基于組合賦權和集對分析的施工項目綠色集成評價

董 娜，卿 青，李魯潔

（四川大學建筑與環(huán)境學院，四川成都 610065）

1 研究背景

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速增長和城鎮(zhèn)化進程的加快，工程建設行業(yè)得到了迅猛發(fā)展。工程建設各參與方中，施工企業(yè)是創(chuàng)造生產(chǎn)價值最直接的部門，施工項目管理水平直接影響工程利潤的高低，而有效的工程項目評價是提升工程建設管理水平的重要保障。傳統(tǒng)的施工項目評價主要關注經(jīng)濟效益，但隨著信息化技術的快速發(fā)展以及環(huán)境保護意識的日益增強，傳統(tǒng)模式已經(jīng)不符合當前建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展理念。因此，集成考慮項目的經(jīng)濟效益和社會效益、短期效益和長期效益、行業(yè)現(xiàn)狀和未來趨勢，建立一套施工項目綠色評價體系，對施工企業(yè)核心競爭力的提升和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

近年來，國內(nèi)外學者在項目評價領域進行了深入研究。譚濤等［1］梳理了50 篇國內(nèi)有關項目評價文獻，列出高頻指標并對評價的層級結(jié)構(gòu)進行分析；張媛［2］建立了施工項目評價指標體系；張識宇等［3］、袁尚南等［4］建立了項目經(jīng)理評價指標體系；閆學偉［5］對重大工程項目后評價進行了研究并確定了指標評價標準；Hwang 等［6］定義了包含技術、經(jīng)濟、人員、安全等4 個領域的項目評價范圍。部分學者也在傳統(tǒng)理論基礎上進行改進創(chuàng)新，如Costa 等［7］利用企業(yè)關鍵業(yè)績指標（KPI）體系分析了巴西、智利和美國的建筑企業(yè)績效評價；Bassioni 等［8］總結(jié)了英國建筑業(yè)的3 類績效測量框架——關鍵績效指標、平衡計分卡和EFQM 卓越模型；Salazar-Aramayo 等［9］對于成本在項目績效評價中的影響進行了詳細分析。

當前，在建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的背景下，綠色施工和綠色建筑成為國內(nèi)外學者的關注焦點。趙金先等［10］建立了多層次的綠色施工項目評價指標體系來甄選具有優(yōu)秀綠色施工能力的投標單位，并提出了施工綠色度的概念；張俊強等［11］設計了多模型集成的綠色施工方案評價方法；李林等［12］從技術、經(jīng)濟、社會、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展5 個方面進行分析，提出了低碳經(jīng)濟下的公共工程項目評價框架；Hwang 等［13］通過對綠色商業(yè)園區(qū)與傳統(tǒng)商業(yè)園區(qū)進行比較，確定了綠色商業(yè)園區(qū)建設的關鍵成功因素及其對項目管理目標的影響；Yeung 等［14］建立了標桿管理模型以評估項目成功與否，并提出了一份包含環(huán)境性能的KPI 清單。綜上所述，當前研究主要針對綠色施工或綠色建筑，綜合考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展需要的綠色集成評價研究較少，同時缺少一套切實可行的評價指標和評價方法。

在信息化技術迅猛發(fā)展的今天，建筑信息模型（BIM）技術的推廣普及成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。郭紅領等［15］提出了施工階段的BIM 應用模式；于曉明［16］構(gòu)建了建筑企業(yè)BIM 應用能力量化評估模型；楊蜜等［17］基于結(jié)構(gòu)方程模型建立了BIM 應用效果測度模型；Abdirad［18］建立了BIM 評估框架、BIM 應用目標和性能評估趨勢；Bryde 等［19］將項目成功的標準設為參照對實際應用BIM 的項目進行分析；Succar 等［20］提出從3 個階段劃分BIM 成熟度：基于對象的建模、基于模型的協(xié)同和基于網(wǎng)絡的集成。

由上述文獻可知，面臨建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的巨大壓力，綠色化和信息化已經(jīng)成為當然的研究熱點，也是企業(yè)提高管理水平、建立核心競爭力的關鍵，將其融入施工項目評價，建立切實可行的施工項目綠色集成評價體系是促進建筑業(yè)升級轉(zhuǎn)型的關鍵。

