高效節(jié)水灌溉工程最優(yōu)投標(biāo)方案比選研究

簡(jiǎn) 明

（北票市水利規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院（北票市水務(wù)工程技術(shù)審查中心），遼寧 北票 122100）

每個(gè)投資主體都追求從眾多備選投標(biāo)方案中選擇出最優(yōu)者，而文化、社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等因素均在一定程度上影響著最優(yōu)投標(biāo)方案的選擇。只考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)確定的投標(biāo)方案通常難以滿足招標(biāo)單位的實(shí)際要求，而如何從多目標(biāo)評(píng)價(jià)方案中選擇最優(yōu)者始終是業(yè)主決策重點(diǎn)考慮的問(wèn)題[1]。鑒于此，文章結(jié)合工程實(shí)際情況和主觀判斷，采用熵權(quán)決策法比選高效節(jié)水灌溉工程投標(biāo)方案，該方法能夠彌補(bǔ)個(gè)別突出指標(biāo)掩蓋其它弱勢(shì)指標(biāo)的情況，全面體現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)隱含信息及其評(píng)分差異性，保證招標(biāo)單位能夠選擇出符合自身情況的最優(yōu)方案以及評(píng)標(biāo)結(jié)果科學(xué)客觀性。

1 熵權(quán)計(jì)算方法

1.1 熵的概念

熵是一種反映場(chǎng)所或物質(zhì)系統(tǒng)的狀態(tài)量，能夠判別系統(tǒng)的自發(fā)行為，衡量物體的變化方向及其所處狀態(tài)穩(wěn)定性[2]。熵是熱力學(xué)中的一個(gè)宏觀物理量，可以描述一個(gè)封閉系統(tǒng)的混亂或無(wú)序程度，熵可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的微觀狀態(tài)來(lái)計(jì)算，其特點(diǎn)主要有：①方向性，根據(jù)熵增定律，封閉系統(tǒng)沿著熵增加的方向發(fā)展，最終達(dá)到熵最大的平衡狀態(tài)。②相對(duì)性：熵值不是唯一的，而是相對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的變化和發(fā)展而言的，不同的系統(tǒng)狀態(tài)具有不同的熵值，系統(tǒng)的熵可以度量系統(tǒng)的不確定性、無(wú)序程度和復(fù)雜性。③表示混亂程度：熵增加意味著系統(tǒng)的混亂程度增加，而熵減少則表示系統(tǒng)的有序性增加。④熵與能量：熵是度量能量轉(zhuǎn)化程度的參數(shù)，當(dāng)能量從一個(gè)形式轉(zhuǎn)化為另一個(gè)形式時(shí)，熵會(huì)增加，因?yàn)椴豢赡孢^(guò)程會(huì)導(dǎo)致能量的損失和分散。

水利工程項(xiàng)目評(píng)標(biāo)時(shí)往往考慮多個(gè)因素的相對(duì)重要度，然后按照權(quán)重系數(shù)衡量其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的重要性[3]。決策者所獲取的信息量多少直接關(guān)系著最終決策的可靠性和精準(zhǔn)度，熵是衡量不同方案效果或決策過(guò)程的重要標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 熵權(quán)計(jì)算方法

步驟1：將n個(gè)待比較的投標(biāo)方案按照m個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析，指標(biāo)i對(duì)于投標(biāo)方案j的特征值為xij，由此構(gòu)造特征矩陣X：

式中：n、m代表投標(biāo)方案數(shù)及其相應(yīng)的參評(píng)指標(biāo)數(shù)。對(duì)于可能存在多種狀態(tài)的系統(tǒng)，定義每種狀態(tài)的發(fā)生概率為Pi，i=1，2，…，n，則該系統(tǒng)中參評(píng)指標(biāo)xi的信息熵為：

然后利用下列條件熵來(lái)表示投標(biāo)方案決策分析時(shí)指標(biāo)i的相對(duì)重要度不確定性，即：

根據(jù)極值條件，條件熵隨dij/di相近程度的增加而增大，條件熵在dij/di達(dá)到相等條件時(shí)有最大值，Emax=lnm。

步驟2：數(shù)據(jù)歸一化。在建立特征矩陣時(shí)，通過(guò)歸一化處理可以消除估計(jì)值的量綱和單位差異，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠，選擇合適的處理方法能夠有效地提高數(shù)據(jù)分析和建模過(guò)程中的準(zhǔn)確性[5]。通過(guò)歸一化處理公式(3)計(jì)算重要性的熵：

步驟3：計(jì)算熵權(quán)。待比選投標(biāo)方案的信息決定了權(quán)重，其權(quán)重隨方案的改變而改變，一般定義成客觀信息，熵權(quán)法能夠保證評(píng)估的客觀性，充分挖掘指標(biāo)包含的初始信息數(shù)據(jù)。在投標(biāo)過(guò)程中綜合考慮主、客觀權(quán)重可以充分利用決策者的意見(jiàn)和專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又基于實(shí)際數(shù)據(jù)和定量分析結(jié)果，提高決策的科學(xué)性，這種方法能夠有效地解決熵權(quán)法可能存在的主觀偏差或數(shù)據(jù)不全面的問(wèn)題，從而使決策更加可靠有效。主觀權(quán)重計(jì)算法昂發(fā)如下：

采用德?tīng)柗品ㄑ?qǐng)領(lǐng)域內(nèi)專家科學(xué)評(píng)定其主觀權(quán)值如表1，這種方法會(huì)考慮投標(biāo)企業(yè)的專業(yè)能力、產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量、資質(zhì)等級(jí)和報(bào)價(jià)等因素。

