模糊理論分析法在水利工程施工期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)用

張連凱

(沈陽(yáng)市蘇家屯區(qū)水利科學(xué)實(shí)驗(yàn)站，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

水利工程具有規(guī)模較大，施工工期長(zhǎng)，施工難度大，施工環(huán)境惡劣及人員流動(dòng)性大等特點(diǎn)，這些決定了水利工程施工期影響因素的復(fù)雜性和多樣性，給水利工程施工期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、評(píng)估及解決帶來(lái)極大的困難，如何對(duì)施工期的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行準(zhǔn)確定性或者定量的分析，對(duì)于工程的施工安全具有重要意義，而模糊理論分析法則是處理這一問(wèn)題最為常用的方法之一[1- 4]。

模糊理論評(píng)價(jià)方法是用于評(píng)價(jià)多因素、多層次的綜合評(píng)價(jià)模型，能夠解決復(fù)雜多變的工程進(jìn)度、投資、質(zhì)量等方面存在的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題[5]。孫瑋瑋等利用模糊數(shù)學(xué)理論，應(yīng)用層次分析法，對(duì)大壩風(fēng)險(xiǎn)后果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[6]。戚國(guó)強(qiáng)等在改進(jìn)群策模糊層次分析法及模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上建立改進(jìn)層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并對(duì)水閘工程安全評(píng)價(jià)進(jìn)行分析[7]。侯立平則將模糊理論方法應(yīng)用于水庫(kù)壩基的防滲及工程造價(jià)對(duì)比，定量給出了綜合評(píng)價(jià)度并排序分析[8]。

本文基于前人的研究成果，采用改進(jìn)的模糊層次法和改進(jìn)的模糊二元對(duì)比分析法對(duì)水利工程施工期的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定性和定量分析，并基于分析結(jié)果提出了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督和管理的辦法，對(duì)于同類(lèi)工程的施工建設(shè)具有一定的借鑒意義。

1 模糊理論方法簡(jiǎn)介

1.1 改進(jìn)的模糊層次分析法(F-AHP)

模糊層次分析法(簡(jiǎn)稱(chēng)F-AHP)是一種定性和定量相結(jié)合的分析評(píng)價(jià)法，通過(guò)對(duì)各個(gè)個(gè)體之間的相互關(guān)系，構(gòu)造依次遞結(jié)的層次結(jié)構(gòu)，然后在相同的計(jì)算準(zhǔn)則下，建立判斷矩陣，并依次計(jì)算得出權(quán)重。改進(jìn)的F-AHP法，即是在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別基礎(chǔ)上，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)因素層次結(jié)構(gòu)模型(目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和因素層)，再對(duì)模糊互補(bǔ)判斷矩陣進(jìn)行構(gòu)造，經(jīng)過(guò)一致性檢驗(yàn)和排序，最終得到風(fēng)險(xiǎn)因素的優(yōu)先順序和關(guān)鍵因素的判斷，如圖1所示。

圖1 改進(jìn)的模糊層次分析法(F-AHP)

1.2 改進(jìn)的模糊二元對(duì)比分析法

改進(jìn)的二元對(duì)比分析法是指對(duì)兩兩因素進(jìn)行比較，下一次又換另外兩種因素對(duì)比，如此反復(fù)比較多次，就可以得到最終的一個(gè)整體認(rèn)識(shí)(優(yōu)先關(guān)系評(píng)定表)，然后通過(guò)分析取定閾值λ，得到λ一截矩陣，最后利用模糊數(shù)學(xué)計(jì)算法得到所有因素的排序。

2 施工期風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 工程概況

某工程主要建設(shè)內(nèi)容為：新修攔沙導(dǎo)流壩8座，修建導(dǎo)流渠約6km，翻版閘門(mén)3座，以及堤頂硬化工程和兩岸護(hù)堤工程等。工程總投資約14億元，計(jì)劃施工工期為4年。

2.2 施工期風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

由于本工程工期長(zhǎng)、投資大、涉及的工程建設(shè)范圍廣，因此在施工期中會(huì)時(shí)刻面臨著來(lái)自各方面的風(fēng)險(xiǎn)因素，如環(huán)境因素準(zhǔn)則(水文、地質(zhì)、天氣)、業(yè)主因素準(zhǔn)則(組織管理、財(cái)務(wù)、招投標(biāo)等)、施工企業(yè)因素準(zhǔn)則(人員配置、技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備等)、監(jiān)理因素準(zhǔn)則(專(zhuān)業(yè)水平、協(xié)商溝通能力等)、社會(huì)因素準(zhǔn)則(政策、法律法規(guī)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)等)、政府因素準(zhǔn)則(資質(zhì)監(jiān)管、質(zhì)量監(jiān)管等)、供貨商因素準(zhǔn)則(應(yīng)對(duì)突發(fā)能力、專(zhuān)業(yè)水平等)、政府規(guī)劃因素準(zhǔn)則(生態(tài)、景觀(guān)等)。根據(jù)上述風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)，構(gòu)建本工程施工期風(fēng)險(xiǎn)的層次結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)模型，如圖2所示。

3 兩種方法的對(duì)比分析

根據(jù)施工期風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并對(duì)每一項(xiàng)因素進(jìn)行編號(hào)，得到了工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素集，以便于后續(xù)的分析計(jì)算和對(duì)比，見(jiàn)表1。

