模糊綜合評價方法在水利水電工程質量評價中的應用

謝 銳

(江西省水利投資集團有限公司，南昌 330000)

水利水電工程是一項基礎性工程，更是影響國計民生的重要基礎設施。水利水電工程兼具防洪、發電、供水、灌溉等社會功能與經濟功能，可以為社會經濟各行各業的穩定運轉提供能源支撐與用水支撐等廣泛的社會經濟服務，同時水利水電工程充分利用自然環境中豐富的水資源及其動力，清潔綠色能源的生產方式可以有效保護自然環境與生態系統的平衡，是一項利國利民、符合科學與可持續發展觀的工程[1]。水利水電工程是一項集結大量人力、物力、財力、復雜程度較高的綜合性、系統性項目，從最初的原材料購買，到生產要求的投入，到實際的施工，最后到工程完工，每一個環節施工過程都很繁瑣，施工環境復雜，施工難度較大，項目施工周期長，在水利水電工程施工的時候不可避免地會遇到諸多因素影響，如季節性暴雨、當地地質環境、機械材料的管理、施工技術、施工人員的專業技能與安全意識等，這些突發狀況或影響因素都會導致水利水電工程施工方案做出調整，工程施工質量會在很大程度上受到波及[2]。因此，對水利水電工程的質量進行評價，嚴格監督與管理水利水電工程的質量，對提高中國水利水電工程質量、縮短工程建設周期、節約工程造價具有重要意義。

1 水利水電工程質量的評價指標分析

對水利水電工程的質量進行評價，首先需要確定質量的影響因素與評價指標，通過對前人的研究成果進行歸納分析，從水利水電工程實施過程出發，將水利水電工程質量評價指標分為以下幾類：

1.1 工程環境

工程環境是指整個施工過程中的工作環境以及工作場地的周圍環境，一般包括施工場地基礎地理環境與勞動環境。水利水電工程周期普遍較長，在施工過程中多專業、多工序、多作業交叉開展[3]，若是無法統籌管理施工機械設備與施工材料等，水利水電工程的質量會受到一定程度的影響，因此，文章將工程環境作為水利水電質量評價的指標之一。

1.2 工程參與者

人員是水利水電工程質量控制的重要影響因素，此處的人員不僅僅是指具體施工人員或技術人員，還包括施工管理層(工程承包單位、監理單位、政府質量監督單位等)。在具體施工技術人員方面，人員的專業技術水平與實踐經驗與施工質量息息相關，直接決定了施工的好壞，如果施工人員專業能力不夠或者責任心不強造成工程施工操作不規范，經其手的施工環節的質量就會大打折扣，無法對工程質量進行有效保障[4]。在施工管理層方面，管理層在實際的施工過程中需要對整個工程項目進行統籌管理，并對每一施工流程進行嚴格監理與質量審查，因此管理層的質量可以在很大程度上影響施工的質量，若是管理層不作為放任自流，就會導致工程項目無人監管，質量無法保證。

1.3 工程設計

水利水電工程設計用于在整個施工過程中指導各項施工活動。通常來說水利水電工程設計方案包括的內容有工程概況、施工的總體部署、施工進度、施工方法、選用的機械設備、勞動組織、采用的新型技術、現場總平面的布置等等[5]，因此編制合理、科學、合法的工程設計方案對保障水利水電工程建設的優質高效性具有重要的促進作用。

1.4 工程觀感質量

工程觀感質量是指對水利水電工程的外觀進行測量與檢查以對工程質量進行評定的重要指標，根據中國頒布的《水電水利基本建設工程單元工程質量等級評定標準》可以通過工程外觀對工程質量進行等級劃分，根據評定標準可知，工程觀感質量可分為4個等級，由第1級到第4級外觀質量逐漸下降。

1.5 工程實體質量

工程實體質量是指采用數字化的測量工具與檢測儀器對工程實體進行定量化量測，獲取水利水電工程實體的相關質量數據，如水泥攪拌樁質量、嵌槽土與河道灘土石方開挖質量、拋石質量等，通過對采集到的質量數據進行定量化處理與分級，作為水利水電工程質量評價的重要指標之一。

1.6 工程驗收結果

工程驗收是工程的最后環節，主要對工程質量進行評估驗收。水利水電工程竣工后需經過嚴格的驗收過程，政府質量監督單位與監理單位按照《水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》對竣工工程進行逐條驗收與評分，并綜合所有評分項最終給出驗收結果，驗收結果通常分為優良、合格與不合格這3個等級[6]。工程驗收是具有高可信度的工程質量評定手段，因此工程驗收結果可以作為工程質量評價的指標之一，共同參與水利水電工程質量評價。

2 模糊綜合評價方法

現實世界中很多研究對象無法對其評價指標進行精準的定量刻畫，導致評價結果多為定性，評價結果的可信度與指導意義受到極大的約束。模糊綜合評價法基于模糊數學的隸屬度理論，將研究對象的定性評價指標以模糊數學的形式轉化為定量評價指標，以實現對受多因素制約的事物或現象的定量化整體性評價。模糊綜合評價法的實現步驟如下：

2.1 確定影響評價對象的因素集合

對評價對象的影響條件進行深入分析，歸納總結出影響評價對象的因素集合U，U={u1,u2,…,um}，其中m為影響因素的個數。

2.2 確定評價對象的評價結果集合

對評價結果進行分析，歸納出評價結果集合V，V={v1,v2,…,vn}，其中n為評價結果的個數，常見的評價結果如優秀、良好、合格、不合格或者會發生、不會發生等，具體評價結果根據所研究對象具體問題具體分析。

