基于TOPSIS-GRA 法的機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價分析*

陳唯冰 董 鵬 王科文 馬志剛，3 李蘊哲

（1.海軍工程大學(xué)管理工程與裝備經(jīng)濟系 武漢 430033）（2.中國人民解放軍91954部隊 永州 425000）（3.海軍裝備部裝備項目管理中心 北京 100071）

1 引言

近年來國家社會經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢下，交通行業(yè)作為國家發(fā)展的重要支撐力量不斷得以發(fā)展，交通行業(yè)中機場設(shè)施的建設(shè)水平近年來取得了飛速的進步與發(fā)展。但是與常規(guī)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相比機場建設(shè)工程在項目實施的過程中往往面臨較多風(fēng)險，這些風(fēng)險之中項目質(zhì)量風(fēng)險尤其難以管控，因為航空領(lǐng)域?qū)Π踩珮藴实囊筝^高，因此對機場工程的質(zhì)量水平要求也自然較高，但機場建設(shè)工程自身特點決定其項目難度很大，質(zhì)量風(fēng)險的管理較為困難。

在機場建設(shè)工程之中，項目質(zhì)量風(fēng)險的管理難度較大，項目質(zhì)量風(fēng)險的識別工作作為項目質(zhì)量管理的重要內(nèi)容，其質(zhì)量風(fēng)險識別的質(zhì)效往往決定了機場建設(shè)工程項目質(zhì)量管理工作的整體水平。從現(xiàn)有的研究成果看，機場建設(shè)工程的項目質(zhì)量風(fēng)險識別工作已經(jīng)得到了廣泛的重視，廣西大學(xué)劉威利用扎根理論對機場建設(shè)工程的風(fēng)險因素進行了研究，吉林大學(xué)邢子建對民用機場的項目質(zhì)量管理工作進行了較為全面的分析研究，張鎮(zhèn)生等從決策層總控管理為視角對大型機場建設(shè)項目的質(zhì)量評價體系進行了分析，河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)王偉篙以民用機場為方向?qū)|(zhì)量管理工作進行了細致的研究。在質(zhì)量風(fēng)險的評價方面，孫花玲從電力工程的角度提出了項目質(zhì)量風(fēng)險識別工作的策略，西南交通大學(xué)彭波以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為主要研究方式對京滬高鐵建設(shè)工程的項目質(zhì)量風(fēng)險進行了分析，江西理工大學(xué)謝明星利用粗糙集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價工作提出建議，中國科學(xué)院大學(xué)程航采取層次分析法對建設(shè)項目的質(zhì)量風(fēng)險評估問題進行了研究。

上述研究結(jié)果對于機場建設(shè)工程的質(zhì)量管理問題和建設(shè)工程項目的風(fēng)險評價工作進行了研究，但是以上對于項目質(zhì)量風(fēng)險評價的研究成果，對于規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高等特點較為突出的機場建設(shè)工程適配性方面存在一定的不足。本文以機場建設(shè)工程存在的風(fēng)險問題為基礎(chǔ)確立項目質(zhì)量風(fēng)險的評價指標體系，以熵權(quán)法與TOPSIS-GRA方法相結(jié)合的方式對機場建設(shè)工程的項目質(zhì)量風(fēng)險評價問題進行研究。運用熵權(quán)法分析并處理評價數(shù)據(jù)并確立評價指標的權(quán)重，然后將TOPSIS-GRA 方法進行運用對風(fēng)險指標進行評價，而后對上述模型進行仿真分析，希望能夠為機場建設(shè)工程建立一套較為全面且靈活的質(zhì)量風(fēng)險評價模型，為此類建設(shè)工程的質(zhì)量風(fēng)險管理水平的提升做出貢獻。

