基于AHP-熵權-云模型的建筑工程測量質量評價研究

摘要：準確的測繪數據是工程設計和施工質量的重要保障。在梳理相關文獻的基礎上建立建筑工程項目測量質量評價指標體系，并構建基于AHP-熵權-云模型的評價模型。基于AHP-熵權-云模型對K建筑工程項目進行測量質量評價，得出該項目測量質量風險整體評價結果為中等風險，人員因素評價為較高風險，測量設備因素、測量方法因素、測量環(huán)境因素評價為中等風險，人員因素是K項目當前需要加以關注的重點等結論，可為建筑工程項目測量質量評價提供一種新的方法。

關鍵詞：層次分析法（AHP）；熵權法；云模型；建筑工程；測量質量評價

0 引言

建筑工程測量質量是指在建筑工程測量過程中，所采用的測量方法、儀器設備和操作人員等方面的標準和要求，以及所獲得的測量結果的準確性、精度、完整性等方面的指標［1］。建筑工程測量是建筑工程中不可或缺的環(huán)節(jié)，是建筑工程設計和施工的重要基礎［2］。準確的測繪數據是工程設計和施工質量的重要保障，因此建筑工程測量質量問題一直是建筑工程質量管理的重要內容，關系到工程進度、安全和成本控制［3］。目前，建筑工程測量質量還存在較多問題：建筑工程現場環(huán)境較差，塵土飛揚，噪聲較大，存在大量的電磁干擾，大大增加了測量的難度，影響測量的準確性和精度［4］；建筑工程測量技術在某些方面仍然存在短板［5］，復雜、變化的地形可能會導致測量結果產生偏差；建筑工程測量人員素質參差不齊，測量人員實踐經驗不足，也會影響測量的準確性和精度［6］。

識別影響建筑工程測量質量的因素，建立建筑工程測量質量評價指標體系，評價建筑工程測量質量是該領域當前的研究重點。本文旨在建立建筑工程測量質量評價指標體系，采用AHP-熵權-云模型對K項目測量質量風險進行評價，為我國建筑工程測量質量評價提供參考。

1 建筑工程測量質量評價指標體系及云模型構建

1.1 建筑工程測量質量評價指標體系構建

建筑工程測量質量受多種因素影響，如下：

（1）人員因素。測量人員的專業(yè)技術水平、經驗、工作態(tài)度、責任心等因素都會影響測量質量。如果測量人員缺乏專業(yè)技能和經驗，工作態(tài)度不認真，或者責任心不強，就會導致誤差增大、數據不準確等問題。

（2）測量設備因素。測量設備的精度和穩(wěn)定性會直接影響測量結果的準確性和可靠性。如果測量設備的精度和穩(wěn)定性不夠高，或者沒有按照規(guī)定進行校準和維護，就會導致誤差增大、數據不準確等問題。

（3）測量環(huán)境因素。測量環(huán)境的光線、氣溫、濕度、水平等因素也會對測量結果產生影響。如果測量環(huán)境光線不足、氣溫濕度變化大或者測量基準面不平穩(wěn)，就會導致誤差增大、數據不準確等問題。

（4）測量方法因素。測量方法的選擇、設計、實施等因素也會對測量結果產生影響。如果測量方法不合理、設計不科學、實施不規(guī)范，就會導致誤差增大、數據不準確等問題。

