基于模糊層次綜合評價法的水利施工質(zhì)量風(fēng)險評估研究

王 楚

(福建省仙游縣水務(wù)集團(tuán)有限公司，福建 仙游 351200)

水利行業(yè)可以稱作我國社會和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的產(chǎn)業(yè)中的根基，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展勢頭越來越好，關(guān)于水利方面的貢獻(xiàn)也逐漸顯現(xiàn)出來。在建設(shè)期間，水利工程作業(yè)往往因強度大、規(guī)模大、涉及的參與單位多、工程周圍環(huán)境極差、工人流動水平高、施工作業(yè)受地形、地貌和天氣作用影響大等原因，呈現(xiàn)出很強的工程風(fēng)險多樣化和繁雜化[1-4]。所以，在水利項目工程建設(shè)過程中要格外重視自我評估和自我檢查等方面[5-6]。近年來，一些學(xué)者對水利水電施工安全性評價進(jìn)行了研究，蔣峰[7]通過對施工過程的評價，發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題及缺點，認(rèn)為，評判最重要的地方是擬定評估標(biāo)桿和創(chuàng)立指標(biāo)。張浩[8]成熟程度的評判框架把評判分成了5個級別，依照安全產(chǎn)出指標(biāo)并對其開展了全方位的評估，從而可以全面評議水利水電的項目是否安全。張毅[9]從工程項目的籌劃、開工建設(shè)和建設(shè)完成這三個時期選擇了39個評估標(biāo)準(zhǔn)，并選取模糊全面評估法對非大型水利水電項目施工的品質(zhì)進(jìn)行評估。結(jié)果表明，這種評估標(biāo)準(zhǔn)適用于非大型水利水電工程項目的建設(shè)品質(zhì)評估，并體現(xiàn)出了較明顯的成效。研究人員采用成熟度評價法和模糊層次綜合評價法，對水利水電工程安全、質(zhì)量等方面進(jìn)行評價。風(fēng)險探究的手段已經(jīng)在我國其他產(chǎn)業(yè)廣泛使用，但風(fēng)險探究的具體手段和技能一直存在瓶頸，這是我國風(fēng)險探究評估理論方面的一個很大阻礙[10]。因此，本文基于模糊層次綜合評價法，對水利施工質(zhì)量風(fēng)險評估進(jìn)行了研究。

1 構(gòu)建水利工程項目施工期的風(fēng)險評價模型

1.1 工程基本概況

本研究的施工項目為某防洪河堤景觀項目，該施工的核心創(chuàng)造方案主要有建造防沙導(dǎo)流壩8座、景色建筑、導(dǎo)流渠、河道兩邊護(hù)堤、硬化堤頂，翻板閘門2座，建設(shè)期為4年。

1.2 模糊層次探究法進(jìn)一步地分析判斷內(nèi)容1.2.1 創(chuàng)造風(fēng)險因素的集合和評語的集合

根據(jù)F-AHP分析法及風(fēng)險識別出的風(fēng)險指標(biāo)，進(jìn)行水利工程項目施工質(zhì)量風(fēng)險階層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，水利建造施工時的風(fēng)險因素的集合如圖1所示。

圖1 水利建造施工時的風(fēng)險因素的集合

1.2.2 風(fēng)險層次分析結(jié)構(gòu)模型建立

圖2為各準(zhǔn)則之間的聯(lián)結(jié)，區(qū)分每一個風(fēng)險因素，可以獲得不同的小組，參照層次結(jié)構(gòu)框架的方式進(jìn)而創(chuàng)造層次結(jié)構(gòu)框架。

圖2 水利建造時期風(fēng)險關(guān)系的框架

1.2.3 模糊互補判斷矩陣的構(gòu)造

在掌握了A層和B層之間的所屬關(guān)系之后，我們參照0.1～0.9的九級標(biāo)度的手段進(jìn)行評分，學(xué)者把B層準(zhǔn)則層中的7個風(fēng)險因素每2個進(jìn)行對比，得到的模糊互補判斷矩陣B，如式(1)。

(1)

把模糊判斷矩陣進(jìn)行歸一化的變換，可以得到排序后的因素向量W=(w1,w2,…,wn)T，W向量符合公式(2)：

(2)