2 機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價指標

機場建設(shè)工程項目規(guī)模較大、項目內(nèi)容復(fù)雜、關(guān)注度敏感性較高、工程難度較大、項目成本較高，項目質(zhì)量管理難度較大，本文通過專家咨詢、工程分析與文獻綜述等方式，從環(huán)境、經(jīng)濟、管理、人員、政治、技術(shù)的6 個方面對機場建設(shè)工程的質(zhì)量風(fēng)險進行了分析，從而得出環(huán)境因素質(zhì)量風(fēng)險、經(jīng)濟因素質(zhì)量風(fēng)險、管理因素質(zhì)量風(fēng)險、人員因素質(zhì)量風(fēng)險、政治因素質(zhì)量風(fēng)險、技術(shù)因素質(zhì)量風(fēng)險6 個一級質(zhì)量風(fēng)險評價指標，然后以此6 個一級質(zhì)量風(fēng)險評價指標進一步分析得19 個二級風(fēng)險評價指標，具體情況如圖1所示。

3 機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價模型

在機場建設(shè)工程項目之中，各風(fēng)險因素對于整個機場建設(shè)工程項目的影響是較為復(fù)雜的，在項目之中各個風(fēng)險因素之間也并非獨立關(guān)系，而是存在著相互影響的關(guān)系，因此在對機場建設(shè)工程的質(zhì)量風(fēng)險進行評價時，對于各個因素的分析和評價也不能分割開來，傳統(tǒng)的質(zhì)量風(fēng)險測評和評價方式對于各個風(fēng)險因素的分析往往是分割獨立的，因此分析過程與結(jié)果受風(fēng)險評價者主觀因素影響較大，在各要素和數(shù)據(jù)進行分析時對于其關(guān)聯(lián)性的體現(xiàn)并不明顯。為進一步提升機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價工作的科學(xué)性，本文采用熵權(quán)法的方式對各個風(fēng)險因素其指標權(quán)重進行確定，然后結(jié)合TOPSIS-GRA法對機場建設(shè)工程的質(zhì)量風(fēng)險情況進行評價，使其評價結(jié)果更有利于反映機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險的客觀情況。

3.1 熵權(quán)法確定機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價指標權(quán)重

本文將影響機場建設(shè)工程項目質(zhì)量的風(fēng)險劃分為非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5個等級。在上述質(zhì)量風(fēng)險等級的評測中風(fēng)險評測等級越高，表示此項目質(zhì)量風(fēng)險的危害程度越高，需要項目管理部門投入的關(guān)注與管理力度越大，項目質(zhì)量風(fēng)險等級對應(yīng)的數(shù)值大小則與質(zhì)量風(fēng)險的實際影響力大小相關(guān)。本文假定機場建設(shè)工程的質(zhì)量風(fēng)險因素共有n個，項目質(zhì)量風(fēng)險評價專家總共m個對此機場建設(shè)工程項目進行評價，由此建立如下決策矩陣：

1）熵權(quán)法對專家權(quán)重進行確定，根據(jù)熵的性質(zhì)本文對影響機場建設(shè)工程項目各質(zhì)量風(fēng)險因素排序，第i個專家的熵為

2）熵權(quán)法對評價指標權(quán)重進行確定，評價指標權(quán)重的確定是通過上文計算所得的質(zhì)量風(fēng)險評價專家的權(quán)重向量λi=(λ1，λ2，...，λm) 與初始獲得的質(zhì)量風(fēng)險決策矩陣X相乘，可得到各個項目質(zhì)量風(fēng)險指標的評價矩陣Y：

第i個質(zhì)量風(fēng)險評價指標標準歸一化后所得的熵權(quán)wi計算方式如下：

3.2 基于TOPSIS-GRA 方法下的機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價

1）歸一化質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣確立，在上文中項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣X的基礎(chǔ)之上，對其進行歸一化處理，即可計算獲得歸一化后的機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣R如下：

2）加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的確立，在質(zhì)量風(fēng)險評價過程中，評價結(jié)果難免會受評價專家的主觀因素或是評價內(nèi)容的模糊性認識影響，進而使得評價結(jié)果的科學(xué)性與合理性受到影響。為避免此類因素的影響，利用式（2～5）計算可得每一個質(zhì)量風(fēng)險評價指標的熵權(quán)值wj，進而可得熵權(quán)值集合w={w1，w2，w3，...，wn}，將此結(jié)果帶入代入到項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣R后，可得加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣Z如下：