表1 參評(píng)指標(biāo)權(quán)重

雖然主觀賦權(quán)能夠反映管理和技術(shù)等方面的主觀意愿，但這對(duì)于高效節(jié)水灌溉等項(xiàng)目是不夠的，還需要考慮客觀因素的影響，在權(quán)重計(jì)算時(shí)還要有效結(jié)合主、客觀評(píng)價(jià)權(quán)值，以此保證比選結(jié)果的科學(xué)合理性，主、客觀實(shí)用權(quán)值如下：

步驟4：明確最優(yōu)方案。采用加權(quán)求和法計(jì)算待比選方案與所有參評(píng)指標(biāo)的接近度Sj，比選方案j的Sj值越小則評(píng)定結(jié)果越優(yōu)，計(jì)算公式為：

根據(jù)以上函數(shù)歸納分析熵權(quán)的主要性質(zhì)：①對(duì)于參評(píng)指標(biāo)j，若所有待比選方案的數(shù)值相同，則計(jì)算的熵權(quán)為零，相應(yīng)的權(quán)值最大取1，說(shuō)明該指標(biāo)不提供有用信息，在投標(biāo)決策時(shí)不予考慮。②當(dāng)參評(píng)指標(biāo)的熵權(quán)值大而熵值小的時(shí)候，該指標(biāo)能夠提供更多的信息以便更好地做出決策，這種指標(biāo)在決策方案之間的差異非常重要，因?yàn)樗鼈兛赡苡绊懙阶罱K的決策結(jié)果。③當(dāng)熵權(quán)值越小時(shí)，說(shuō)明這個(gè)指標(biāo)在評(píng)標(biāo)時(shí)越不重要，其強(qiáng)度相對(duì)于其他指標(biāo)更大，因此對(duì)投標(biāo)方案的比選作用更好。如果這個(gè)指標(biāo)可以傳遞和攜帶更多的信息，并且各對(duì)象之間具有明顯差異，則在方案比選時(shí)應(yīng)該充分考慮這個(gè)指標(biāo)。

2 實(shí)證分析

2.1 工程概況

北票市高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)內(nèi)容如下：建設(shè)玉米膜下滴灌工程面積1.42萬(wàn)hm2，新打井421眼，改造舊井936眼，改造舊井房936座，新建421座(尺寸3.3m×3.3m)，安裝首部工程1 357處，IC卡量測(cè)裝置1 357套、過(guò)濾器和施肥灌1 357臺(tái)套、連接地埋管路1 312.05km，連接地面管路1 032.84km，連接滴灌帶11.88萬(wàn)km，安裝出水栓18 998個(gè)，土方、開(kāi)挖回填131.2萬(wàn)m3；配套變壓器258臺(tái)套，高壓線22.2km，低壓線111km，總投資22 434.45萬(wàn)元。

該工程評(píng)標(biāo)指標(biāo)主要有財(cái)務(wù)資信及施工隊(duì)伍、企業(yè)資質(zhì)、施工組織設(shè)計(jì)、項(xiàng)目經(jīng)理素質(zhì)、報(bào)價(jià)及其合理性、安全、進(jìn)度和技術(shù)保證措施等。依據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重Wi1，招標(biāo)單位聘請(qǐng)?jiān)u標(biāo)專家對(duì)投標(biāo)單位i的參評(píng)指標(biāo)j進(jìn)行打分如表2。其中，di代表投標(biāo)單位A、B、C、D的各項(xiàng)指標(biāo)之和。

表2 參評(píng)指標(biāo)評(píng)分值

2.2 方案比選

根據(jù)投標(biāo)單位數(shù)確定m=4，每個(gè)投標(biāo)單位均存在8項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)，即n=8，采用前文所述方法計(jì)算特征矩陣X=(xij)m×n中各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重如表1。然后歸一化處理指標(biāo)評(píng)分值，計(jì)算其重要性熵，即：

同理，可以分別求出e(d1)、e(d2)…、e(d8)的重要性熵，如表3。各指標(biāo)的主觀權(quán)值如表1，采用公式(5)計(jì)算相應(yīng)的客觀權(quán)重，如報(bào)價(jià)及其合理性指標(biāo)的客觀權(quán)重如下：

表3 相關(guān)參數(shù)計(jì)算

根據(jù)以上方法，可以分別求出其它7項(xiàng)指標(biāo)的客觀權(quán)重。然后利用公式(6)計(jì)算考慮主、客觀的實(shí)用權(quán)值，如報(bào)價(jià)及其合理性指標(biāo)的實(shí)用權(quán)值為：

采用加權(quán)求和法計(jì)算待比選方案與所有參評(píng)指標(biāo)的接近度Sj，其中將其代入公式(7)可以轉(zhuǎn)變成。由此確定投標(biāo)單位A、B、C、D的貼近度分別為S1=0.270、S2=0.121、S3=0.237、S4=0.217，可見(jiàn)貼近度最小的是方案B，其次是方案D，按照貼近度具體內(nèi)涵可以評(píng)定方案B最優(yōu)。

3 結(jié) 論

熵權(quán)法充分考慮了決策者意見(jiàn)和專家經(jīng)驗(yàn)，從根本上解決了由于個(gè)別突出指標(biāo)直接決定了中標(biāo)歸屬的問(wèn)題，對(duì)于存在多個(gè)復(fù)雜影響因素的水利工程投標(biāo)方案比選具有較強(qiáng)適用性和科學(xué)性。在北票市高效節(jié)水灌溉工程最優(yōu)投標(biāo)方案比選中，最終確定方案B最優(yōu)，該方案只有財(cái)務(wù)薪資、企業(yè)資質(zhì)和施工安全稍遜色于方案B，其它指標(biāo)均為最優(yōu)，比選結(jié)果與專家論證分析結(jié)論保持一致，說(shuō)明所建立的評(píng)價(jià)體系和熵權(quán)法具有較好可靠性。