基于模糊層次分析法的 水運(yùn)工程質(zhì)量風(fēng)險分析與評估

徐興路

摘 要：水運(yùn)工程普遍存在施工環(huán)境條件復(fù)雜，施工組織設(shè)計困難，質(zhì)量風(fēng)險防范影響因素多樣，而反映水運(yùn)工程建設(shè)過程中的各類復(fù)雜的因素指標(biāo)往往又具有一定的層次性和模糊性，本文采用模糊層次分析法，以某樞紐工程為例開展質(zhì)量風(fēng)險分析與評估，實現(xiàn)了定量化的判別各影響因素的風(fēng)險程度，大幅度減小了人為主觀因素的影響，為工程質(zhì)量管理提供了科學(xué)參考，對水運(yùn)建設(shè)項目工程質(zhì)量控制有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：模糊層次分析法;水運(yùn)工程;質(zhì)量風(fēng)險;分析與評估

中圖分類號：TV92? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）12-0036-03

目前，水運(yùn)工程施工技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和規(guī)范化水平顯著提升，但是，當(dāng)前對于水運(yùn)工程開展質(zhì)量風(fēng)險分析與評估理論體系尚不完善。本文依托于模糊層次分析法開展水運(yùn)工程施工質(zhì)量風(fēng)險與評估，對提前預(yù)判質(zhì)量控制薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，降低施工質(zhì)量風(fēng)險、控制施工質(zhì)量等方面有著重要意義。

1某樞紐工程影響因素

1.1工程概況

某樞紐工程，按照三級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計最大船舶等級為1000t，新建船閘規(guī)模為180m×23m×4m（閘室長×口門寬×檻上水深，雙線船閘）。改建2座橋梁通航凈空均不小于60m×7m（凈寬×凈高），同時配套建設(shè)節(jié)制閘、泵站及房建工程。

1.2質(zhì)量風(fēng)險重難點(diǎn)分析

從工程質(zhì)量風(fēng)險管理角度來講，水運(yùn)工程除了具有一般工程建設(shè)項目的屬性外，還具有顯著的自身特點(diǎn)，以某樞紐工程為例，工程質(zhì)量管理重難點(diǎn)主要包括：①涉及工程專業(yè)類別眾多;②建設(shè)規(guī)模等級高;③建設(shè)周期長;④作業(yè)面分散;⑤技術(shù)要求高;⑥質(zhì)量控制難度大;⑦金屬結(jié)構(gòu)耐久性問題突出。

2 風(fēng)險評估

2.1質(zhì)量風(fēng)險評估

識別本項目質(zhì)量風(fēng)險，應(yīng)根據(jù)本項目建設(shè)專業(yè)類別多、工程規(guī)模大、技術(shù)要求高、質(zhì)量控制難度大以及耐久性要求高等特點(diǎn)，同時應(yīng)結(jié)合同類項目質(zhì)量管理的經(jīng)歷、類似工程風(fēng)險管理的數(shù)據(jù)和資料、或是采用專家訪談或問卷的形式對質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行識別和分析。

根據(jù)水運(yùn)工程特點(diǎn)和工程質(zhì)量風(fēng)險主要影響因素，建立如圖1所示的工程質(zhì)量風(fēng)險遞階層次結(jié)構(gòu)。

2.2建立質(zhì)量風(fēng)險初始清單

通過查閱工程資料，將風(fēng)險概率P和風(fēng)險影響I按照相同的評價指標(biāo)進(jìn)行分級，分為可忽略、輕度、中度、重大、不容許五個等級，為工程質(zhì)量風(fēng)險評價工作奠定基礎(chǔ)，確立影響因素風(fēng)險概率和風(fēng)險影響劃分等級標(biāo)準(zhǔn)為“可忽略”值為0～0.2;“輕度”值為0.2～0.4;“中度”值為0.4～0.6;“重大”值為0.6～0.8;“不容許”值為0.8～1。

根據(jù)對某樞紐工程質(zhì)量風(fēng)險識別和分析，其工程質(zhì)量風(fēng)險Q主要包括組織類風(fēng)險O、管理類風(fēng)險M、合同類風(fēng)險C、技術(shù)類風(fēng)險T及環(huán)境類風(fēng)險E五大類，具體各項風(fēng)險影響因素以及風(fēng)險影響I，風(fēng)險概率P見表1。

2.3質(zhì)量風(fēng)險分析與評估

工程質(zhì)量風(fēng)險評價遞階層次及風(fēng)險影響因素初始清單確立后，以矩陣形式分別建立某樞紐工程如圖1中層次B、層次C兩個維度的判斷矩陣。

2.3.1構(gòu)建判斷矩陣

計算C層次各影響因素特征向量。

（1）組織類風(fēng)險（O）判斷矩陣：經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=5.138，對應(yīng)的特征向量為{0.0849，0.7267，0.3940，0.5214，0.1939}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.0442，0.3783，0.2051，0.2714，0.1009}。