2 施工項目綠色集成評價

2.1 綠色集成評價內(nèi)涵

綠色集成評價是指不僅評價項目的傳統(tǒng)目標完成情況，還要結(jié)合建筑業(yè)發(fā)展趨勢對其在綠色施工以及信息化等可持續(xù)發(fā)展方面進行綜合評價。與傳統(tǒng)評價相比，綠色集成評價更強調(diào)施工過程中的環(huán)境友好性以及項目管理技術手段的先進性［21］，以進一步節(jié)約資源，減少對環(huán)境的污染，促進先進技術的應用和管理水平的提升。因此，綠色評價不能一味追求經(jīng)濟效益和傳統(tǒng)目標的實現(xiàn)，還應降低項目實施過程中對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響，同時注重管理方法和先進技術的應用，提高管理效率［22-23］。

2.2 綠色集成評價指標建立

本文在整理國內(nèi)外績效評價相關文獻的基礎上，結(jié)合工程案例分析和企業(yè)調(diào)研，采用扎根理論對收集到的資料進行歸納分析（見圖1），最終建立包含6 個傳統(tǒng)指標（財務、進度、質(zhì)量、安全、物資和科技人才）和2 個可持續(xù)指標（綠色施工和信息化）的綠色集成評價指標體系（見圖2）。根據(jù)對當前綠色施工相關政策規(guī)范，以及歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)整理出的綠色施工評價指標及標準如表1 所示，信息化評價指標及標準如表2 所示。

圖1 施工項目綠色集成評價指標識別流程

圖2 施工項目綠色集成評價指標體系

表1 綠色施工評價指標及標準

表2 綠色施工信息化評價指標及標準

3 指標權重確定

3.1 施工項目綠色集成評價調(diào)查問卷

為確保數(shù)據(jù)來源準確性，本研究課題組邀請了23 位具有豐富經(jīng)驗的專家填寫調(diào)查問卷，其中包含項目管理層、企業(yè)管理層以及高?？蒲腥藛T。調(diào)查數(shù)據(jù)（以下簡稱“樣本”）表明，隨著信息技術的發(fā)展，已有越來越多的企業(yè)將BIM 技術運用到實際項目中（見圖3）。施工管理部分的調(diào)查顯示，目前絕大多數(shù)項目在實施過程中使用了綠色施工相關措施（見圖4），而阻礙綠色施工的主要原因是投入增加和缺少強制性規(guī)定。

圖3 綠色施工項目應用BIM 技術程度的樣本統(tǒng)計

圖4 綠色施工項目建設主要措施的樣本統(tǒng)計

3.2 改進的G1 組合賦權法

傳統(tǒng)G1 法由評價者根據(jù)評價標準確定指標重要性排序，再確定相鄰指標間的相對重要性比值。在實際應用中，為減少專家主觀因素的干擾，通常會邀請多位專家同時對指標進行重要性判斷。在多專家、多指標的綜合評價中，如果采用傳統(tǒng)的G1 方法，將使得權重計算變得十分復雜和困難。針對以上問題，本研究在使用群組G1 組合賦權法時作出改進。首先針對多位專家對指標排序不一致的問題，將不同專家對指標的排序轉(zhuǎn)換成分值，根據(jù)指標分值得到一個綜合排序。對于相鄰指標相對重要性比值不易確定的問題，本研究通過相鄰指標得分標準差的比值來確定相對重要性程度，在一定程度上減少了由專家判斷帶來的主觀影響，使得最終權重分配結(jié)果更加科學客觀。改進后的權重確定過程如下：

（1）一致性檢驗。對于多位專家給出的指標排序,利用斯皮爾曼等級相關系數(shù)對排序進行一致性檢驗，淘汰不能通過一致性檢驗的排序結(jié)果，確保數(shù)據(jù)的有效性。斯皮爾曼相關系數(shù)淘汰標準為：計算一位專家和其他所有專家的斯皮爾曼等級相關系數(shù)的均值，當均值大于等于0.5，則該專家的排序通過一致性檢驗；否則，淘汰該專家排序。將樣本進行一致性檢驗，計算結(jié)果如表3 所示，所有斯皮爾曼相關系數(shù)值均大于0.5，符合一致性檢驗要求。

表3 基于樣本的施工項目綠色集成評價指標斯皮爾曼相關系數(shù)檢驗結(jié)果

（2）二次綜合排序。將多位專家的排序進行二次綜合排序，首先將指標的排名轉(zhuǎn)化成分數(shù)R，再將多位專家的分數(shù)進行匯總得出指標的綜合得分Ri*（i=1,2,3,…,n）。按得分Ri*的大小進行重新排序，分值大的排名高，反之排名低；若出現(xiàn)兩個指標得分相同，則通過計算不同得分的標準差來確定指標排序。維度A的各指標排序結(jié)果如表4 所示。