根據以上分析，最終形成建筑工程測量質量評價指標體系，具體見表1。

1.2 基于AHP-熵權-云模型的建筑工程測量質量評價模型建立

1.2.1 層次分析法

求解過程如下：

（1）將判斷矩陣標準化，通過每個判斷矩陣值除以該列的總和得到，具體計算公式如下

bij=aij∑nk=1akj（1）

式中，aij表示專家打分的均值；∑nk=1akj表示該列的總和；bij表示標準化判斷矩陣。

（2）將標準化的判斷矩陣的每一行求和，具體計算公式如下

Wi=∑nj=1bij（2）

式中，Wi表示標準化矩陣中每行的和。

（3）求取各指標權重，具體計算公式如下

Wj=Wi∑nj=1Wi（3）

式中，Wj表示第j個指標的權重值。

（4）進行一致性檢驗。求出各指標相對權重后進行一致性檢驗，以驗證判斷矩陣是否合理。

第一步，計算一致性指標CI值，公式如下

CI=λmax-nn-1

式中，λmax表示該判斷矩陣的最大特征值；n代表判斷矩陣階數。

最大特征值λmax的計算公式如下

λmax=∑ni=1∑nj=1aijWinWi

第二步，查找平均隨機一致性指標RI標準值，見表2。

第三步，計算一致性比例CR，公式如下

CR=CIRI

若CR＜0.1，則認為該判斷矩陣滿足一致性要求。

1.2.2 熵權法

熵權法的基本思想是根據指標之間的差異性確定各指標的權重，即熵值越大的指標權重越小，熵值越小的指標權重越大，從而使得綜合評價結果更加準確。基本步驟如下：

（1）數據歸一化。由于所有指標數據都是專家打分數據，不存在量綱不一致的問題，也就是說無須考慮數據的標準化處理，直接通過下式將原始數據進行歸一化處理

pij=Yij∑ni=1Yij

式中，Yij是指標原始數據；pij是歸一化后的數據。

（2）求解各指標的信息熵值，公式如下

Ej=-1ln （n）∑ni=1pijlnpij

式中，n為評價對象數量；Ej是指標的信息熵值。

（3）計算各指標權重。根據計算出的信息熵值求取各指標的差異性系數，公式如下

gj=1-Ej

式中，gj是差異性系數。

（4）求指標權重，計算公式如下

Wj=gj∑mj=1gj

式中，m為指標數量；Wj是第j個指標權重。

（5）組合賦權。通過線性組合的方式將熵權法結果與層次分析法結果相結合，對各指標進行組合賦權，計算公式如下

Wj=W1j+（1-）W2j

設定5個評價等級作為建筑工程測量質量的評語，具體為測量質量低風險、較低風險、中等分析、較高風險、高風險，對應的論域取值范圍分別為［0，2）、［2，4）、［4，6）、［6，8）、［8，10］。根據各評價等級的取值范圍，通過公式將數據轉換為相應的云數字特征參數，分別為期望值Ex、熵En和超熵He，具體公式如下

Ex=（Vmax+Vmin）/2

En=（Vmax-Vmin）/6

He=k

式中，k為常數；超熵He一般取0.1。

將上述5個評價等級的云數字特征值輸入正向云發(fā)生器，利用MATLAB軟件編程并生成5個評價等級的云標尺圖。

2 案例分析

2.1 工程概況

K學校項目總用地面積48 000余m2，總建筑面積42 000余m2，其中教學樓11 254m2，體育館1487m2，地上6層，建筑層高4m，抗震設防烈度6度，建筑密度18.2%，容積率0.82，綠地率31%。設計使用年限50年，合同總工期24個月。現對其進行測量情況進行評價。

2.2 模型運用

首先，邀請相關專家在對本項目有一定掌握的情況下，對建立的測量質量評價指標體系因素間的重要性進行打分，兩兩對比，得到層次分析法（AHP法）權重；其次，專家根據項目實際對指標的重要性打分，采用熵權法得出各指標權重；再次，將AHP法得到的權重與熵權法得到的權重進行組合賦權，得到組合賦權，見表3。在此基礎上運用建立的云模型進行評價，按照上述公式得到各一級、二級指標的Ex、En、He值，見表4。

將表4中的人員因素、測量設備因素、測量環(huán)境因素、測量方法因素，以及K項目整體測量質量風險的Ex、En、He代入MATLAB軟件，輸出結果如圖1～圖5所示。

2.3 風險評價結果分析

由圖1可以看出，人員因素介于較高風險與高風險之間，但更偏向于較高風險，根據隸屬度最大原則，將人員因素評價為較高風險；由圖2可以看出，測量設備因素介于較低風險與中等風險之間，但更偏向于較低風險，根據隸屬度最大原則，將測量設備因素評價為較低風險；由圖3可以看出，測量環(huán)境因素介于較低風險與較高風險之間，但更偏向于中等風險，根據隸屬度最大原則，將測量環(huán)境因素評價為中等風險；由圖4可以看出，測量方法因素介于中等風險與高風險之間，但更偏向于中等風險，根據隸屬度最大原則，將測量方法因素評價為中等風險；由圖5可以看出，項目整體測量質量風險介于較高風險與中等風險之間，但更偏向于中等風險，根據隸屬度最大原則，將項目整體測量質量風險評價為中等風險。

因此，根據評價結果可以得出，人員因素是K項目當前需要重點關注的測量質量風險因素。對此，提出相關建議如下：

（1）加強人員培訓和管理。建立完善的人員培訓和管理制度，加強對測量人員的培訓和考核，提高其專業(yè)素質和工作質量。同時，要加強人員管理，建立激勵機制，提高工作積極性和責任心。選用精度高、穩(wěn)定性好的測量設備，并建立定期校準和維護制度，確保測量設備的精度和穩(wěn)定性達到要求。選擇合適的測量環(huán)境，保證測量環(huán)境的光線、氣溫、濕度等因素穩(wěn)定，并確保測量基準面平穩(wěn)。

（2）審核測量數據。對測量數據進行審核和校驗，確保數據準確性和可靠性，及時發(fā)現和糾正錯誤數據。建立規(guī)范的測量方法和流程，確保測量過程科學、合理、規(guī)范。

（3）加強監(jiān)督和檢查。建立監(jiān)督和檢查制度，加強對測量工作的監(jiān)督和檢查，及時發(fā)現和糾正問題，確保測量質量符合要求。

3 結語

本文通過建立建筑工程測量質量評價指標體系，并基于實際案例采用AHP-熵權-云模型對K項目測量質量風險進行評價，得出如下結論：

（1）基于AHP-熵權-云模型對測量質量進行評價是可行的，可根據此方法對風險做進一步研究。

（2）本文建立的基于人員因素、測量設備因素、測量方法因素、測量環(huán)境因素等指標的建筑工程測量質量評價指標體系是科學合理的。

（3）基于AHP-熵權-云模型對K建筑工程進行測量質量風險評價，得出該項目測量質量風險整體評價結果為中等風險，人員因素評價為較高風險，測量設備因素、測量方法因素、測量環(huán)境因素及項目整體測量質量風險均為中等風險。

（4）由云模型研究結果可以看出，人員因素是K項目當前需要重點關注的測量質量風險因素。

參考文獻

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PMT

收稿日期：2023-03-02

作者簡介：

孔海峽（1979—），女，高級工程師，研究方向：測量施工技術、測量設備管理。