基于組合賦權-TOPSIS裝配式建筑施工階段進度風險評價

張彥奇 趙延龍

摘要：目前，我國裝配式建筑發展水平相對較低，在施工階段受到外界影響因素多，導致進度延誤現象嚴重。現采用實地調研和文獻分析篩選出25項裝配式建筑施工階段風險評價指標，構建其風險評價指標體系。用AHP-CRITIC法組合確定權重，既考慮到主觀權重人為因素太強，又考慮到客觀權重過于依賴樣本，最大限度的減少信息的損失，使賦權的結果盡可能的與實際結果接近，再結合TOPSIS評價模型對數據進行處理，計算出各待評價裝配式建筑與理想解的相對貼進度。據此對待評價的裝配式建筑施工階段風險進行排序， 并對評價結果進行討論分析。最后，以10個裝配式建筑項目為研究對象進行實證分析，驗證了所構建的評價指標體系以及評價方法科學合理、評價結果客觀準確，對今后的新建裝配式建筑進度風險控制具有較好的參考價值。

Abstract： At present， the level of development of fabricated buildings in China is relatively low， and there are many external factors in the construction phase， resulting in serious delays in progress. The field research and literature analysis are used to screen out the risk assessment indicators of 25 prefabricated building construction stages and construct their risk evaluation index system. Using the AHP-CRITIC method to determine the weight， considering that the subjective weight is too strong， and considering that the objective weight is too dependent on the sample， the information loss is minimized， and the result of the empowerment is as close as possible to the actual result. The data is processed in combination with the TOPSIS evaluation model， and the relative progress of each assembled building and the ideal solution to be evaluated is calculated. According to this， the risk of the prefabricated construction stage of the evaluation is sorted， and the evaluation results are discussed and analyzed. Finally， the empirical analysis of 10 prefabricated construction projects is carried out， which verifies that the evaluation index system and evaluation method are scientific and reasonable， and the evaluation results are objective and accurate. It has a good reference value for the future risk control of new assembly buildings.

關鍵詞：裝配式建筑;施工階段;AHP-CRITIC法;TOPSIS法;進度風險

Key words： prefabricated building;construction stage;AHP-CRITIC method;TOPSIS method;schedule risk

中圖分類號：TU72? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）31-0050-04

1? 研究背景

裝配式建筑相較于傳統建筑具有節能環保、工期短、質量高等優點[1]，目前，我國處于大力發展裝配式建筑的重要階段，與發達國家相比，我國的裝配式建筑發展水平相對較低，裝配式建筑施工過程中的進度風險管理的能力和意識相對比較薄弱。如何對裝配式建筑施工進度風險進行識別，分析與評價顯得至關重要。

當前，國內外學者針對裝配式建筑進度風險研究已有一些成果。陳建[2]利用系統動力學和社會網絡方法分析了由裝配式建筑項目的利益相關團體所帶來的進度風險，并從52項進度風險因素中確定了12項關鍵進度風險，并用蒙特卡洛模擬對12項關鍵風險進行了量化。陳念[3]首先對EPC模式下裝配式住宅項目進度風險進行識別，并將其與復雜網絡理論相結合構建了進度風險理論網絡模型，運用結構方程對網絡模型進行了實證分析。Li，C. Z[4]針對香港的建筑業面臨嚴重的房屋生產問題，利用系統動力學和離散事件模擬的混合建模技術，分析了預制房屋生產的六天周期組裝中的進度風險的相互關系。廖生雄[5]對水電EPC工程施工階段的進度風險進行識別，構建了以人為、機械設備、環境、管理、以及其他因素為二級指標的施工階段風險評價指標體系，運用可拓理論，建立了基于多級可拓評價方法的施工進度風險評價模型。王剛[6]以西安某小區實際工程案例為主，分析了八度抗震設防區裝配式混凝土結構在施工生產過程中效率低、周期長的問題。

綜上，有關裝配式建筑進度風險的研主要集中在對風險因素進行識別與風險因子的相互關系上，對裝配式建筑的施工階段進度風險評估研究較少。本文在參考相關文獻與實地調研的基礎上，建立了裝配式建筑施工階段風險評價指標體系，運用AHP法確定主觀權重，用CRITIC法確定客觀權重，通過主客觀權重的綜合得到各指標權重。通過TOPSIS模型計算十個裝配式建筑理想解間相對貼近度，劃分裝配式建筑進度風險等級，綜合評價十個裝配式建筑的進度風險。

2? 裝配式建筑施工階段進度風險評價指標體系

由于裝配式建筑施工進度風險評價指標因素具有復雜性和不確定性，現通過實地調研及參考有關文獻[2-8]，確定了以人為因素、材料因素、機械設備因素、管理因素以及環境因素為主的5類因子的25個評價指標，并對指標分類，構建出三級裝配式建筑施工階段進度風險評價指標體系。如表1所示。

3? 評價模型的構建

3.1 AHP法

AHP法是一種定性和定量相結合的主觀賦權方法，為了確定指標權重，它首先確定同一層次的指標對上層指標的影響程度，再根據對上層指標的影響程度對同層各指標進行兩兩比較，根據1～9標度法建立判斷矩陣，對判斷矩陣進行求解，計算指標的權重[9]。