2.3 確定各影響因素的評價權重

評價對象的影響因素眾多，但是由于各影響因素對評價對象的影響力不同，則不同影響因素在對評價對象進行評價時的權重應不同。根據各影響因素對評價對象的重要程度設置各影響因素的權重值，構成權重集合A，A={a1,a2,…,am}，其中m為影響因素的個數。模糊綜合評價方法中的權重通常可通過問卷調查或專家評審等形式對權重進行設置。

2.4 單影響因素模糊評價

針對某一影響因素進行模糊評價，設該影響因素為ui，評價結果為vj，該影響因素對評價結果vj的隸屬度為ri,j，以此類推即可計算各單影響因素對各評價結果的隸屬度，各影響因素對應各評價結果所構成的模糊評價矩陣如下所示：

2.5 綜合加權計算

在對各個影響因素分別進行模糊評價與隸屬度計算后，可以形成一個模糊隸屬度集合R(見上式)，不同影響因素對評價對象的影響力不同，因此通過對模糊隸屬度集合進行加權計算，即可獲得模糊綜合評價結果，綜合加權公式如下：

B=(b1,b2,…,bn)=(a1,a2,…,am)

其中bj(j=1,2,…,n)為模糊綜合評價結果，例如優秀的模糊結果為0.75，良好的模糊結果為0.2，合格的模糊結果為0.05，不合格的模糊結果為0，它一般是一個模糊矢量，而不是一個點值，因而他能提供的信息比其他方法更豐富。

2.6 處理模糊綜合評價結果

B=(b1，b2，…，bn)常用的2種方法：

2)加權平均原則：將等級看作一種相對位置，使其連續化。為了能定量處理，不妨用“1，2，3，…，m”以此表示各等級，并稱其為各等級的秩。然后用B中對應分量將各等級的秩加權求和，從而得到被評價對象的相對位置

實際中最常用的方法是最大隸屬度原則，即對模糊綜合評價結果取最大值所對應的評價結果，作為模糊綜合評價的最終結果，例如上例中的最大值為0.75，則模糊綜合評價結果為“優秀”。

3 水利水電工程質量評價實例分析

模糊綜合評價方法具有結果清晰，系統性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決，因而在水利水電工程質量評價中具有廣泛的應用前景。文章以某城區段堤防加固工程為例，確定水利水電工程質量評價指標的隸屬度函數，建立水利水電工程質量模糊綜合評判模型，對該工程的質量進行模糊綜合評價。首先通過專家打分法對該城區段堤防加固工程質量評價指標進行遴選，形成六大一級評價指標與眾多二級評價指標，以及各指標的權重占比，評價指標及權重設置如表1所示。

表1 水利水電工程質量評價指標及其權重

將水利水電工程質量評價結果分為三級(優秀、合格、不合格)，專家根據自身的經驗知識，對該城區堤防加固工程各二級評價指標進行打分，每個評價指標為10分制，以勞動環境為例，綜合專家的打分結果，該評價指標的評價結果為5分優秀、3分合格與1分不合格，通過單影響因素模糊評價計算公式計算得到勞動環境隸屬于優秀、合格、不合格的隸屬度分別為0.556、0.333、0.111，工程環境中勞動環境、工程技術環境、施工環境、工程管理環境4個二級評價指標的隸屬度矩陣為：

根據專家經驗知識設置各一級與二級評價指標權重系數，工程環境一級評價指標中的二級評價指標權重系數為A工程環境=[0.15,0.2,0.45,0.2]，對二級評價指標下的各個影響因素的隸屬度進行加權平均計算B工程環境=A工程環境R工程環境=[0.60575,0.30525,0.08880]，B工程環境即為工程環境一級指標隸屬于各評價結果的隸屬度值，依次類推即可獲得各一級指標隸屬于各評價結果的隸屬度值。

然后對各一級評價指標進行二級層次綜合評價，根據專家經驗知識所設置的各一級評價指標權重進行二級層次綜合評價，6個一級評價指標權重系數為A=[0.12,0.18,0.1,0.3,0.1,0.2]，對6個一級評價指標進行加權平均計算，最終得到該城區堤防加固工程的質量評價結果為：認為質量優秀的約有72%比重，認為質量合格的約有23%比重，認為質量不合格的約有5%比重，對模糊綜合評價結果取最大值所對應的評價結果，作為模糊綜合評價的最終結果，則該水利水電工程的模糊綜合評價結果為優秀。

4 結 論

文章詳細闡述了模糊綜合評價方法在水利水電工程質量評價中的應用，以某城區堤防加固工程為評價對象，將模糊綜合評價方法應用于該堤防加固工程的質量評價中，評價結果表明該堤防加固工程質量為優秀，與實際工程質量評價結論一致，這表明模糊綜合評價方法可有效應用于水利水電工程質量評價。

[1]楊大魁.基于模糊識別理論的水利工程質量評定研究[J].水利規劃與設計，2016(05)：60-63.

[2]張毅.基于模糊綜合評價的水利水電工程質量評價研究[D].成都: 西南交通大學，2014.

[3]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.

[4]歐陽紅祥，李欣，張信娟.模糊綜合評價在水利水電工程外觀質量評定中的應用[J].價值工程，2012(05)：80-81.

[5]高君.模糊綜合評判法在水利工程質量量化評價中的應用[J].硅谷，2009(09)：114.

[6]黃漢球.模糊綜合評分模型及其在水利水電工程環境影響評價中的應用[J].紅水河，2008(04)：66-68.