基于C-OWA的裝配式建筑評價模型建立與應用研究

高飛 高翔 葛燦燦 辜繼明 蔣高鵬

摘 要：裝配式建筑評價模型的建立和應用是促進其發展和推廣的有效方法，是實現其綠色化、工業化、信息化、科技化發展的重要手段。文章采用連續的有序加權平均算子、投影值單位化等分析方法，搭建了裝配式建筑發展影響因素評價模型，結合武漢市裝配式建筑的應用與發展實際，闡明了影響裝配式建筑發展的障礙因子。結果表明，裝配式建筑發展影響因素中的政策環境指標的權重占比最高，為0.1756;裝配式建筑評價模型預測的向量投影單位值為0.756，預測結果良好，政策導向、政策扶持是推動裝配式建筑發展的核心因素;裝配式建筑評價模型分析可提高其施工管理技術，降低其設計和制造成本，從而推動裝配式建筑在全國建筑業行業中的發展。

關鍵詞：裝配式建筑;C-OWA算子;評價模型;影響因素

中圖分類號：F424.3;O221 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1673-260X（2021）12-0027-06

引言

裝配式建筑作為推動建筑業向綠色化、工業化、信息化、科技化方向發展的一個重要手段，可以有效降低建筑業成本、減少環境污染，提高生產效率。但是隨著社會經濟的不斷發展，裝配式建筑在城市應用推廣中存在著參差不齊、后勁不足等現象[1]，探尋符合其應用推廣的評價模型和體系對于裝配式建筑發展至關重要[2-4]。

現階段，眾多專家學者越來越多地關注裝配式建筑發展評價的研究，如陳為公等[5]提出一種基于指標向量余弦值的改進連續的有序加權平均（Continuous Ordered Weighted Averaging operator，C-OWA）算子分析方法，用以判斷裝配式建筑的全壽命周期的安全屬性特征，降低了由專家評分法造成的主觀因素影響，打破了高維向量指標求解復雜的弊端。張健等[6]探究當前我國裝配式建筑的發展與建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）新技術二者之間的聯系及有機匹配，提出構建基于BIM平臺的裝配式建筑集成體系，并以上海地區裝配式建筑發展為例，分析了BIM集成技術在裝配式建筑中的應用前景。桑培東等[7]通過構建裝配式建筑發展因素指標體系，應用結構方程模型方法，確定了成本體系>政策體系>技術體系>部品體系>市場鏈條體系的各指標權重系數排序，為裝配式建筑的發展和評價奠定了基礎。廖禮平等[8]以綠色建筑發展為背景，探索了影響裝配式建筑發展的主要因素;葉浩文等[9]分析了在工程總承包（Engineering Procurement Construction， EPC）模式下的裝配式建筑發展的優勢和不足，為未來更好地推廣EPC總承包模式的裝配式建筑奠定優勢。劉光忱等[10]運用解釋結構模型分析了影響裝配式建筑發展的影響因素，得到了“政府推行力度”作為影響裝配式建筑發展的最核心、最深層的因素，明確了在政府主導下的裝配式建筑未來發展的重點和方向。唐根麗等[11]通過問卷調查方式，得到影響裝配式建筑發展的因素，利用主成分分析法分析各因素對裝配式建筑的影響程度，從政府、企業以及高校角度提出相應的對策措施。裝配式建筑評價模型的建立和應用是實現裝配式建筑發展評價與應用推廣的有效方法，文章基于連續的有序加權平均（C-OWA）算子、投影值單位化等分析評價方法，搭建裝配式建筑發展影響因素評價模型，結合武漢市裝配式建筑應用發展實際，對裝配式建筑發展影響因素指標及其應用進行分析，以期為對推動裝配式建筑在全國建筑業行業中的發展提供參考和借鑒。

1 裝配式建筑發展影響因素評價模型構建

1.1 裝配式建筑發展影響因素指標體系建立

在國家相關政策[12，13]的指引下，國內的裝配式建筑發展迅速。文章基于裝配式建筑發展的特殊時代背景，探究新技術、新產品對其發展的影響程度。以武漢市為例，分析C-OWA算子指標體系實際應用匹配度，探究影響裝配式建筑發展的障礙因子，從而為裝配式建筑未來發展提供更好的借鑒。基于前期的相關研究成果[14-18]，建立“裝配式建筑發展影響因素”指標體系圖，如圖1所示。

1.2 裝配式建筑發展因素定性指標量化

2 裝配式建筑發展影響因素分析

2.1 裝配式建筑發展影響因素評價

運用理想多維向量投影值單位化法對裝配式建筑發展影響因素進行評價。理想多維向量投影值單位化法是基于向量夾角余弦、數—形結合等數學思維，用以判定多維向量指標與實際匹配度的多屬性決策方法。投影值單位化取值范圍為[-1，1]，投影正向數值越大，說明其指標項與實際理想情況越接近，二者正相關性越強，評價效果越理想，評價指標對裝配式建筑發展起促進作用;反之，若投影值為負值，則說明評價指標對實際應用性發展起阻礙作用。文章中研究將影響裝配式建筑發展的18個二級指標轉化為多維空間中的18個特征向量，將其合成，通過計算多維空間向量投影值方法，轉化為表示待評價項目的綜合發展評價情況。