3）計算獲得機場建設(shè)工程加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-。

式（8）與式（9）中的J1為正面屬性（評價數(shù)值與客觀評價程度成正相關(guān)的因素指標集），J2為負面屬性（評價數(shù)值與客觀評價程度成負相關(guān)的因素指標集）。

4）利用GRA方法計算加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關(guān)聯(lián)程度，以便進一步對機場建設(shè)項目質(zhì)量的評測指標中各個質(zhì)量風(fēng)險評測指標之間的相關(guān)程度進行分析，灰色關(guān)聯(lián)程度計算方式如下：

式（10）ρ為分辨率系數(shù)(0＜ρ＜1)，一般取ρ=0.5，ρ的數(shù)值與分辨率大小成反比，此外在計算過程中，對于不同的初始值和維度序列，在計算相關(guān)系數(shù)之前，必須初始化索引值，即將該序列所有數(shù)據(jù)分別除以第1個數(shù)據(jù)。

5）計算加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣中各個評價指標與上文計算出的正負理想值的歐幾里得距離：

式（11）中i=1，2，...，m。

6）確定各個評價單元的綜合得分，灰色關(guān)聯(lián)程度δ+與正負理想值的歐幾里得距離di-越大，則說明評價單元越更多與正理想值趨近；反之，灰色關(guān)聯(lián)程度δ-與正負理想值的歐幾里得距離di+越大，則說明評價單元越多更與負理想值趨近，在上述情況下灰色關(guān)聯(lián)程度與歐幾里得距離需要運用偏好系數(shù)對其進行整合：

式（12）與式（13）之中α和β為偏好系數(shù)，反映項目質(zhì)量風(fēng)險評價者的偏好程度，其滿足α+β=1，α與β∈[0，1]，本文中α與β均取值為0.5；Si作為機場建設(shè)工程各個項目質(zhì)量風(fēng)險評估單元的終值，Si值的大小反映了項目質(zhì)量風(fēng)險評估單元與理想單元之間的接近度的大小。

7）確定項目質(zhì)量風(fēng)險的綜合指標，接下來將相對接近度轉(zhuǎn)換成具體評價數(shù)值進行評分，本文采取10 分值量表進行評價，各部分的質(zhì)量風(fēng)險評價數(shù)值依此折算并取整：

式（14）中i=1，2，...，m，根據(jù)得分進行排序等級劃分，確定機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險的水平與等級，具體劃分評價結(jié)果如表2。

4 質(zhì)量風(fēng)險評價模型仿真分析

為進一步對上文所提出的機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價模型進行分析與研究，本文結(jié)合工程經(jīng)驗對上述模型進行模擬分析，評估和分析機場建設(shè)工程各質(zhì)量風(fēng)險因素的具體情況和關(guān)聯(lián)性。

4.1 確定機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險指標的權(quán)重值

針對機場建設(shè)工程中項目質(zhì)量風(fēng)險存在的環(huán)境因素質(zhì)量風(fēng)險、經(jīng)濟因素質(zhì)量風(fēng)險、管理因素質(zhì)量風(fēng)險、人員因素質(zhì)量風(fēng)險、政治因素質(zhì)量風(fēng)險、技術(shù)因素質(zhì)量風(fēng)險6 個一級質(zhì)量風(fēng)險評價指標，本文基于表1 中所示內(nèi)容結(jié)合工程項目實際經(jīng)驗，劃分非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5 個等級，對機場建設(shè)工程中的19 個二級質(zhì)量風(fēng)險評價指標的重要程度給出8組量化評分方案。基于這8組方案里面的數(shù)據(jù)，利用式（1～5）確定出各個評估指標的熵權(quán)值wj={w1，w2，w3，...，w19}=｛0.0544，0.0519，0.0614，0.0402，0.0284，0.0449，0.0496，0.0473，0.0567，0.0591，0.0685，0.0709，0.0426，0.0543，0.0332，0.0379，0.0473，0.0709，0.0803｝。

