Διερεύνηση πλαισίου αξιολόγησης συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων μικρής κλίμακας με πολυκριτηριακή ανάλυση αποφάσεων:
Creators: name: Γάλλιου, Φανή Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Πολυκριτηριακή ανάλυση
Προσδιορισμός βαρυτήτων
συστήματα επεξεργασίας λυμάτων
Ανάλυση ευαισθησίας
Multicriteria analysis
Weights estimation
Wastewater treatment plant
Sesitivity analysis

description: Μέσα σε ένα γενικότερο πλαίσιο προστασίας του περιβάλλοντος και περιορισμού της ρύπανσης, ιδιαίτερης σημασίας είναι τα έργα περιβαλλοντικού σχεδιασμού, στα οποία συγκαταλέγονται και τα έργα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Η διαχείριση των αστικών υγρών αποβλήτων και ιδιαίτερα η επεξεργασία και διάθεσή τους, συνδέονται άμεσα, τόσο με αντικείμενα της υδατικής ρύπανσης, όσο και με αυτά που αφορούν στην ανάπτυξη, χρήση και γενικότερα στη διαχείριση των υδατικών πόρων μιας περιοχής. Στην Ελλάδα, έχουν κατασκευαστεί κα! ι λειτουργούν μονάδες επεξεργασίας υγρών αστικών λυμάτων μεγάλης δυναμικότητας, ωστόσο, το πρόβλημα δεν έχει αντιμετωπιστεί στο σύνολό του, καθώς σε μικρή κλίμακα, τέτοιας φύσεως προβλήματα εξακολουθούν να υφίστανται. Στην παρούσα εργασία, αναπτύσσεται διαχειριστικό μεθοδολογικό πλαίσιο για την αξιολόγηση και επιλογή του βέλτιστου συστήματος επεξεργασίας υγρών αστικών λυμάτων μικρής κλίμακας με τη μέθοδο της πολυκριτηριακής ανάλυσης. Η πολυδιάστατη φύση των προβλημάτων περιβαλλοντικού σχεδιασμού, καθιστά απαραίτητη την εφαρμογή πολυκριτηριακού μοντέλου, λόγω της ύπαρξης μιας σειράς κριτηρίων αξιολόγησης και της εμπλοκής διαφοροποιημένων ομάδων στη διαδικασία της απόφασης. Έτσι, η αξιολόγηση, σύγκριση και τέλος η επιλογή του βέλτιστου, σε κά! θε περίπτωση, συστήματος επεξεργασίας λυμάτων γίνεται με τη χρήση δυο μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης. Η πρώτη αποτελεί συναρτησιακό μοντέλο θεωρίας πολυκριτήριας άξιας MAVT και στοχεύει στην κατασκευή ενός συστήματος αξιών (value system) που ενοποιεί την προτίμηση του αποφασίζοντα, σε σχέση με όλα τα κριτήρια επιλογής, χρησιμοποιώντας μια προσθετική συνάρτηση αξίας. Το προσδιοριζόμενο με αυτόν τον τρόπο σύστημα αξιών, απαιτεί όλες οι επιλογές να είναι άμεσα συγκρίσιμες, ακόμη κι όταν τέτοιες συγκρίσεις είναι αμφισβητήσιμες, λόγω έλλειψης κατάλληλων στοιχείων και καταλήγει σε πλήρη κατάταξη των δράσεων, παρέχοντας ένα ποσοτικό μέτρο για κά! θε μια, που οδηγεί τον εκάστοτε αποφασίζοντα στην τελική απόφαση. Η δεύτερη μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η ELECTRE III της οικογένειας των σχέσεων υπεροχής, μιας πολυδιάστατης μεθόδου, ευρέως διαδεδομένης, ιδιαίτερα σε προβλήματα περιβαλλοντικού σχεδιασμού. Η μέθοδος αυτή, σε αντίθεση με την προηγούμενη, πραγματοποιεί διμερείς συγκρίσεις μεταξύ των εναλλακτικών και επιτρέπει σε ορισμένες δράσεις να παραμένουν ασύγκριτες, όταν δεν υπάρχει επαρκής πληροφορία για την ακριβή κατάταξή τους. Έτσι, διαφορετικές αξίες παραμένουν μη συγκρίσιμες με το ίδιο μέτρο. Επιπρόσθετα, οι τεχνικές των σχέσεων υπεροχής δε θεωρούν τόσο ισχυρές υποθέσεις και συχνά καταλήγουν σε μερική κατάταξη των πιθανών δράσεών τους. Τα δυο προαναφερόμενα μοντέλα πολυκριτηριακής ανάλυσης εφαρμόζονται για έξι διαφορετικά Συστήματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων (μικρής κλίμακας), χρησιμοποιώντας τις αποδόσεις των Συστημάτων αυτών ως προς δώδεκα διαφορετικά κριτήρια. Σε κάθε κριτήριο αποδίδεται και διαφορετική βαρύτητα. Για την εκτίμηση των βαρυτήτων που αντιστοιχούν σε κάθε κριτήριο, χρησιμοποιούνται οι εξής μέθοδοι: η ROC ή η Simos και η Εντροπία. Οι δυο πρώτες αποτελούν μια πιθανοθεωρητική διαδικασία και χρησιμοποιούνται προκειμένου να αποδοθεί βαρύτητα, σύμφωνα ! με την υποκειμενική αντίληψη του αποφασίζοντα, ενώ η τρίτη εκφράζει την αντικειμενικότητα των αποδόσεων των Συστημάτων, λαμβάνοντας υπόψη την πληροφορία που παρέχουν τα κριτήρια στην περιγραφή ενός συνόλου εναλλακτικών. Η τελική βαρύτητα που χρησιμοποιείται από τις μεθόδους πολυκριτηριακής ανάλυσης, προκύπτει από το συνδυασμό των μεθόδων ROC και εντροπίας για τη MAVT και Simos και εντροπίας για την ELECTRE III, βάσει ενός συντελεστή λ, η τιμή του οποίου καθορίζει το ποσοστό συμμετοχής της υποκειμενικότητας και αντικειμενικότητας. Στη συνέχεια, και εφόσον προσδιοριστούν οι αποδόσεις των Συστημάτων και οι βαρύτητες των κριτηρίων, προκύπτουν οι τελικές κατατάξεις των Συστημάτων για κάθε μέθοδο, σύμφωνα με την οποία γίνεται και η σύγκριση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των δυο μεθόδων. Επίσης, πραγματοποιείται χονδρόκοκκη (αδρομερής) ανάλυση ευαισθησίας βάσει σεναρίων ως προς την τελική επιλογή των Συστημάτων των δυο μεθόδων, με