式中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。再使用MATLAB軟件作歸一化，從而獲得因素排序向量WB：準(zhǔn)則層B重要度排序向量為WB=(0.148，0.203，0.305，0.121，0.108，0.054，0.061)T。

2 考察模糊互補判斷矩陣是否具有一致性

具有特征矩陣的模糊互補判斷矩陣B的最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)如公式(3)：

WB*=

(3)

用模糊互補判斷矩陣B可以統(tǒng)計出特征矩陣WB*的相容度如何，I(B,WB*)=0.091<0.1，因為相容性程度均比計劃者態(tài)度小(α=0.1)，可以得出模糊互補判斷矩陣B具有一致性，可以證明他的權(quán)重集WB權(quán)重分配是否適宜。B層、C層的層次風(fēng)險因素均使用了相同的方法計算各自的權(quán)重向量。準(zhǔn)則B1為因素C1、C2、C3的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B2為因素C4、C5、C6的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B3為因素C7、C8、C9、C10的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B4為因素C11、C12的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B5為因素C13、C14的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B6為因素C15、C16、C17的模糊判斷矩陣；準(zhǔn)則B7為因素C18、C19的模糊判斷矩陣，如式(4)～式(10)。

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

從而可獲得模糊互補判斷矩陣B1，B2，…，B7的權(quán)重向量WB1，WB2，…，WB7，分別為：WB1=(0.334，0.331，0.335)T，WB2=(0.407，0.268，0.325)T，WB3=(0.255，0.227，0.305,0.213)T，WB4=(0.582，0.418)T，WB5=(0.525，0.475)T，WB6=(0.412，0.228，0.360)T，WB7=(0.377，0.623)T。

經(jīng)統(tǒng)計，關(guān)于模糊互補判斷矩陣和其相關(guān)的特征矩陣相容度的指標(biāo)均<0.1，模糊互補判斷矩陣完全符合一致性的相關(guān)規(guī)則，權(quán)重分配是合理的。

以上數(shù)字推導(dǎo)得出的權(quán)重為這一層次與上一層級相關(guān)的，每個因素對應(yīng)一個權(quán)重，由公式(3)可得到最底層各風(fēng)險因素按不同標(biāo)準(zhǔn)的排序向量。風(fēng)險因素A按重要度排序向量：WA=(0.075，0.051，0.068，0.062，0.084，0.067，0.082，0.046，0.041，0.052，0.040，0.037，0.024，0.058，0.032，0.029，0.064，0.038，0.050)T。風(fēng)險因素A按重要度排序為：C5、C7、C1、C4、C12、C17、C14、C3、C6、C10、C19、C8、C2、C11、C9、C15、C18、C16、C13。準(zhǔn)則層B按重要度排列向量：WB=(0.148，0.203，0.305，0.121，0.108，0.054，0.061)T。準(zhǔn)則層B按重要度排序為：B3、B2、B1、B4、B5、B7、B6。因此得到的風(fēng)險因素層次分析結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 風(fēng)險因素層次分析結(jié)構(gòu)

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計后得到，風(fēng)險的隸屬程度WB1∈(0.2,0.4]為風(fēng)險較低的界限，風(fēng)險的隸屬程度WBi∈(0,0.2]為風(fēng)險較低的界限，這代表了項目建設(shè)的風(fēng)險較低。根據(jù)風(fēng)險因素排序，在項目風(fēng)險因素中，與相其他風(fēng)險因素權(quán)重相比，權(quán)重的系數(shù)由大到小排列的順序為：財務(wù)能力(C5)、施工期企業(yè)技術(shù)水平(C7)、地質(zhì)條件(C1)。在風(fēng)險的準(zhǔn)則層面里，施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)、業(yè)主風(fēng)險因素(B2)的權(quán)重數(shù)字很大。

