基于三角模糊數的鐵路隧道施工組織評價研究

張 偉 男

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

基于三角模糊數的鐵路隧道施工組織評價研究

張 偉 男

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

以4M1E施工管理理論為基礎，采用層次分析法和三角模糊數，建立了綜合評價模型，通過某工程實例，對隧道施工組織進行了綜合評價，指出該方法具有較好的評價效果，對于同類工程施工組織評價具有一定借鑒意義。

三角模糊數，鐵路隧道，施工組織

0 引言

隨著鐵路建設的快速發展，鐵路隧道工程、長大隧道數量越來越多、單體規模越來越大。特別是高標準建設的客運專線、高速鐵路工程，對于隧道施工組織、質量控制不斷提出新的要求。科學合理的施工組織不僅能夠有效監管施工薄弱環節，而且是控制施工事故的關鍵環節，因此，如何評價施工組織的有效性、全面性已成為工程實踐的重要內容之一。

本文通過探討建立評價模型，以期為此類隧道工程施工提供參考以及借鑒。

1 評價模型構建

1.1 評價體系構建

鐵路隧道工程普遍具有施工期長、工序繁瑣、地質條件復雜等等特點，根據4M1E施工管理理論，并且結合相關的文獻分析以及對具有豐富經驗的專業技術人員進行訪談調查，遵循“客觀性、代表性、易于操作、避免交叉”的原則，篩選評價指標。以人員配備、機械材料、技術工藝、環境控制、管理水平等等五個指標為準則層，選取20個具體指標，構建了鐵路隧道施工組織綜合評價體系，并且運用層次分析法(AHP)對各層指標進行賦權，詳如表1所示。

表1 鐵路隧道施工組織綜合評價體系

1.2 指標賦值與標準化處理

由表1可以看出，評價指標均為定性描述類指標。評價指標客觀存在一定的不確定性以及評價主觀存在認識的模糊性，而三角模糊數是一種實用的定性與定量分析相結合的系統評價方法[1]，能夠較好的解決指標屬性以及屬性賦值的模糊性問題。用三角模糊數表達專家的主觀評價值，可以克服單個實數表達的不完整性[2]。因此，本文采取三角模糊數法進行指標賦值以及結果分析。

1)三角模糊數理論。

(1)

2)指標賦值。

通過表2，將目標層中評價指標的描述性語言轉化為定量的三角模糊數，并且構造三角模糊評價矩陣R，以便進一步地分析以及計算。

表2 指標評價描述語言——三角模糊數轉化表

3)標準化處理。

評價體系中除“對周邊環境影響”指標為成本型外，其余指標均為效益型指標，即描述性評價語言褒貶與綜合評價指數正相關。為消除不同評價指標含義對評價結果的影響，需根據式(2)進行標準化處理，即將評價數值轉換為[0，1]之間的無量綱數，構造規范化評價矩陣。

(2)

4)去模糊化。

對于多層綜合評價，得出各層指標模糊權重向量之后，采用去模糊化是一種解決計算復雜性的合理方法[4]。文獻[5][6]證實此法具有比較好的評價效果，本文予以借鑒。取施工組織正常值為中性(即λ=0.5)，根據式(2)來進行處理，計算綜合評價指數Q。

(3)

表3 六狼山鐵路隧道施工組織綜合評價結果

綜合評價指數Q?[0，1]，Q值越大表示該隧道施工組織綜合評價效果越優，反之則表明施工組織存在不足，應對薄弱環節進行修改完善。

2 實例分析

準朔鐵路是國家“十二五”規劃的重點工程，正線全長215km，總投資120億元，2007年12月18日開工建設。它的建成將使我國煤炭主產地山西、陜西、內蒙古西部等地區的路網結構更加完善，能夠有效解決準格爾、東勝煤炭外運能力緊張狀況和既有北同蒲鐵路的運力不足矛盾。六狼山隧道位于該線峙峪車站和平魯西車站之間，屬于亞洲最長單線鐵路濕陷性黃土隧道。隧道進口里程為改DK20+575，出口里程為改DK35+750，全長15 175m，最大埋深約442m。隧道內線路縱向設計坡度從進口至改DK35+450以14‰的坡度上坡，從改DK35+450至出口以9‰的坡度上坡。

以該隧道工程為例，通過專家打分對施工組織進行綜合評價，計算結果見表3。

由計算結果可以看出，該隧道工程施工組織綜合評價指數為0.91，施工組織合理，能夠確保工程施工正常安全進行，這與現場綜合反饋結果基本一致。

3 結語

鐵路隧道施工組織評價屬于多屬性綜合決策系統，本文以4M1E施工管理理論為基礎，采用層次分析法和三角模糊數理論，建立了綜合評價模型，該方法能夠克服評價指標客觀存在的不確定性和主觀存在的認識片面性，計算過程簡單、易于操作，并且經過實例驗證具有較好的實際操作效果，可為同類工程施工組織評價提供參考借鑒意義。

[1] 李俊芳，吳小萍.基于AHP-FUZZY多層次評判的城市軌道交通線網規劃方案綜合評價[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2007,31(2):205-208.

[2] 廖 勇.基于三角模糊數的鐵路客運站選址方案評價方法[J].中國鐵道科學,2009,30(6):119-125.

[3]VANLAARHOVENPJM,PEDRYCZW.Afuzzyextensionofsatty’sprioritytheory[J].FuzzySetsandSystems,1983(11)：199-227.

[4] 鄭承志.基于三角模糊數的企業信息文化綜合評價[J].廣西財經學院學報,2009,22(6):107-119.

[5] 李思雨，武 毅.基于三角模糊數的交通基礎設施項目風險評價[J].山西建筑,2013,39(24)：246-248.

[6] 宋子煒.基于三角模糊數的自然保護區生態旅游評價[J].生態科學,2011,30(4):411-417.

Study on evaluation model of railway tunnel construction organization based on triangular fuzzy number

Zhang Weinan

(ChinaRailwayFifthSurveyandDesignInstituteGroupCo.,Ltd,Beijing102600,China)

On the basis of 4M1E construction management theory, the paper attempts to give a model of evaluation based on analytic hierarchy process and riangular fuzzy number theory. Validated through a practical instance, this paper made comprehensive evaluation on tunnel construction organization the model has a good result and it could provide reference for the similar projects construction organization.

triangular fuzzy number, railway tunnel, construction organization

2015-02-07

張偉男(1982- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)12-0191-02

U455.2

A