τη διαφοροποίηση κάποιων παραμέτρων, όπως: ο εξυπηρετούμενος πληθυσμός αυτών, η διαφοροποίηση της επιθυμίας των Αποφασιζόντων ως προς την αρχική κατάταξη των κριτηρίων των Συστημάτων, η κατηγοριοποίηση σε ομάδες οικονομικών, περιβαλλοντικών, τεχνικών και κοινωνικών κριτηρίων, καθώς και το ποσοστό της συμμετοχής της υποκειμενικότητας και αντικειμενικότητας στον καθορισμό των βαθμών βαρύτητας. Τέλος, πραγματοποιείται και τύπου Monte Carlo ανάλυση ευαισθησίας των δυο μεθόδων, ως προς τη μεταβολή των τελικών βαρυτήτων που αποδίδονται στα έντεκα κριτήρια, κατά μια διακύμανση της τάξης του ± 10%, προκειμένου να ελεγχθεί η σταθερότητα που παρουσιάζουν οι δυο μέθοδοι για τη μεταβολή αυτή, ως προς τις τελικές κατατάξεις.
description: In a frame of the environmental protection and reduction of the pollution, environmental planning projects, such as wastewater treatment plants, are very important. Management, treatment and disposal of wastewater are directly connected with water pollution, even with the use and management of water resources in a certain area. It is pointed out that in Greece bigger wastewater treatment plants have been constructed and are already in operation. However, there are still many shortages in decentralized wastewater systems. In the present thesis, the design of a methodological management framework for the evaluation and selection of the best small wastewater treatment plant with multicriteria analysis takes place. Environmental planning is characterized by multidimensional nature problems, so the application of a multicriteria model is very important because of the presence of many different criteria and decision makers in the selection procedure. So, the evaluation and selection of the better, in each different situation, small wastewater treatment plant takes place with two different multicriteria analysis methods. The first one is a functional multiattribute value theory model (MAVT) which aims at the construction of a value system and consolidates the decision maker’s preference according to all criteria, with the use of an additional value function. According to this value system, the possible options are required to be directly comparable, even though this is difficult because of the lack of proper evidence. Moreover, this value system drives to a complete rank, as it gives quantitative results for each alternative. That is how the decision maker takes the final decision. The second multicriteria analysis method, ELECTRE III, of the outranking techniques, is commonly used in environmental planning problems. In contrast, this method is a relational method, where bilateral comparisons between the alternatives take place. It is mentioned that, some alternatives can be non – comparable in case of lack of information. Moreover, the outranking techniques drive to partial ranking of the alternatives. The two mentioned before multicriteria analysis models, are implemented at six different small wastewater treatment plants which are characterized by twelve different criteria. Each criterion has different weight. For the evaluation of the criteria weights two methods are used: ROC or SIMOS and ENTROPY method. The first two methods are a probability procedure and each one assigns the subjective weight, according to the decision maker preference. The third ENTROPY method, assigns the objective weight, according to the information the criteria assign to the description of the alternatives. The final weight used from both multicriteria analysis methods derives from the combination of the objective and subjective techniques with the use of a λ coefficient. This coefficient represents the percentage participation of ENTROPY method. After all these and after the wastewater treatment plants performances determination, the final rank arises for each multicriteria analysis method, according which the evaluation and comparison of the alternatives takes place. Furthermore, a scenario based (coarse grained) sensitivity analysis is carried out as it concerns the final wastewater treatment plant selection and the differentiation of some coefficients. Such coefficients are the equivalent population, the first criterion ranking, according to decision makers’ preference, the criteria clustering in financial, environmental, technical and social and the λ coefficient. Finally, a Monte Carlo sensitivity analysis is carried out, for both multicriteria analysis methods. The sensitivity analysis concerns the simultaneously change of the final weight of the eleven criteria at about ± 10%. According to this procedure the stabilization of both methods in this change is checked.