模糊層次分析法在建筑項目風險管理中的應用

王春澎， 沈 龍， 胡居中

（中建八局華北分公司，河北 保定 071799）

施工工藝與施工技術不斷創新為建筑項目的風險管理帶來了巨大挑戰，高質量施工和高標準交付對項目團隊的風險評估及管理能力要求很高。

目前，模糊層次分析法作為一種成熟的風險評估體系在金融、互聯網[1]行業被廣泛應用。它綜合風險因素集、風險評價集與判斷矩陣對工程的風險進行客觀性評價。本文以雄安新區商務服務中心項目三標段總承包工程混凝土結構工程為例，探究模糊層次分析法在建筑項目風險管理中的實際應用。

1 工程概況

雄安商務服務中心項目三標段主要建筑包括辦公、商業、酒店、地下車庫、設備房及配套，地上建筑面積73 000 m2、地下建筑面積31 000 m2，建筑高度80 m，建筑整體分為地下2層（不含夾層）與地上16層，地下為混凝土框架結構、地上為鋼框架結構。項目具有超規格設計多、專業全、系統多、體量大、工期緊，周邊環境復雜等特點，也導致管理難、風險多；因此對混凝土結構工程中存在的風險進行有效的評估和控制至關重要。

2 風險指標體系

地下室混凝土結構工程主要包括模板工程、混凝土工程、鋼筋工程[2]。本文就混凝土結構工程中的3個分項工程提取風險指標，構建風險指標體系。

2.1 模板工程

基礎底板為樁承臺與筏板形式，承臺主要有15個類型，深度1 000～2 500 mm，筏板厚600 mm。地下室結構底板、集水坑、電梯井模板均根據不同深度選用不同的模板工藝施工。模板工程直接影響施工安全，其主要風險可分為架體坍塌、人員墜落與物體打擊[3]。其中：架體坍塌的主要原因是材料缺陷與過早脫模；人員墜落的主要原因是作業人員防護不足或作業平臺加固不夠；物體打擊主要原因是施工過程中未布設警戒區，拆模過程中未加設臨時支撐或施工配件掉落。

2.2 混凝土工程

混凝土工程包括墊層混凝土、地下室底板大體積混凝土、鋼筋混凝土構件、勁性混凝土施工、現澆構件混凝土、建筑及裝飾混凝土。地下結構混凝土澆筑面積大，單層面積達1.2萬m2。由于本工程質量要求高，因此對混凝土外觀成型質量要求嚴格，也增加了混凝土工程的管理難度。混凝土工程主要風險為混凝土澆筑不合格、混凝土運輸損失以及混凝土養護不足[4]。其中：澆筑不合格的主要原因是振搗不均、混凝土坍落度不滿足要求、混凝土后澆帶處理不當、模板變形等；運輸損失的主要原因是運輸道路受阻、混凝土離析、運輸工具吸水或漏漿；養護不足的主要原因是養護不及時、灑水養護時間不足、養護強度不足。

2.3 鋼筋工程

地下結構工期緊、面積大、用鋼量多，地下結構鋼筋用量為10 386 t。鋼筋工程風險有少筋與鋼筋錯位偏差、鋼筋脆斷、鋼筋銹蝕[5]等。其中：少筋與錯位偏差的主要原因是工人施工水平低，鋼筋使用不合理，踩踏與碰撞；鋼筋脆斷的主要原因是鋼筋偶然荷載過大，鋼筋材料性能不足，焊接工藝不良；鋼筋銹蝕的主要原因是鋼筋儲存不當，保護層厚度不夠。

3 構建評價體系

模糊層次分析法于20 世紀70 年代被正式提出，它是一種定性與定量相結合的系統分析方法，因系統性、靈活性、簡潔性和客觀性被廣泛應用。模糊層次分析法的評價基礎為風險因素集、風險評價集與判斷矩陣。風險因素集是某些特定的事故或意外事件與其產生的不良后果的集合；可根據項目技術方案與施工實際情況總結得到。風險評價集是在風險評估的基礎上，根據風險發生概率與具體風險損失所得出的風險評價集合。判斷矩陣是進行模糊運算的重要依據，它可以將風險因素集與風險評價集的關系進行定量表達。本文綜合風險因素集、風險評價集與判斷矩陣分別得出二級、一級以及目標因素的風險評價結論，由此計算出該項目混凝土結構工程的具體風險評估結果。

3.1 構建風險因素集

混凝土結構風險為目標因素，主要由3 個級別的風險因素集組成。設一級風險因素集為U，其中的元素為Ui(i=1，2，3)。二級風險因素集用Ui表示，其中的元素用Uij(i=1，2，3……，n；j=1，2，3……，n)表示。三級風險因素集用Uij表示，其中的元素用Uijk(i=1，2，3……，n；j=1，2，3……，n；k=1，2，3……，n)表示。

綜合該項目混凝土結構的風險指標體系與因素集構建方式，可得目標因素的因素集，見表1。

表1 風險影響因素

3.2 構建風險評價集

由不同決斷構成的集合稱為評價集。本文建立兩種評價集，分別為風險發生概率評價集與風險損失評價集。每個評價集元素由低到高可分為5 級。其中：風險發生概率評價集設為N，N =（非常不可能，不可能，不確定，可能，非常可能）；風險損失評價集設為N′，N′=（非常低，低，一般，高，非常高）。對每個評價集在1～5 范圍內賦值形成評分標準集M，M=（1，2，3，4，5）。