3 結(jié)果分析比較3.1 改進(jìn)模糊層次分析法排序

本研究通過改進(jìn)模糊層次分析法進(jìn)行風(fēng)險分析，結(jié)果顯示，風(fēng)險因素A的重要度排序依次為C5、C7、C1、C4、C12、C14、C17、C3、C6、C10、C19、C8、C2、C11、C9、C15、C18、C16、C13。準(zhǔn)則層B重要度依次排序為B3、B2、B1、B4、B5、B7、B6，屬于風(fēng)險隸屬度較高范圍的包括WB3∈(0.7,1]、WB7∈(0.5,0.7]，風(fēng)險隸屬程度較低的界限有WB1∈(0.2,4]、WB4∈(0,0.2]、WB5∈(0,0.2]、WB4∈(0,0.2]、WB6∈(0,0.2]。風(fēng)險因素在所有建設(shè)期的風(fēng)險因素里，按照最優(yōu)的順序排列為財務(wù)能力(C5)、施工期企業(yè)技術(shù)水平(C7)、地質(zhì)條件(C1)；風(fēng)險的準(zhǔn)則層面里，按照最優(yōu)的順序排列，它們是施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)、業(yè)主風(fēng)險因素(B2)。

3.2 改進(jìn)模糊層次分析法結(jié)論

在因素層里，環(huán)境風(fēng)險因素(B1)下的地質(zhì)條件(C1)、水文條件(C2)、天氣影響(C3)，業(yè)主風(fēng)險因素(B2)的組織管理能力(C4)、財務(wù)能力(C5)、設(shè)計圖質(zhì)量(C6)，施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)里的施工期企業(yè)技術(shù)水平(C7)、管理水平(C8)、機(jī)械設(shè)備(C9)、人員配備(C10)，監(jiān)理公司風(fēng)險因素(B4)里的人員專業(yè)水平(C11)、與施工方協(xié)商能力(C12)，供貨商風(fēng)險因素(B5)里的材料質(zhì)量(C13)、供貨能力(C14)，社會風(fēng)險因素(B6)中的政策變化(C15)、法律法規(guī)變化(C16)、市場經(jīng)濟(jì)(C17)以及政府風(fēng)險因素(B7)里的資質(zhì)(C18)、質(zhì)量監(jiān)督(C19)，按照風(fēng)險因素重要度進(jìn)行排序，同時賦予權(quán)重值，施工期因素層風(fēng)險綜合評價結(jié)果如圖3所示。

圖3 施工期因素層風(fēng)險綜合評價結(jié)果

由圖3可知，在各影響因素中，業(yè)主風(fēng)險因素(B2)中財務(wù)能力(C5)的影響最大，供貨商風(fēng)險因素(B5)中材料質(zhì)量(C13)的影響最小。

準(zhǔn)則層里，關(guān)于環(huán)境風(fēng)險因素(B1)，業(yè)主風(fēng)險因素(B2)，施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)，監(jiān)理公司風(fēng)險因素(B4)，供貨商風(fēng)險因素(B5)，社會風(fēng)險因素(B6)，政府風(fēng)險因素(B7)，按照各風(fēng)險準(zhǔn)則重要度進(jìn)行排序，同時賦予權(quán)重值，施工期準(zhǔn)則層風(fēng)險綜合評價結(jié)果如圖4所示。在準(zhǔn)則層里，施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)的影響最大，社會風(fēng)險因素(B6)的影響最小。

圖4 施工期準(zhǔn)則層風(fēng)險綜合評價結(jié)果

4 結(jié) 論

本文以某防洪工程河道景觀項目為研究對象，以模糊層次綜合評價法，探究了水利項目建設(shè)風(fēng)險的評價，得出如下結(jié)論：

(1)采用改進(jìn)模糊層次分析法設(shè)計項目施工期質(zhì)量風(fēng)險，通過確定初始判斷矩陣一致性，得出特征矩陣相容性一致。

(2)所有施工的風(fēng)險因素里，排在前三名最高的為財務(wù)能力(C5)、地質(zhì)條件(C1)、施工期企業(yè)技術(shù)水平(C7)；在風(fēng)險準(zhǔn)則層里最高的為施工期企業(yè)自身風(fēng)險因素(B3)、業(yè)主風(fēng)險因素(B2)，這些排序可重點防范風(fēng)險較高的因素，避免造成損失。

(3)通過結(jié)果分析，本文提出的改進(jìn)模糊層次綜合評價法可應(yīng)用于施工期風(fēng)險評價。