3.1 風(fēng)險(xiǎn)因素層排序

兩種方法分析得到的因素層權(quán)重大小如圖3所示。

圖3 因素分析權(quán)重對(duì)比

由圖3可知，采用改進(jìn)的模糊層次分析法得到的因素層排序依次為：C6、C9、C25、C1、C24、C5、C4、C15、C18、C21、C3、C8、C14、C12、C23、C10、C7、C2、C13、C11、C17、C19、C22、C20、C16，即業(yè)主的財(cái)務(wù)能力、施工企業(yè)的技術(shù)水平等是影響工程施工期的高風(fēng)險(xiǎn)因素，而社會(huì)的

表1 風(fēng)險(xiǎn)因素層次分析

法律法規(guī)、供貨商的材料質(zhì)量問(wèn)題等則是對(duì)施工期風(fēng)險(xiǎn)影響最小的幾個(gè)因素。采用模糊二元分析法得到的因素層排序依次為：C6、C5、C25、C1、C9、C24、C8、C18、C15、C21、C4、C3、C8、C12、C14、C23、C10、C7、C2、C13、C11、C19、C17、C16、C20、C22，即業(yè)主的財(cái)務(wù)和招投標(biāo)能力是施工期風(fēng)險(xiǎn)的主要影響因素，而社會(huì)法律法規(guī)和政府資質(zhì)是對(duì)施工期影響最小的因素。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)因素準(zhǔn)則層的排序

兩種分析法得到的風(fēng)險(xiǎn)因素準(zhǔn)則層的權(quán)重大小對(duì)比見(jiàn)圖4。從圖中可以看到：兩種分析法得到的風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重的變化趨勢(shì)大部分相似。模糊層次分析法得到的權(quán)重大小排序依次為：B3、B8、B2、B1、B4、B5、B7、B6，即施工企業(yè)是影響施工期風(fēng)險(xiǎn)的最主要因素，其次為政府規(guī)劃，對(duì)施工期風(fēng)險(xiǎn)影響最小的為社會(huì)因素和政府因素。而模糊二元分析法得到的權(quán)重大小排序依次為：B3、B2、B8、B1、B4、B5、B6、B7，即施工企業(yè)和業(yè)主是對(duì)施工期風(fēng)險(xiǎn)影響的主要因素，而對(duì)施工期風(fēng)險(xiǎn)影響最小的仍然為政府因素和社會(huì)因素(但兩者順序?qū)φ{(diào))。出現(xiàn)上述排序不同的原因在于：因素層中業(yè)主的風(fēng)險(xiǎn)因素C4、C8以及政府規(guī)劃因素C24的排序存在較大誤差(在計(jì)算分析上述三項(xiàng)因素時(shí)，數(shù)據(jù)點(diǎn)較少，多為定性分析，因而存在誤差)，因而導(dǎo)致了因素準(zhǔn)則層中B2、B8順序的改變。

圖4 因素準(zhǔn)則層權(quán)重對(duì)比

3.3 分析計(jì)算精度分析

總體而言，兩種方法得到的排序具有良好的一致性，但模糊二元法在兩兩因素進(jìn)行對(duì)比時(shí)，經(jīng)過(guò)矩陣閾值判定得到的順序，往往會(huì)由于數(shù)據(jù)不足而使得排序存在較大誤差，從而使準(zhǔn)則層排序也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。而在運(yùn)用改進(jìn)的模糊層次分析法時(shí)，在構(gòu)建初始判斷矩陣后，會(huì)進(jìn)行一致性校核，以確保得到的特征矩陣的相容性一致，盡量避免了權(quán)值分配不合理的現(xiàn)象。通過(guò)因素排序和準(zhǔn)則排序可以看到，改進(jìn)的模糊層次分析法更接近于工程項(xiàng)目本身所具有的特點(diǎn)，因而在處理施工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)更加有效和科學(xué)，雖然此方法計(jì)算量大，但計(jì)算精度高，可適用于大中型水利工程，模糊二元法計(jì)算精度較低，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)便，一般可適用于小型項(xiàng)目的分析和評(píng)價(jià)。

4 監(jiān)督和管理辦法

從上述分析可以看出，影響水利工程施工期風(fēng)險(xiǎn)的主要因素有工程投資管理、組織管理、施工企業(yè)的技術(shù)水平以及施工期的招投標(biāo)制度等。針對(duì)分析結(jié)果，作者認(rèn)為需要從以下幾點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)督和管理：(1)建立和完善施工期風(fēng)險(xiǎn)管理體系；(2)嚴(yán)格控制風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程；(3)改善風(fēng)險(xiǎn)的管理水平和辦法；(4)提高施工期施工企業(yè)的技術(shù)水平；(5)全面考慮工程特點(diǎn)對(duì)施工期風(fēng)險(xiǎn)的影響，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

5 結(jié)論

基于某防洪水利工程施工期8個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素準(zhǔn)則層和25個(gè)因素，對(duì)改進(jìn)模糊層次分析法和模糊二元分析法的因素和準(zhǔn)則排序進(jìn)行了對(duì)比研究，認(rèn)為前者具有更高的計(jì)算精度，更適用于大中型水利工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，而后者更適用于小型工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。在分析結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督和管理辦法，為類(lèi)似工程在施工建設(shè)期的風(fēng)險(xiǎn)管控具有重要意義。

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