3.3 構建判斷矩陣

判斷矩陣可以表示風險因素與該風險的隸屬程度[6]。本文在構建判斷矩陣的過程中采用了0.1～0.9標度法，見表2。

表2 判斷矩陣標度法取值

結合標度取值法和風險評價集，參考風險評分標準集的級別分化對每一個風險因素的隸屬程度在1的范圍內進行分配評分。設風險判斷矩陣為P，其中的元素為p，表示方法與風險因素集相同。

3.4 構建因素權重

風險因素的權重代表該風險因素在該風險發生的所有影響因素中的重要程度。通過德爾菲法于被調查者處獲得每一名調查者對該風險因素權重的評價。其中，每個風險因素的權重應在1 的范圍內于各因素間分配。設權重因素集為V，其中的元素為v，表示方法與風險因素集相同。

3.5 構建風險等級評判標準

得到目標因素的發生概率評價及風險損失評價后，需要評定風險等級并且針對不同等級設計相應的風險應對措施。基于評分標準集，風險等級評判標準見表3。

表3 風險等級評判標準

不同等級的風險，應對方案[6]如下：一級風險屬于項目可接受范圍，可不做具體措施，保持觀察即可；二級風險屬項目可接受范圍，需采取適當的控制方法并在必要時進行專項觀測；三級風險屬項目不可接受范圍，需采取預防減輕措施，同時編制專項監測方案并嚴格執行；四級風險屬項目極不可接受范圍，是極高風險，必須采取規避措施且措施實施后風險等級必須下降。

4 結果分析

風險權重是每個調查者對每個風險權重評估結果的加權平均值，見表4-表6。

表4 一級因素權重集

表5 二級風險因素權重集

表6 三級風險因素權重集

調查過程中，只統計了調查者對每一個三級風險因素的發生概率和風險損失的評估結論，以得到三級風險的判斷矩陣，見表7。

表7 判斷矩陣結果

模糊層次分析法需綜合三級風險的權重矩陣與三級風險的判斷矩陣對二級風險因素進行分析評判，得出結果后，再利用二級風險因素的評判結果分析出一級風險的評判結果，最后綜合計算結果與一級風險因素的權重矩陣，得到最終目標的風險評判結論。

通過模糊算子并依據三級因素權重矩陣和判斷矩陣，可得到結果Aij( )

i = 1,2,3……n; j = 1,2,3……n 。Aij可以作為二級風險因素的判斷結果。

得到二級綜合評價矩陣后，可以利用相同的方法，通過模糊運算分別得到一級風險因素的判斷矩陣和目標因素的判斷矩陣。

在得到目標因素的判斷矩陣后，需將風險評分標準集合M 與目標因素的判斷矩陣進行模糊運算獲得最終的風險綜合評價G。

本文分別從風險發生概率與風險損失兩方面對該項目混凝土工程風險進行評估，因此，該項目的風險結論應依據風險發生概率評價Gp與風險損失評價Gl來進行綜合討論。

對已有數據結果進行模糊層次評判，可以得到該項目混凝土結構工程的風險發生概率評價Gp=3.08，風險損失評價Gl= 3.09。根據項目風險等級評判標準，雄安商務服務中心項目三標段混凝土工程的風險等級為三級。

該級別風險必須采取一定的預防減輕措施并在全過程進行嚴格的監控，保證風險等級降低。針對模板工程，首先需加強工人施工安全教育，加強質量檢查和巡檢力度，保證模板作業符合方案要求[5]；同時，現場應加大臨時支撐檢查力度，及時做好同條件養護試塊強度檢驗工作[7]。針對混凝土工程，在混凝土澆筑過程中必須充分振搗并且保證分層澆筑，其厚度不小于20 cm 且不大于50 cm[8]；同時，施工過程必須保證符合技術規范和圖紙要求；混凝土澆筑完畢后必須在12 h 內開始養護并且養護不得少于14 d[9]，期間保證充分澆水，及時檢測試塊強度；運輸過程中需考慮道路情況，盡量避開交通高峰期，加強對混凝土攪拌車的檢查力度，保證其不吸水、不漏漿。針對鋼筋工程，應嚴格審查施工資質，加強對鋼筋材料的進場檢查力度和儲存檢查力度；同時，應保證作業面不出現沖擊荷載等具有破壞性的偶然荷載；項目管理團隊應提高對鋼筋作業的檢查頻率并堅持驗收標準以保證鋼筋用料符合圖紙要求，鋼筋綁扎、焊接質量以及鋼筋保護層厚度符合方案規定。

5 結語

本文以雄安商務服務中心三標段混凝土工程為例闡述了模糊層次分析法在項目風險評估工作中的具體應用方法，基于項目的風險因素集與風險評價集，構建合理的評價體系，利用統計數據進行模糊運算以獲得相應的評估結果。由于風險因素集與評價集是根據項目方案與項目施工實際確定的，因此，該方法在項目管理中具有普適性；但值得注意的是，針對項目的評價集，在分析過程中應統一標準，以便于綜合各分項工程的評判結果，從而對項目整體風險進行有效評估。