表4 基于樣本的施工項目綠色集成評價指標A 維度二次綜合排序結(jié)果

（3）確定指標相對重要性程度。對樣本根據(jù)流程計算出評價指標各維度及各維度下每個指標的權重分配如表5 所示，可以看出，財務、質(zhì)量、安全依然是績效評價重點關注的內(nèi)容。由于近年來信息化技術的推廣，項目信息化管理維度權重也較高；而綠色施工管理維度權重最低，通過回訪發(fā)現(xiàn)主要原因是綠色施工會增加施工成本而很難帶來直接收益，因此受訪者對于綠色施工的重視程度不高。綠色施工管理的關注重點是周邊居民滿意度、綠色環(huán)保工地建設和綠色建筑材料使用；信息化管理中權重排名前三的指標為軟硬件技術配置情況、多方協(xié)同管理和項目動態(tài)管理。

表5 基于樣本的施工項目綠色集成評價指標權重分配

4 集對分析模型

在對施工項目進行評價時，單純判斷指標所屬某等級不能反映出指標的真實情況，使得評價較為模糊。本研究引入集對分析模型，利用聯(lián)系度函數(shù)計算指標等級聯(lián)系度，不僅能判斷評價對象與各等級的聯(lián)系緊密度，還能從中發(fā)現(xiàn)等級間的轉(zhuǎn)化趨勢，從而提高評價結(jié)果的準確性。集對分析是在一定的問題背景下，對集對中兩個集合的確定性與不確定性及其相互作用進行的一種系統(tǒng)分析［24］。集對分析方法的基本流程為：根據(jù)問題建立集對，對兩個集合的N個特性進行比對分析。假設兩個集合共有特性S個，對立特性P個，模糊特性F個，S+P+F=N。

式（1）中：μ為集對聯(lián)系度；a為集對同一度；b為集對差異度；c為集對的對立度；iμ為差異度系數(shù)，取值在［-1,1］區(qū)間內(nèi)；jμ為對立度系數(shù)，值為-1。在系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)性分析時iμ和jμ可僅起標記作用。

4.1 集對分析模型構(gòu)建

本文將績效評價指標等級標準和項目實際值作為一個集對，通過計算實際值與標準值不同等級之間的聯(lián)系度來評價分析實際項目績效情況。聯(lián)系度計算方法：首先，得到項目實際值后將項目實際值與評價標準形成集對。將評價指標分為優(yōu)（Ⅰ）、良（Ⅱ）、中（Ⅲ）、差（Ⅳ）4 個等級，計算實際值與各評價等級之間的聯(lián)系度，當實際值屬于某一級別時聯(lián)系度取值為1，具有同一性；當相差兩級或以上時取值為-1，具有對立性；當相差一級時在-1 和1 間取值，具有差異性。構(gòu)造出的聯(lián)系度函數(shù)分別如下。

（1）正向指標即越大越優(yōu)型。

1）假設指標t處于Ⅰ級，計算方法如下：

式（2）中：μ1t為評價對象的指標t對于等級Ⅰ的聯(lián)系度；Xt為評價對象的指標t的實際值；S1t為等級Ⅰ的下限值。

2）假設指標t處于Ⅱ級，計算方法如下：

3）假設指標t處于Ⅲ級，計算方法如下：

4）假設指標t處于Ⅳ級，計算方法如下：

（2）負向指標即越小越優(yōu)型。假設指標t處于Ⅰ級，計算方法如下：

式（6）中：μ1t為評價對象的指標t對于等級Ⅰ的聯(lián)系度；S1t、S2t分別為指標t的等級Ⅰ和等級Ⅱ的區(qū)間上限值。

4.2 系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)性分析

集對勢的同勢、反勢、均勢體現(xiàn)了系統(tǒng)的聯(lián)系程度及發(fā)展趨勢，因此可以利用集對勢分析各維度的協(xié)調(diào)性和發(fā)展趨勢［25］。首先基于改進的G1 法：

