基于TOPSIS-GRA 法的機場建設工程質量風險評價分析*

陳唯冰 董 鵬 王科文 馬志剛，3 李蘊哲

（1.海軍工程大學管理工程與裝備經濟系 武漢 430033）（2.中國人民解放軍91954部隊 永州 425000）（3.海軍裝備部裝備項目管理中心 北京 100071）

1 引言

近年來國家社會經濟發展的大趨勢下，交通行業作為國家發展的重要支撐力量不斷得以發展，交通行業中機場設施的建設水平近年來取得了飛速的進步與發展。但是與常規基礎設施建設相比機場建設工程在項目實施的過程中往往面臨較多風險，這些風險之中項目質量風險尤其難以管控，因為航空領域對安全標準的要求較高，因此對機場工程的質量水平要求也自然較高，但機場建設工程自身特點決定其項目難度很大，質量風險的管理較為困難。

在機場建設工程之中，項目質量風險的管理難度較大，項目質量風險的識別工作作為項目質量管理的重要內容，其質量風險識別的質效往往決定了機場建設工程項目質量管理工作的整體水平。從現有的研究成果看，機場建設工程的項目質量風險識別工作已經得到了廣泛的重視，廣西大學劉威利用扎根理論對機場建設工程的風險因素進行了研究，吉林大學邢子建對民用機場的項目質量管理工作進行了較為全面的分析研究，張鎮生等從決策層總控管理為視角對大型機場建設項目的質量評價體系進行了分析，河北經貿大學王偉篙以民用機場為方向對質量管理工作進行了細致的研究。在質量風險的評價方面，孫花玲從電力工程的角度提出了項目質量風險識別工作的策略，西南交通大學彭波以貝葉斯網絡為主要研究方式對京滬高鐵建設工程的項目質量風險進行了分析，江西理工大學謝明星利用粗糙集神經網絡對工程項目質量風險評價工作提出建議，中國科學院大學程航采取層次分析法對建設項目的質量風險評估問題進行了研究。

上述研究結果對于機場建設工程的質量管理問題和建設工程項目的風險評價工作進行了研究，但是以上對于項目質量風險評價的研究成果，對于規模較大、復雜程度較高等特點較為突出的機場建設工程適配性方面存在一定的不足。本文以機場建設工程存在的風險問題為基礎確立項目質量風險的評價指標體系，以熵權法與TOPSIS-GRA方法相結合的方式對機場建設工程的項目質量風險評價問題進行研究。運用熵權法分析并處理評價數據并確立評價指標的權重，然后將TOPSIS-GRA 方法進行運用對風險指標進行評價，而后對上述模型進行仿真分析，希望能夠為機場建設工程建立一套較為全面且靈活的質量風險評價模型，為此類建設工程的質量風險管理水平的提升做出貢獻。

2 機場建設工程質量風險評價指標

機場建設工程項目規模較大、項目內容復雜、關注度敏感性較高、工程難度較大、項目成本較高，項目質量管理難度較大，本文通過專家咨詢、工程分析與文獻綜述等方式，從環境、經濟、管理、人員、政治、技術的6 個方面對機場建設工程的質量風險進行了分析，從而得出環境因素質量風險、經濟因素質量風險、管理因素質量風險、人員因素質量風險、政治因素質量風險、技術因素質量風險6 個一級質量風險評價指標，然后以此6 個一級質量風險評價指標進一步分析得19 個二級風險評價指標，具體情況如圖1所示。

3 機場建設工程質量風險評價模型

在機場建設工程項目之中，各風險因素對于整個機場建設工程項目的影響是較為復雜的，在項目之中各個風險因素之間也并非獨立關系，而是存在著相互影響的關系，因此在對機場建設工程的質量風險進行評價時，對于各個因素的分析和評價也不能分割開來，傳統的質量風險測評和評價方式對于各個風險因素的分析往往是分割獨立的，因此分析過程與結果受風險評價者主觀因素影響較大，在各要素和數據進行分析時對于其關聯性的體現并不明顯。為進一步提升機場建設工程質量風險評價工作的科學性，本文采用熵權法的方式對各個風險因素其指標權重進行確定，然后結合TOPSIS-GRA法對機場建設工程的質量風險情況進行評價，使其評價結果更有利于反映機場建設工程質量風險的客觀情況。