2.2 裝配式建筑發展影響因素相關性的評判標準

裝配式建筑發展影響因素指標相關性評價，是評判C-OWA算子指標體系在實際應用中合理性的有利依據。文章研究相關性數值評判標準將借鑒連續性標準正態分布的“3？滓”原則，其中多維向量投影值概率分布預測評價如見表1所示，連續性標準正態分布的“3？滓”如圖3所示。

2.3 裝配式建筑發展影響因素的障礙因子分析

障礙因子分析是建立在對裝配式建筑發展因素預測評價“良好”及以上的定量評價結果基礎上，探究影響其未來發展的關鍵性因素，尤其是日趨普及的5G等高新技術的發展，為裝配式建筑發展所帶來的機遇和挑戰。障礙因子計算由式（5）表示為

式中Aij為第i個項目第j項指標的障礙度;Pij表示各個指標因素與目標狀況的差距，文章中用1-Xij表示;Rj為因子對整體的貢獻率，文章中引用C-OWA算來確定權重Rj。

3 裝配式建筑發展影響因素指標分析及應用

3.1 裝配式建筑發展影響因素指標分析

在調研的裝配式建筑研究領域、工程造價等領域的7位專家學者中，正高職稱2人、副高職稱3人、中級職稱2人。對6個一級指標“政策環境、科技環境、產業環境、人文環境、社會環境、成本環境”進行指標權重評估打分，得到其專家評分統計表見表2。

3.2 裝配式建筑發展影響因素指標體系應用

武漢市裝配式建筑項目中，045號地塊項目作為武漢市2020年度第二批裝配式建筑示范項目，裝配式總面積達207593m2。項目整體采用裝配式混凝土框架結構、剪力墻結構，地上34層，地下1層;項目示范范圍為在主體結構、非承重圍護墻非砌筑、內隔墻非砌筑、全裝修等采用裝配式建筑技術;采用工程總承包方式及新型模板系統。項目整體裝配率達60%～62%，評價結果為A級裝配式建筑。045號地塊項目作為W市新一輪產業升級和轉移的重要承接地，積極響應了城市區域經濟跨越式發展。

邀請校內建工、商學、計算機、公法、管理五院系共15位副高及以上專家學者，對武漢市045號地塊項目進行指標量化評分，依據公式（1）以指標“政策導向C2”計算為例，得到“政策導向C2”指標量化計算分析見表4所示。計算得到18個二級指標量化結果Xi，即裝配式建筑指標權重及武漢市項目指標量化結果統計表見表3。

依據公式（5）及武漢市045號地段項目數據，得到武漢市裝配式建筑發展項目障礙因子診斷結果統計表見表5。

武漢市裝配式建筑的充分發展與政府的方針政策有關[19-21]。良好的政策導向、政策扶持是推動裝配式建筑發展的有利條件，二者的指標權重占比分別為0.0611、0.0577。另外，首次提出了裝配式建筑建設發展中的施工管理技術研究、社會貢獻率、5G科技應用等影響因素，其權重系數分別位列第4、5、11位。

4 結論

文章基于C-OWA算子、投影值單位化等分析評價方法，搭建裝配式建筑發展影響因素評價模型，模型分析結果表明，政策環境、成本環境、產業環境等指標的占比較高，分別為0.1756、0.1682、0.1664。

武漢市裝配式建筑實際應用結果表明，模型預測的投影單位值為0.756，預測結果良好。障礙因子分析結果表明，政策導向、政策扶持是推動裝配式建筑發展的兩大核心因素，其指標權重占比分別為0.0611、0.0577，施工管理技術研究、社會貢獻率、5G科技應用等模型因素首次提出，權重系數分別位列第4、5、11位。

裝配式建筑影響因素評價模型分析有助于提高其施工管理技術，探索裝配式建筑發展的有效路徑，凸顯其社會貢獻率，還可為決策者和從業者降低裝配式建筑設計和制造成本提供依據，從而推動裝配式建筑在全國建筑業行業中的發展。

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〔20〕武漢市城鄉建設局，武漢市發展和改革委員會，武漢市自然資源和規劃局，武漢市住房保障和房屋管理局，武漢市市場監督管理局.關于印發《武漢市裝配式建筑建設管理實施辦法》的通知（武城建規〔2020〕1號）[R/OL].（2020-12-28）[2021-04-25].http：//cjw.wuhan.gov.cn/zwgk_11915/zcfgyjd_11923/zcfb_11924/202101 /t20210113_1595543.html.

〔21〕湖北省住房和城鄉建設廳.關于開展湖北省裝配式建筑有關信息發布工作的通知[R/OL].（2020-08-05）[2021-04-25].http：//zjt.hubei.gov.cn/zfxxgk/zc/qtzdgkwj/202010/t20201026_ 2975400.shtml.