3.2 CRITIC法

CRITIC法是由Diakoulaki最先提出的一種處理多指標的客觀定權法。該方法通過指標內的變異性和指標間的沖突性來綜合確定各指標的客觀權重[10]。

假設待評價的裝配式建筑個數為m，評價指標個數為n，aij表示第i個裝配式建筑的第j個評價指標的得分，得到待評價的裝配式建筑的評價得分矩陣A。

3.2.1 無量綱處理

為消除數據量綱影響，需對得分數據進行無量綱處理。

式中，eij為無量綱化后的數據，ajmax、ajmin分別表示第j個評價指標的最大值和最小值。若為正指標，用公式（1）計算，若為負指標，用公式（2）計算。

3.2.2 計算評價指標內的變異性代表值標準差σj

3.2.3 計算各指標見的相關系數rij

aix和ajx分別為在第i個指標和第j個指標下的第x個評估對象的歸一化值，ai和aj分別表示指標i和j的均值。

3.2.4 評價指標的沖突性代表值Rij

3.2.5 計算Hj

3.2.6 計算權重wj

3.3 確定綜合權重

層次分析法和CRITIC這兩種方法都存在著信息的損失，采用組合賦權就是最大限度的減少信息的損失，使賦權的結果盡可能的與實際結果接近。本文引入主客觀偏好系數，采用線性加權將AHP法和CRITIC法相結合，組成了同時考慮主客觀因素的綜合賦權法。計算如下：

式中，W為綜合權重，W1為AHP法得到的主觀權重，W2為CRITIC法得到的客觀權重;α∈[0，1]，為主觀偏好系數，本文取0.5。

3.4 TOPSIS模型構建

①矩陣A歸一化。首先對矩陣進行歸一化處理，得到歸一化矩陣Y。

②指標權重確定。利用AHP法和CRITIC法組合確定各評價指標的權重大小。

③指標矩陣加權標準化。將各評價指標的權重wj與歸一化矩陣Y相乘，得到加權標準化評價矩陣Z。

④計算待評價的裝配式建筑的正理想解Q+和負理想解Q-。

⑤計算待評價的裝配式建筑到正理想解和負理想解的歐式距離D

⑥計算各裝配式建筑與理想解的相對貼近度Ci。

4? 案例分析

本文選取了10個裝配式建筑作為實證評價對象，根據相關資料，邀請行業專家以及高校教授等組成專家小組，按照百分制分別從人為因素、材料因素、機械設備因素、管理因素、環境因素5個方面對10個裝配式建筑施工階段進度評價指標進行打分，得到最終的打分結果如表2。

4.1 主觀權重計算

根據1～9標度法咨詢裝配式建筑行業專家的意見，對5個二級指標兩兩比較，構建判斷矩陣如表3所示。

其中，Gij表示要素i與要素j相比的重要程度。

由表2可得主觀權重

4.2 CRITIC法計算客觀權重

①將表2評分結果按公式（1）進行處理， 得到標準化矩陣O。

②單獨考慮每個指標生成的向量， 計算各行向量Oi的標準差σi，得到標準差向量σj。

③計算指標i與指標j的線性相關系數rij，得到相關矩陣R。

④計算信息量。

⑤對C歸一化處理得

4.3 確定綜合權重

綜合權重如表4所示。

4.4 TOPSIS模型計算

由公式（8）得矩陣Y，矩陣Y加權標準化得矩陣Z：

裝配式建筑的正理想解Q+和負理想解Q-

裝配式建筑到正理想解和負理想解的歐式距離D和D

由公式計算各裝配式建筑與理想解的相對貼近度Ci。

按Ci對待評價裝配式建筑進行排序。如表5所示。

正常評價下，Ci越大，越貼近正理想解的項目越好，但由于本文將TOPSIS法應用到裝配式建筑施工階段風險中，風險評價的結果越小越好，裝配式建筑項目越貼近正理想解說明其面臨的風險越大，即項目進度延遲的風險越大。由表可知，裝配式建筑7得分最低，說明其進度延遲風險越小，裝配式建筑2得分最高，說明其進度延遲的風險最大。

5? 結論

本文通過實地調研和文獻分析構建了裝配式建筑施工階段進度風險評價指標體系，包括以人為因素、材料因素、機械設備因素、管理因素及環境因素5個準則層的25個評價指標。考慮到主觀賦權和客觀賦權都存在信息的缺失，故而采用AHP法和CRITIC法相結合的主客觀綜合賦權方法，使得賦權結果與實際結果更貼近。再將TOPSIS法引入到裝配式建筑施工階段進度風險評價中，計算各個項目的相對貼進度，對裝配式建筑施工階段風險情況進行排序，用實例驗證分析了改評價模型的科學性和合理性。從進度風險小的項目中汲取經驗，從進度風險較大的項目中汲取教訓，更好的對裝配式建筑施工階段進度進行風險管控。

參考文獻：

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[4]Li， C. Z.， Xu， X.， Shen， G. Q.， Fan， C.， Li， X.， & Hong， J. （2018）. A model for simulating schedule risks in prefabrication housing production： A case study of six-day cycle assembly activities in Hong Kong. Journal of Cleaner Production， 185， 366-381.doi：10.1016/j.jclepro.2018.02.308.

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[10]曹志成，劉伊生，李明洋，蘇丹.基于CRITIC和TOPSIS法的裝配式建筑綠色度評價研究[J].建筑節能，2018，46（09）：37-40，58.