3.1 熵權法確定機場建設工程質量風險評價指標權重

本文將影響機場建設工程項目質量的風險劃分為非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5個等級。在上述質量風險等級的評測中風險評測等級越高，表示此項目質量風險的危害程度越高，需要項目管理部門投入的關注與管理力度越大，項目質量風險等級對應的數值大小則與質量風險的實際影響力大小相關。本文假定機場建設工程的質量風險因素共有n個，項目質量風險評價專家總共m個對此機場建設工程項目進行評價，由此建立如下決策矩陣：

1）熵權法對專家權重進行確定，根據熵的性質本文對影響機場建設工程項目各質量風險因素排序，第i個專家的熵為

2）熵權法對評價指標權重進行確定，評價指標權重的確定是通過上文計算所得的質量風險評價專家的權重向量λi=(λ1，λ2，...，λm) 與初始獲得的質量風險決策矩陣X相乘，可得到各個項目質量風險指標的評價矩陣Y：

第i個質量風險評價指標標準歸一化后所得的熵權wi計算方式如下：

3.2 基于TOPSIS-GRA 方法下的機場建設工程項目質量風險評價

1）歸一化質量風險評價決策矩陣確立，在上文中項目質量風險評價決策矩陣X的基礎之上，對其進行歸一化處理，即可計算獲得歸一化后的機場建設工程項目質量風險評價決策矩陣R如下：

2）加權標準化質量風險評價矩陣的確立，在質量風險評價過程中，評價結果難免會受評價專家的主觀因素或是評價內容的模糊性認識影響，進而使得評價結果的科學性與合理性受到影響。為避免此類因素的影響，利用式（2～5）計算可得每一個質量風險評價指標的熵權值wj，進而可得熵權值集合w={w1，w2，w3，...，wn}，將此結果帶入代入到項目質量風險評價決策矩陣R后，可得加權標準化質量風險評價矩陣Z如下：

3）計算獲得機場建設工程加權標準化質量風險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-。

式（8）與式（9）中的J1為正面屬性（評價數值與客觀評價程度成正相關的因素指標集），J2為負面屬性（評價數值與客觀評價程度成負相關的因素指標集）。

4）利用GRA方法計算加權標準化質量風險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關聯程度，以便進一步對機場建設項目質量的評測指標中各個質量風險評測指標之間的相關程度進行分析，灰色關聯程度計算方式如下：

式（10）ρ為分辨率系數(0＜ρ＜1)，一般取ρ=0.5，ρ的數值與分辨率大小成反比，此外在計算過程中，對于不同的初始值和維度序列，在計算相關系數之前，必須初始化索引值，即將該序列所有數據分別除以第1個數據。

5）計算加權標準化質量風險評價矩陣中各個評價指標與上文計算出的正負理想值的歐幾里得距離：

式（11）中i=1，2，...，m。

6）確定各個評價單元的綜合得分，灰色關聯程度δ+與正負理想值的歐幾里得距離di-越大，則說明評價單元越更多與正理想值趨近；反之，灰色關聯程度δ-與正負理想值的歐幾里得距離di+越大，則說明評價單元越多更與負理想值趨近，在上述情況下灰色關聯程度與歐幾里得距離需要運用偏好系數對其進行整合：

式（12）與式（13）之中α和β為偏好系數，反映項目質量風險評價者的偏好程度，其滿足α+β=1，α與β∈[0，1]，本文中α與β均取值為0.5；Si作為機場建設工程各個項目質量風險評估單元的終值，Si值的大小反映了項目質量風險評估單元與理想單元之間的接近度的大小。

7）確定項目質量風險的綜合指標，接下來將相對接近度轉換成具體評價數值進行評分，本文采取10 分值量表進行評價，各部分的質量風險評價數值依此折算并取整：

式（14）中i=1，2，...，m，根據得分進行排序等級劃分，確定機場建設工程項目質量風險的水平與等級，具體劃分評價結果如表2。

4 質量風險評價模型仿真分析

為進一步對上文所提出的機場建設工程質量風險評價模型進行分析與研究，本文結合工程經驗對上述模型進行模擬分析，評估和分析機場建設工程各質量風險因素的具體情況和關聯性。

