基于改進的模糊綜合評價法的水利工程施工質量綜合評價

摘 要：考慮到傳統模糊綜合評價法利用最大隸屬度原則確定水利工程施工質量等級時，存在重要信息丟失的問題，確立了一種基于最大隸屬度原則有效度和置信度準則有機結合的水利工程施工質量評價方法。該方法可對最大隸屬度原則有效度進行檢驗，并可在有效度小于0.5時，利用置信度準則判斷工程施工質量級別。并以某堤防加固工程為例進行施工質量等級評價，結果表明采用基于最大隸屬度原則有效度和置信度準則有機結合的堤防加固工程施工質量評價方法確定工程施工質量等級，其結果更合理、更具有說服力、更全面，能較準確的評價工程施工質量。

關鍵詞：水利工程；施工質量評價；模糊綜合評價法；最大隸屬度原則；有效度；置信度

引言

保證工程質量是工程設計、管理、施工、監理工作中的重要目標，加強水利水電工程質量管理是適應高強度、大規模水利水電工程建設的迫切要求。對于堤防加固工程施工質量影響因素多，結構復雜的特點，依據我國相關標準，《SL176-2007水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》[1]和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-堤防工程》[2]等的有關規定，對工程質量進行質量評定及檢查驗收。對于工程施工質量的評定，需依據相關標準、規程，此外還需要有定量的客觀評價，需要采取對應的方法來評價工程質量等級。模糊綜合評價法由于可以較好的解決綜合評估中的模糊性，所以更加適合于評估因素多、層次結構多的對象系統[3]。

然而，對于傳統的模糊綜合評價方法尚存在缺陷，例如最大隸屬度原則選取了部分信息，從而可能導致信息的丟失，從而使結果失真[4]。因此，使用時有必要對評價結果進行有效性檢驗，并對失效結果進行處理，為此文章結合以往改進的經驗，通過質量控制評價模型的應用與改進，并將其應用在堤防加固工程施工質量評價中，以期得到更加科學、合理、全面的評價結果。

1 模糊綜合評價指標體系建立

影響工程施工質量的主要因素包括“人（Man）、材料（Material）、機械（Machine）、方法（Method）、環境（Environment）”等五大方面，即4M1E[3]。水利水電工程的施工質量評價是全壽命期內各個階段的綜合評價，即施工準備、施工以及竣工驗收三個階段，通過調查選取各個階段中影響工程質量評價的指標，其中工程質量評價一級評價指標包括準備階段、施工階段以及竣工驗收階段3個方面，每個一級評價指標又進一步分解出二級評價指標若干個。3個一級評價指標共分解為7個二級評價指標。具體見圖1水利工程質量評價指標體系。

2 傳統模糊綜合評價模型的建立

模糊綜合評價模型的建立需要經過以下步驟。

步驟1 確定評價指標集。指標集是選取對評價對象的影響比較大的因素的集合G。單因素評價指標gtik（t=1，2…n；i=1，2…n；k=1，

2…n）。

步驟2 確定權重集。由于各個指標對于評價對象的影響程度，重要程度是不盡相同的，因此在進行合成前需要進行權重的確定。權重集W是對各評價指標重要程度的直觀反映。

步驟3 確定等級評價集。評價集是各個評價等級的集合。評價集V=（v1，v2…vn），各元素分別代表不同的評價級別。

步驟4 確定單因素評價模糊矩陣。對于指標集中的某一個指標gtik，則對評價集中vj的隸屬度為mikj，而對于因素的隸屬度可將其組合為單因素評價模糊矩陣。

步驟5 模糊綜合評價。由于各個評價指標對于評價對象的影響程度不同，因此需要建立一個以指標集Gti為基礎的權重模糊子集Wti。即一級層次權重模糊子集為W21=（w211，w212…w21k），以此類推。然后，需要進行模糊綜合評判矩陣A的建立，即A21=W21M21=（a211，a212…a21j），其中aj為模糊綜合評價指標。利用最大隸屬度原則，選取Max（a211，a212…a21j）作為工程質量評價結果。

3 模糊綜合評價模型的改進

3.1 傳統的模糊綜合評價法存在的問題

傳統的模糊綜合評價法在運用的過程中存在缺陷。首先，在利用最大隸屬度原則選取Max（a211，a212…a21j）作為工程質量評價結果時，對實際情況的反映包含主觀因素。