（1）假設指標t處于Ⅱ級，計算方法如下：

（2）假設指標t處于Ⅲ級，計算方法如下：

（3）假設指標t處于Ⅳ級，計算方法如下：

計算出各指標的等級聯(lián)系度后，若指標t屬于等級i，那么指標t對于等級i的聯(lián)系度μi必大于對其他等級的聯(lián)系度。根據(jù)上文由改進的G1 法得到的權重w，將指標聯(lián)系度乘以權重即可得到各維度以及項目的綜合評價等級，最終構(gòu)造出基于改進G1 賦權法的集對分析模型：

由G1 賦權法的集對分析模型得到聯(lián)系度系數(shù)，并計算出各維度的a、b、c值，再由a、b、c的大小關系確定各維度的集對勢（見表6），分析出各維度內(nèi)部的協(xié)調(diào)程度及其等級轉(zhuǎn)化趨勢。

表6 施工項目綠色評價的系統(tǒng)集對勢

5 案例應用

為驗證本研究構(gòu)建的評價指標及模型的有效性，本文以某施工企業(yè)地鐵機電安裝項目(以下簡稱“案例項目”)為例進行算例分析。廣州地鐵七號線一期2 標段機電安裝項目共包含兩個車站：鐘村站和漢溪長隆站，兩個站點均為框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為45 000 m2，機電工程總造價7 100 萬元，計劃工期170 d，項目最終工期提前到160 d，建造費用總額6 900 萬元。在獲取項目相關資料后，本研究課題組邀請了項目負責人對項目情況進行說明，在充分了解等級標準后，根據(jù)項目數(shù)據(jù)計算項目實際值。定性指標實際值由專家根據(jù)項目資料討論得出。利用上文聯(lián)系度函數(shù)公式，計算出各指標的等級聯(lián)系度并根據(jù)集對分析模型確定評價等級，綠色施工管理和信息化管理維度的等級聯(lián)系度及評價等級如表7所示，項目綜合評價等級如表8 所示

表7 案例項目綠色施工和信息化管理等級聯(lián)系度及評價等級

表8 案例項目施工綠色集成各維度綜合評價等級

根據(jù)表7 數(shù)據(jù)對案例項目綠色施工管理及信息化管理維度的系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進行分析（見圖5）：綠色施工管理維度處于微反勢，說明在該系統(tǒng)內(nèi)部有微小對立趨勢，即該系統(tǒng)不協(xié)調(diào)，具有一定的惡化趨勢。筆者通過調(diào)查了解到，案例項目未被評為綠色環(huán)保工地導致G3 指標得分較低，現(xiàn)場噪音控制不合格，在綠色施工方案編制上細化程度不夠，因此影響了項目綠色施工管理整體評價等級。企業(yè)在對類似項目進行管理時，應該加強對綠色施工管理的重視，以改善其繼續(xù)惡化的趨勢。信息化管理維度處于弱同勢，說明該系統(tǒng)具有同一的趨勢，系統(tǒng)整體較為協(xié)調(diào)但繼續(xù)改善的趨勢較弱。

此外通過分析可知，案例項目建立了較為完善的項目管理系統(tǒng)，各專業(yè)協(xié)同管理以及移動端管理做得較好，并且制定了詳細的施工階段BIM 技術應用流程，因此整體評價等級較高；而信息化維度投入已經(jīng)較多，系統(tǒng)已處于較為協(xié)調(diào)的狀態(tài)，繼續(xù)增加該部分的投入對系統(tǒng)整體的改善趨勢不大。從評價等級來看，案例項目的綠色施工管理及信息化管理維度均處于Ⅱ級，但通過系統(tǒng)協(xié)調(diào)性分析更能體現(xiàn)出系統(tǒng)內(nèi)部的關系，有助于更清晰地了解項目實施情況，對類似項目的決策管理起到指導作用。

6 結(jié)論

施工項目綠色集成評價對提升項目管理水平及指導后續(xù)施工具有重要意義。本文運用扎根理論建立了信息化、綠色化背景下施工項目綠色集成評價指標，能夠全面反映項目整體水平以及未來發(fā)展?jié)摿?，并對傳統(tǒng)的群組G1 組合賦權法進行改進，確定各項指標的權重，結(jié)合集對分析原理建立評價模型，最后通過工程實例驗證了該評價模型的有效性。本文研究提出的方法能夠客觀合理地確定各指標及維度的評價等級，并反映出系統(tǒng)各維度的協(xié)調(diào)性及發(fā)展趨勢，為精益化項目管理提供了一定理論依據(jù)和實踐參考。