表1 機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價指標

4.2 確定機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險指標的評價決策矩陣

在仿真過程中，本文共確定機場建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險評價評價方案8組，項目質(zhì)量風(fēng)險評價指標19個，建立了初始的項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣X，然后對初始項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣作歸一化處理，得到歸一化后的質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣R。

4.3 確定機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險指標的加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣

利用上文所得的機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價指標的熵權(quán)值集合w={w1，w2，w3，...，wn}，帶入代入到項目質(zhì)量風(fēng)險評價決策矩陣R，得加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣Z：

4.4 確定加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-

接下來本文運用式（8）與式（9）對加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-進行計算。

V+=｛0.009，0.012，0.012，0.007，0.005，0.007，0.007，0.007，0.009，0.009，0.012，0.012，0.007，0.009，0.007，0.007，0.007，0.012，0.012｝；

V-=｛0.002，0.002，0.005，0.002，0.002，0.005，0.005，0.005，0.005，0.005，0.007，0.007，0.002，0.005，0.002，0.002，0.002，0.007，0.007｝。

4.5 確定加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關(guān)聯(lián)程度

利用式（10）計算加權(quán)標準化質(zhì)量風(fēng)險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關(guān)聯(lián)程度，灰色關(guān)聯(lián)程度計算結(jié)果如下：

δ+=｛0.284，0.221，0.219，0.254，0.281，0.246，0.316，0.281，0.246，0.272，0.202，0.211，0.281，0.237，0.211，0.246，0.333，0.211，0.281｝；

δ-=｛0.214，0.249，0.263，0.219，0.281，0.316，0.246，0.281，0.246，0.237，0.307，0.281，0.211，0.272，0.281，0.246，0.193，0.281，0.211｝。

4.6 確定質(zhì)量風(fēng)險評價指標的綜合得分及其質(zhì)量風(fēng)險等級

使用式（11～14）確定機場建設(shè)工程的19 個質(zhì)量風(fēng)險評價指標的綜合得分，聯(lián)系表2 進一步確定質(zhì)量風(fēng)險評價指標的質(zhì)量風(fēng)險等級。

表2 機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險等級劃分

4.7 機場建設(shè)工程項目質(zhì)量風(fēng)險評價模型仿真結(jié)果分析

由上述仿真結(jié)果可知，對于本文模擬分析的機場建設(shè)工程中項目質(zhì)量風(fēng)險共分為一級質(zhì)量風(fēng)險因素4 個、二級質(zhì)量風(fēng)險因素11 個、三級質(zhì)量風(fēng)險因素4 個，在項目質(zhì)量風(fēng)險控制工作中應(yīng)以質(zhì)量風(fēng)險因素的評級情況制定質(zhì)量風(fēng)險控制計劃，嚴格扎實開展項目質(zhì)量風(fēng)險管控工作，確保整個機場建設(shè)工程的質(zhì)量建設(shè)水平。

5 結(jié)語

綜上所述，機場建設(shè)工程項目內(nèi)容復(fù)雜度高、工程難度較大、項目風(fēng)險較高，且機場建設(shè)工程本身對質(zhì)量水平要求相比常規(guī)工程建設(shè)項目更高，因此對于質(zhì)量風(fēng)險需要更為完善、細致的管控工作。本文首先分析了機場建設(shè)工程項目的一級、二級質(zhì)量風(fēng)險，進而通過熵權(quán)法與TOPSIS-GRA 方法相結(jié)合的方式建立了機場建設(shè)工程的項目質(zhì)量風(fēng)險評價模型，并在本文的第四部分進行了仿真與分析，希望能夠為機場建設(shè)工程的項目質(zhì)量風(fēng)險管理工作做出貢獻。