基于信息熵方法的水電工程施工布置方案優選

李旭東

摘 要：施工布置方案優選是施工組織設計的一項重要課題，必須綜合考慮多種因素，綜合評價，審慎決策。該文系統分析了水電工程施工布置方案的影響因素，提出了基于信息熵的多目標施工布置方案優選模型。實例分析模型是可行的、有效的。

關鍵詞：信息熵理論 施工方案 多目標決策 方案優選

中圖分類號：TV55 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0136-02

水電工程施工方案布置，是水電工程施工組織設計的重要組成部分。其布置方案的確定，是一個復雜的多因素、多指標的決策問題。在評價和優選方案時，必須綜合考慮多種因素，綜合評價，審慎決策。綜合評價的方法很多，其原理多源于系統分析的多目標規劃，常用方法有：層次分析法、效用函數法、模糊分析法等。該文綜合考慮主觀權重和評價準則的熵權，建立基于信息熵方法的施工方案優選模型。

1 施工方案評價體系的建立

在評價布置方案時，必須綜合考慮：（1）布置的協調可靠性。在確定布置方案時，要綜合分析施工流程的協調性、可靠性，以及對主體工程施工和運行的影響。（2）布置的不確定性因素的影響。布置工程中，要受勘測設計深度和精度的限制，還要涉及大量定性、定量因素。（3）布置的經濟合理性。施工臨建和輔助企業一般占工程建設費用的10%～15%，所以方案的經濟性是必須考慮的重要方面[2]。

評價施工布置方案的優劣，涉及許多因素。大體上可以分為兩類，一類是定性因素，一類是定量因素。

定性指標有：（1）有利生產管理的程度；（2）施工協調配合程度；（3）與永久建筑物結合的情況；（4）滿足安全環保方面的要求等；（5）對主體工程施工和運行的影響。定量指標有：（1）場地土石方平整費用；（2）臨建工程建筑安裝費用；（3）物料的運輸工程量和費用；（4）占地面積和費用；（5）臨建工程的回收利用率等[1]。

2 施工方案優選模型

2.1 決策矩陣標準化的方法

設用個評價準則對個方案進行評價分析，是方案相對于評價準則的指標，是準則的理想水平。

對于效益性指標：

（1）

對于消耗性指標：

（2）

為對的貼近度，且設，并用將進行標準化處理后有：

（3）

2.2 表征準則評價重要度的熵計算

（4）

式中 （5）

2.3 權值計算

基于此，給出由確定評價準則的評價權值公式：

（6）

其中：，且滿足

還需考慮決策者的主觀權值，可得綜合權值為： （7）

2.4 海明距離計算和結果判定

由下式計算海明距離，越小者方案越優。

（8）

3 應用算例

該研究引用文獻[1]的資料，優選施工布置方案。某工程初擬了3個施工布置方案，列出6個評價因素，有3個定性因素、3個定量因素。采用專家評分法，聘請若干專家，對因素的滿意度打分（百分制），并判定因素的權重，指標如表1所示。

由式（2）（3）求得標準化貼近度矩陣為

由式（4）、（5）求得各評價指標的熵值為

由式（6）求得各評價指標的評價權值為

帶入（7），可求得綜合權重：

帶入（8），可求得海明距離

由海明距離越小越優，可知方案A為最優方案，與文獻[1]結論一致。

4 結語

水電工程施工布置方案的優選，是施工組織設計的一項重要課題。該研究分析了影響施工布置方案選擇的各項因素，以信息熵為理論基礎，考慮了評價指標的評價權值，提出了基于信息熵方法的水電工程施工布置方案優選模型，并通過算例表明熵方法優選決策模型是可行的、有效的。

參考文獻

[1] 袁光裕.水利工程施工[M].北京：中國水利水電出版社出版社，1996.

[2] 胡志根，肖煥熊.水電工程施工布置方案多目標模糊優選決策研究[J].水電站設計，1997（2）：19-23.

[3] 邱菀華.管理決策熵學及其應用[M].北京：中國電力出版社，2011.

[4] 馮文成，曲恩源.基于集對-熵權分析的鐵路樞紐物流中心站選址的研究[J].鐵道經濟研究，2013（21）：89-92.endprint