标进行两两比较的工作。由于一般情况下我们对层次分析法的两两比较是用1至9来说明其相对重要性，如果有越来越多的指标，我们对每两个指标之间的重要程度的判断可能就出现困难了，甚至会对层次单排序和总排序的一致性产生影响，使一致性检验不能通过，也就是说，由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，通过所构造的判断矩阵求出的特征向量（权值）不一定是合理的。不能通过，就需要调整，在指标数量多的时候这是个很痛苦的过程，因为根据人的思维定势，你觉得这个指标应该是比那个重要，那么就比较难调整过来，同时，也不容易

发现指标的相对重要性的取值里到底是哪个有问题，哪个没问题。这就可能花了很多时间，仍然是不能通过一致性检验，而更糟糕的是根本不知道哪里出现了问题。也就是说，层次分析法里面没有办法指出我们的判断矩阵里哪个元素出了问题。

4. 特征值和特征向量的精确求法比较复杂

在求判断矩阵的特征值和特征向量时，所用的方法和我们上学期多元统计所用的方法是一样的。在二阶、三阶的时候，我们还比较容易处理，但随着指标的增加，阶数也随之增加，在计算上也变得越来越困难。不过幸运的是这个缺点比较好解决，我们有三种比较常用的近似计算方法。第一种就是和法，第二种是幂法，还有一种常用方法是根法。

5、此外AHP方法还有其他缺点

它只能在给定的策略中去选择最优的，而不能给出新的策略；AHP方法中所用的指标体系需要有专家系统的支持，如果给出的指标不合理则得到的结果也就不准确；AHP方法中进行多层比较的时候需要给出一致性比较，如果不满足一致性指标要求，则AHP方法方法就失去了作用；AHP方法需要求矩阵的特征值，但是在AHP方法中一般用的是求平均值（可以算术、几何、协调平均）的方法来求特征值，这对于一些病态矩阵是有系统误差的。

六、总结

本文总所提出的观点既有自己的想法，同时也参考了同类书籍中总结的内容，鉴于水平有限，缺点错误在所难免，敬请读者予以指正。

参考文献

[1]钱学森等.论系统工程.长沙：湖南科学技术出版社，1998

[2]孙东川，林永福.系统工程引论.北京：清华大学出版社，20xx