其次，一般根據最大隸屬度原則來判斷評價對象類別，但是最大隸屬度原則可能只選取了部分信息，從而可能導致信息丟失的缺陷，使結果真實性喪失。在模糊綜合評價的實例中，最大隸屬原則被運用在很多地方，但是此原則并非普遍適用[5]。例如，得到的某一個評價結果為A=（0.4，0.3，0.3），利用最大隸屬原則進行直觀的分析評價結果，則可以直接評定為優良。理論上可以較客觀的反映本身界限的模糊性，但是在上例中運用最大隸屬度原則，有效程度不高，損失的信息量較多。而在某些情況下，也存在最大隸屬原則完全失效的情況，例如A=（0.3333，0.3333，0.3333），此時根據最大隸屬原則無法判斷所屬類別，即最大隸屬原則失效。因此，使用時有必要對評價結果進行有效性檢驗，并對失效結果進行處理。所以，需要一種改進的方法。

3.2 模糊綜合評價法的改進

首先，由于最大隸屬度原則反映的評價包含主觀因素，所以需要一個確切的分數來客觀反映評價的結果。利用相應方法可將質量評價結果Max（a211，a212…a21j）轉換為定量的綜合評價值[6]。依據《SL17

6-2007水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-堤防工程》將工程質量級別分為三個等級，即優良、及格、不及格，具體劃分見表1。

從而可得到參數列向量P=（90，70，0）T，工程最終綜合評價結果x=AP。再以工程質量級別評價標準為依據，則可以客觀的確定工程的質量等級。

其次，由于對于最大隸屬度原則可能出現不適用性，會造成結果失真。因此，改進的模糊綜合評價法采用以下步驟判別工程施工質量。

步驟1：采用最大隸屬原則的有效度檢驗公式[7]判定工程施工質量級別的有效度。

4 工程實例

影響水利水電工程施工質量的因素頗多，層次結構復雜，因此需要對其進行多層次、細致的評價分析，以期對工程施工質量有一個科學、合理、嚴謹的評價。為此，文章以某堤防加固工程[8]為例，運用改進后的模糊綜合評價法對工程施工質量進行綜合評價。各層次的權重可采用二元比較決策法并綜合評審組專家意見確定。

4.1 確定等級評價集

依據《SL176-2007水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-堤防工程》，根據工程實踐和經驗由專家給出合理科學的評價分數級，本工程將質量等級劃分為三個級別，即優良、合格、不合格，具體見表1。

4.2 模糊綜合評價結果

運用模糊綜合評判方法，以工程準備階段的工程設計為例進行評價。

則該工程施工質量綜合評判結果：

A=WM=（0.7104，0.2310，0.0586）0.7104+0.2310+0.0586=1，表明是歸一化的評價結果。

運用傳統模糊綜合評價法，到此依據最大隸屬度原則即可判斷對于該工程的工程質量優良、合格、不合格的隸屬度分別為71.04%，23.10%，5.86%，從而整個項目的最終質量評價等級為優秀。

然而，評價結果包含太多的主觀因素，也存在丟失信息的缺陷，因此需要對評價結果的有效度進行檢驗，并對失效的結果進行處理。

4.3 最大隸屬度原則有效度？孜的計算

根據式（1）對評價所確定的最大隸屬度原則有效度？孜進行計算，通過計算可以得到整體有效度？孜=1.2242，在[1，+∞）的范圍內，屬于非常有效，因此工程整體的最大隸屬度原則是非常有效的。但是，仍要對三級、二級層次下各個因素進行計算，三級層次的最大隸屬度原則有效度見表3，二級層次的最大隸屬度原則有效度見表4。

4.4 綜合評價

由于經有效度檢驗，本工程最大隸屬度原則有效度？孜=1.2242，屬非常有效區間，因而可以采用最大隸屬度原則進行工程質量等級評測。工程整體綜合評價結果為x=AP=80.1060>80，說明該水利工程施工質量等級為優良。

5 結束語

（3）以傳統模糊綜合評價法為基礎，確立最大隸屬度原則有效度和置信度準則有機結合的改進模糊綜合評價法，并將其應用于堤防加固工程的施工質量評價，并以定量的結果x=80.1060進行評價，得到評價結果為優良。結果表明這是一種合理、可靠且更全面的工程施工質量評價方法。

參考文獻

[1]SL176-2007水利水電工程施工質量檢驗與評定規程[J].2007.

[2]SL634-2012水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-堤防工程[J].

[3]李重用.水利水電工程施工質量評價方法研究[D].國防科學技術大學，2009.

[4]徐健，吳瑋，黃天寅，等.改進的模糊綜合評價法在同里古鎮水質評價中的應用[J].河海大學學報（自然科學版），2014（02）：143-149.

[5]陳耀輝，孫春燕.模糊綜合評判法中的最大隸屬原則有效度[J].重慶師范學院學報（自然科學版），2001，18（1）：45-47.

[6]李明金.建筑工程質量評價研究[D].南京理工大學，2008.

[7]王靜，董肖麗.模糊評價中最大隸屬度原則的改進[J].河北水利，2011（02）：27-28.

[8]張煒.基于模糊綜合評價法的中小水利水電工程施工質量評價[J].水電能源科學，2014（01）：157-160.