（2）管理類風(fēng)險（M）判斷矩陣：經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=3.0385，對應(yīng)的特征向量為{0.3715，0.9161，0.1506}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.2583，0.6370，0.1047}。

（3）合同及經(jīng)濟(jì)類風(fēng)險（C）判斷矩陣：經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=3.0385，對應(yīng)的特征向量為{-0.149，-0.8223，-0.2912，-0.4596，-0.0742}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.0829，0.4578，0.1621，0.2559，0.0413}。

（4）技術(shù)類風(fēng)險（T）判斷矩陣：經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=8.4577，對應(yīng)的特征向量為{0.1029，0.0459，0.7856，0.2145，0.0685，0.2183，0.2183，0.4734}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.0484，0.0216，0.3693，0.1008，0.0322，0.1026，0.1026，0.2225}。

（5）環(huán)境類風(fēng)險（E）判斷矩陣：經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=2，對應(yīng)的特征向量為{0.9487，0.3162}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.7500，0.2500}。

2.3.2計算B層次各影響因素特征向量

經(jīng)計算得到該矩陣最大特征值λmax=5.3693，對應(yīng)的特征向量為{-0.2645，-0.1306，-0.0712，-0.9513，-0.0544}，將特征向量歸一化后得到權(quán)重向量ω={0.1797，0.0887，0.0484，0.6463，0.0370}。

2.3.3一致性檢驗

對B層次矩陣進(jìn)行一致性檢驗：

（1）計算一致性指標(biāo)CI：

（2）計算一致性比例CR：

若CR<0.1，則判斷矩陣具有滿意的一致性。

式中：λmax為判斷矩陣B層次的最大特征值根;n為矩陣階數(shù);RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)。

2.3.4質(zhì)量風(fēng)險總體評價

為統(tǒng)一風(fēng)險程度評價標(biāo)準(zhǔn)，采用綜合評價分析法將風(fēng)險程度分為可忽略、輕度、中度、重大、不容許五個等級，其區(qū)間值分別為0.01～0.08，0.09～0.26，0.27～0.44，0.45～0.62，0.63～1。

上述已對風(fēng)險概率Pi 和風(fēng)險影響Ii進(jìn)行賦值，且計算得到各風(fēng)險因素綜合權(quán)向量Wi，需要進(jìn)一步計算得到風(fēng)險程度Di和風(fēng)險評分Ri，以此最終得到該樞紐工程質(zhì)量風(fēng)險評分R、風(fēng)險因素排序和風(fēng)險等級。

（1）計算風(fēng)險程度Di：

Di=Pi×Ii

（2）計算風(fēng)險評分Ri：

Ri=Di×Wi

（3）計算樞紐工程整體風(fēng)險評分R：

計算結(jié)果見表3。

由表3可知，某樞紐工程質(zhì)量風(fēng)險綜合評分為0.2506，屬于輕度風(fēng)險范圍。各風(fēng)險因素中，M2、C2、T3為不容許風(fēng)險，在項目實施過程中不允許出現(xiàn);M1、T4、T7重大風(fēng)險，并對總體風(fēng)險水平影響大;O1、O2、O3、O4、O5、M3、C1、C3、C4、C5、T1、T2、T5、T6、T8為中度風(fēng)險，對總體風(fēng)險水平影響較大;E1為低度風(fēng)險，對總體風(fēng)險影響水平較小;E2為可忽略風(fēng)險，且對總體風(fēng)險水平影響很小。

3 結(jié)論

（1）本文基于模糊層次分析法，建立了某樞紐工程質(zhì)量風(fēng)險分析與評估模型，并將該模型應(yīng)用于某樞紐工程，計算得出該工程質(zhì)量風(fēng)險綜合評分為0.2506，屬于輕度風(fēng)險范圍，符合工程實際情況。

（2）基于多層次模糊評價風(fēng)險分析表明，某樞紐工程M2、C2、T3為不容許風(fēng)險，與工程質(zhì)量管理實際情況相符;T8風(fēng)險排序為第1位，在日常質(zhì)量管理環(huán)節(jié)也屬極易發(fā)生指標(biāo);經(jīng)過對綜合評價成果的校驗，某樞紐工程質(zhì)量風(fēng)險分析與評估結(jié)果符合工程質(zhì)量管理實際。

（3）本文首次將模糊層次分析法應(yīng)用于水運(yùn)工程質(zhì)量風(fēng)險分析與評估中，實現(xiàn)了定量化的判別各影響因素的風(fēng)險等級，大幅度減小了人為主觀因素的影響，為項目施工階段開展質(zhì)量管理提供了科學(xué)指引。

（4）本文將水運(yùn)工程質(zhì)量風(fēng)險分為5個二級指標(biāo)、23個三級指標(biāo)，系統(tǒng)、全面、客觀地反映了各指標(biāo)的風(fēng)險程度，該方法工程領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景和參考意義。

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