4.1 確定機場建設工程項目質量風險指標的權重值

針對機場建設工程中項目質量風險存在的環境因素質量風險、經濟因素質量風險、管理因素質量風險、人員因素質量風險、政治因素質量風險、技術因素質量風險6 個一級質量風險評價指標，本文基于表1 中所示內容結合工程項目實際經驗，劃分非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5 個等級，對機場建設工程中的19 個二級質量風險評價指標的重要程度給出8組量化評分方案。基于這8組方案里面的數據，利用式（1～5）確定出各個評估指標的熵權值wj={w1，w2，w3，...，w19}=｛0.0544，0.0519，0.0614，0.0402，0.0284，0.0449，0.0496，0.0473，0.0567，0.0591，0.0685，0.0709，0.0426，0.0543，0.0332，0.0379，0.0473，0.0709，0.0803｝。

表1 機場建設工程項目質量風險評價指標

4.2 確定機場建設工程項目質量風險指標的評價決策矩陣

在仿真過程中，本文共確定機場建設工程質量風險評價評價方案8組，項目質量風險評價指標19個，建立了初始的項目質量風險評價決策矩陣X，然后對初始項目質量風險評價決策矩陣作歸一化處理，得到歸一化后的質量風險評價決策矩陣R。

4.3 確定機場建設工程項目質量風險指標的加權標準化質量風險評價矩陣

利用上文所得的機場建設工程項目質量風險評價指標的熵權值集合w={w1，w2，w3，...，wn}，帶入代入到項目質量風險評價決策矩陣R，得加權標準化質量風險評價矩陣Z：

4.4 確定加權標準化質量風險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-

接下來本文運用式（8）與式（9）對加權標準化質量風險評價矩陣的正理想值V+和負理想值V-進行計算。

V+=｛0.009，0.012，0.012，0.007，0.005，0.007，0.007，0.007，0.009，0.009，0.012，0.012，0.007，0.009，0.007，0.007，0.007，0.012，0.012｝；

V-=｛0.002，0.002，0.005，0.002，0.002，0.005，0.005，0.005，0.005，0.005，0.007，0.007，0.002，0.005，0.002，0.002，0.002，0.007，0.007｝。

4.5 確定加權標準化質量風險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關聯程度

利用式（10）計算加權標準化質量風險評價矩陣的正負理想值與評測指標之間的灰色關聯程度，灰色關聯程度計算結果如下：

δ+=｛0.284，0.221，0.219，0.254，0.281，0.246，0.316，0.281，0.246，0.272，0.202，0.211，0.281，0.237，0.211，0.246，0.333，0.211，0.281｝；

δ-=｛0.214，0.249，0.263，0.219，0.281，0.316，0.246，0.281，0.246，0.237，0.307，0.281，0.211，0.272，0.281，0.246，0.193，0.281，0.211｝。

4.6 確定質量風險評價指標的綜合得分及其質量風險等級

使用式（11～14）確定機場建設工程的19 個質量風險評價指標的綜合得分，聯系表2 進一步確定質量風險評價指標的質量風險等級。

表2 機場建設工程項目質量風險等級劃分

4.7 機場建設工程項目質量風險評價模型仿真結果分析

由上述仿真結果可知，對于本文模擬分析的機場建設工程中項目質量風險共分為一級質量風險因素4 個、二級質量風險因素11 個、三級質量風險因素4 個，在項目質量風險控制工作中應以質量風險因素的評級情況制定質量風險控制計劃，嚴格扎實開展項目質量風險管控工作，確保整個機場建設工程的質量建設水平。

5 結語

綜上所述，機場建設工程項目內容復雜度高、工程難度較大、項目風險較高，且機場建設工程本身對質量水平要求相比常規工程建設項目更高，因此對于質量風險需要更為完善、細致的管控工作。本文首先分析了機場建設工程項目的一級、二級質量風險，進而通過熵權法與TOPSIS-GRA 方法相結合的方式建立了機場建設工程的項目質量風險評價模型，并在本文的第四部分進行了仿真與分析，希望能夠為機場建設工程的項目質量風險管理工作做出貢獻。