基于組合賦權法的水利工程工期方案評價研究

孫向東，陸 亮

（山東潤泰水利工程有限公司，山東 泰安 271021）

近年來，我國將可持續發展作為重要戰略，不斷加大對水利工程建設的投入，水利事業得到了蓬勃發展。因此，對水利工程建設項目的全生命周期進行科學決策，尤其是對施工工期方案的合理性進行評價至關重要[1]。

水利工程建設項目具有周期長、工程量大、投資額大等特點，其建設過程是一個復雜且完整的系統工程，并且受環境、政策等多方面因素的影響，因此項目的管理過程充滿挑戰。同時，水利工程項目建設需要投入大量的人力、物力和財力資源，且施工隊伍組成復雜[2]，同時外部自然環境（如冬雨季）、生態環保、征地移民等一系列問題也會對水利工程施工造成較大影響[3]。本文基于上述背景，對水利工程工期方案評價進行系統的研究。

1 水利工程工期方案評價指標體系構建

1.1 評價指標體系構建原則

在水利工程施工過程中，影響施工工期的因素較多，且有較高的不可控性。因此，構建合理、科學、符合實際情況的工期方案評價指標體系對水利工程施工作業的有序開展具有重要意義。本文構建水利工程工期方案評價指標體系主要遵循以下原則[4，5]。

（1）科學性原則。明確構建評價指標體系的結構框架，評價指標能夠清晰地反映出工程特點，且各評價指標具有一定的獨立性，避免出現評價指標之間互相包含的問題。

（2）可操作性原則。水利工程工期方案評價指標的選取要考慮相關數據是否便于獲得，指標是否便于量化和評價。

（3）整體性原則。一般來說，水利工程施工工期較長，在施工過程中會受到諸多因素的影響，進而影響施工進度。因此，在對影響因素進行識別時，要考慮水利工程整個施工工期。

（4）規范性原則。工期方案評價指標的篩選與完善應當以專業基礎知識為依托，符合相關規范的要求。

（5）實際性原則。評價指標應當充分考慮不同水利工程項目的特點，根據實際工程進行綜合分析選取。

（6）代表性原則。在水利工程施工過程中，對工期產生影響的因素較多，選擇具有代表性的評價指標是構建評價指標體系的關鍵所在。因此，選取的評價指標應具有代表性和辨識度，不僅具備一定的水利工程屬性，還應在客觀層面對施工工期具有較為明確的影響。

（7）修正性原則。評價指標應是動態變化的，最終的指標確定可根據水利工程實際情況進行刪減和完善，使得工期評價具有可信性和真實性。

1.2 評價指標體系構建方法

首先，選擇15 篇有關工期方案評價領域的典型論文，對工期方案評價指標進行初步整理和選取；其次，根據水利工程工期方案評價指標選取原則并結合水利工程特點，對初步整理和選擇的指標進行篩選；最后，對篩選的工期方案評價指標進行再次整理，并發放給領域內工作人員和專家，對評價指標進行最后的完善和刪減，形成最終的評價指標體系。

2 評價模型構建

2.1 評價方法選擇

水利工程工期方案評價的本質屬于多屬性決策問題。明確決策方案和決策對象是對多屬性問題進行決策的前提和基礎。線性加權法是當前常見的多屬性決策方法。在掌握相關方案信息的基礎上，根據決策方案的特點，建立相關決策矩陣并進行處理；同時，根據定性與定量相結合的方法確定指標權重，并求得權重的加權和，以得出的值作為方案決策的依據[6-9]。該方法符合工期評價的特點，因此，本文選取該方法作為評價方法，其基本步驟如下。

（1）建立決策矩陣：

式中：Y為決策矩陣；m為矩陣行數；n為矩陣列數；Yij為第i行第j列的值。

（2）進行歸一化處理：

式中：B為歸一化矩陣；Bij為第i行第j列的值；其余變量含義同上。

（3）采用熵權法確定指標矩陣權重：

式中：Wi為權重；ei為第i個評價指標的熵值。

（4）采用下式求出線性加權評價結果：

式中：pi為第i個指標的線性加權結果；wi為第i個指標的權重；bij為第i個指標的歸一化結果。

2.2 評價模型建立

根據構建的水利工程工期方案評價指標體系，建立線性加權工期方案評價模型如下：

式中：X為加權之后的指標值；X1，X2及X3分別為一級指標值；α，β和γ為指標權重，且滿足條件：α+β+γ= 1。

2.3 指標權重確定

由于選取的各評價指標對水利工程工期方案的影響程度是有區別的，所以需要確定各評價指標的權重。為提高評價結果的權威性，本文選擇組合賦權法進行賦權，即將熵權法與德爾菲法相結合，具體步驟為[10，11]：①構建原始判斷矩陣；②對判斷矩陣進行歸一化處理；③計算評價指標的熵；④計算評價指標的熵權。

3 實證研究

本文以A水電站為例進行實證研究。A水電站始建于上世紀70年代，大壩高178 m，總庫容247億m3，壩址以上流域面積13.14 萬km2，多年平均流量650 m3/s。

3.1 工期方案評價指標體系構建

根據上文評價指標選取原則和方法，構建A 水電站工期方案評價指標體系，詳見表1。

表1 A水電站工期方案評價指標體系

3.2 工期方案評價及分析

A 水電站3 個施工方案評價指標的相關數據，詳見表2。

表2 A水電站施工方案評價指標數據

根據施工強度相關指標得出相應的判斷矩陣 為：

進行歸一化處理為：

同理，工期判斷矩陣為：

進行歸一化處理為：

根據上述公式求得施工強度和發電因素各指標的熵與熵值，詳見表3—4。

表3 施工強度指標的熵與熵值

表4 發電因素指標的熵與熵值

將得出的熵值線性加權為：

由于自然因素為A 水電站非重要工期影響因素，因此，本文簡化該因素的計算，直接給定為：

根據德爾菲法，確定式（5）中的α，β及γ的值分別為0.5、0.4及0.1。

由此，根據式（5）即X=αX1+βX2+γX3計算，得出A 水電站工期方案的評價值為0.37、0.47 及0.42，即最佳施工工期為11.5 a 的施工方案，其次為施工工期為12.5、10.5 a的施工方案。

4 結論

將熵權法和線性加權法應用于水利工程工期方案評價工作中，建立系統的水利工程工期方案評價體系，不僅可以提高施工管理水平和管理效率，也在很大程度上彌補了我國當前水利工程工期方案評價方面的不足，對提高水利工程施工決策的科學性具有重要的現實意義。然而，由于資料限制和部分評價指標的不可獲得性，本文中實證研究部分仍有待完善，評價結果具有一定的局限性。未來研究和實踐將聚焦于構建更加全面和精確的工期方案評價指標體系，并探討本評價方法在不同水利工程環境下的適用性和普適性。