基于熵和FAHP的水利水電工程造價(jià)全壽命控制研究

摘要：如何有效地實(shí)施水利水電工程造價(jià)的全壽命管理，明確全壽命中每個(gè)階段的管理對(duì)工程造價(jià)的影響程度的大小。本文針對(duì)此問題，根據(jù)每個(gè)影響因素對(duì)總體評(píng)價(jià)目標(biāo)的影響程度，結(jié)合水利水電工程造價(jià)管理每個(gè)階段的影響因素，應(yīng)用FAHP建立模糊綜合評(píng)判模型。同時(shí)針對(duì)每個(gè)階段影響因素多變性的特點(diǎn)，在該模型中應(yīng)用信息熵確定客觀權(quán)重，與AHP確定的主觀權(quán)重組合賦權(quán)。

關(guān)鍵詞：水利水電工程 ?全壽命控制 ?FAHP ?熵權(quán)

0 引言

本文首先分析在水利水電造價(jià)過程中每個(gè)階段可以對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生主要影響的因素，并依此為依據(jù)建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在AHP和熵組合確定權(quán)重的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于信息熵的水利水電工程造價(jià)全壽命控制綜合評(píng)判模型。

1 水利水電工程造價(jià)全壽命控制影響因素的分析

1.1 投資決策階段影響水電工程造價(jià)的因素

在投資決策階段影響水電工程造價(jià)的因素主要有項(xiàng)目的選址、施工平面布置、資金規(guī)模的大小等。

1.2 設(shè)計(jì)階段影響水電工程造價(jià)的因素

在設(shè)計(jì)階段影響水電工程造價(jià)的因素主要體現(xiàn)在以下方面：優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、推行限額設(shè)計(jì)、招投標(biāo)與合同管理等。

1.3 施工階段影響水電工程造價(jià)的因素

在施工階段影響水電工程造價(jià)的因素主要體現(xiàn)在以下方面：施工組織設(shè)計(jì)的審查、材料的采購(gòu)管理、工程變更管理等。

1.4 竣工階段影響水電工程造價(jià)的因素

在竣工階段影響水電工程造價(jià)的因素主要體現(xiàn)在以下方面：工程結(jié)算管理、結(jié)算審核等。

2 基于熵和FAHP的水電工程全壽命造價(jià)控制評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 水電工程全壽命造價(jià)控制模型的指標(biāo)體系

基于1中對(duì)水電工程造價(jià)影響因素的分析，構(gòu)建水電工程造價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下：

表1 水電工程造價(jià)模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

■

2.2 水電工程全壽命造價(jià)控制模型的評(píng)價(jià)因素集和評(píng)語集

首先確立該評(píng)判對(duì)象的指標(biāo)集，因素要全面且重點(diǎn)突出。2.1中表1所選擇的影響因素組成評(píng)判因素集U，及各種影響評(píng)價(jià)對(duì)象的主要因素集，記為U=（u1，u2，…，un）。

針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)，評(píng)價(jià)專家對(duì)其做出的不同評(píng)判結(jié)果的組合稱為評(píng)語集。依據(jù)水電工程造價(jià)控制要點(diǎn)管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn)，針對(duì)各層指標(biāo)設(shè)定評(píng)語集為{非常重要，很重要，一般重要，有影響}。n個(gè)評(píng)判等級(jí)的程度，便構(gòu)成一個(gè)模糊集合，可表示為：V=（v1，v2，…，vn）。

2.3 基于AHP和熵的水電造價(jià)全壽命控制模型權(quán)重的確定

2.3.1 AHP確定控制模型的主觀權(quán)重

層次分析法的基本步驟如下：

①將各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)按照不同屬性自上而下分解成若干層次，形成遞階層次結(jié)構(gòu)模型;

②對(duì)同一層次的各評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)評(píng)定尺度確定其相對(duì)重要程度，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣;

③由判斷矩陣計(jì)算被比較評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于該準(zhǔn)則的權(quán)重并作一致性檢驗(yàn);

④組合一致性檢驗(yàn)。

計(jì)算一致性指標(biāo)：CI=（λmax-n）/（n-1），n為矩陣的階數(shù)。

查詢對(duì)應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，當(dāng)n=1，2，…，10時(shí)，RI的取值見表2。

當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR=CI/IR<0.1時(shí)，認(rèn)為該層次排序權(quán)重具有滿意的一致性。

表2 ?RI的值

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2.3.2 熵確定控制模型的客觀權(quán)重

我們將綜合指標(biāo)的重要性和指標(biāo)提供的信息量這兩方面來確定各指標(biāo)的最終權(quán)重。

現(xiàn)有m個(gè)待評(píng)項(xiàng)目，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成原始數(shù)據(jù)矩陣：

W=（wij）m×n=w■ ?w■ ?… ?w■w■ ?w■ ?… ?w■… ? … ? … ?…w■ w■ w■ w■■

其中wij為第j個(gè)指標(biāo)下的第i個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)值。

求各指標(biāo)權(quán)重的過程為：

①計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)下第i個(gè)項(xiàng)目的指標(biāo)值的比重：

pij=wij/■w■（1）

②計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵值：

ej=-k■pij·Inpij（2）

其中，k=1/Inm

③計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)：

wj=（1-ej）/■（1-ej）（3）

2.3.3 模型中基于AHP和熵的組合權(quán)重

假設(shè)評(píng)估者根據(jù)自己的目的和要求將指標(biāo)重要性的權(quán)重確定為αj，j=1，2，..，n，結(jié)合指標(biāo)的熵權(quán)wj就可以得到指標(biāo)j的綜合權(quán)數(shù)

β■=■（4）

2.4 基于熵和FAHP的綜合評(píng)判模型的構(gòu)建

2.4.1 模糊單因素評(píng)判矩陣

單因素模糊評(píng)判就是確定該對(duì)象因素U對(duì)評(píng)判等級(jí)Vj的可能性程度，得第i個(gè)指標(biāo)的單因素評(píng)判集，即隸屬度Ri=（ri1，ri2，…，rim）。

R=R■R■…R■=r■ ?r■ ?… ?r■r■ ?r■ ?… ?r■…r■ ?r■ ?… ?r■

矩陣R中第i行Ri反映被評(píng)對(duì)象的第i個(gè)因素對(duì)于評(píng)價(jià)集中個(gè)評(píng)價(jià)的隸屬度，第j列反映被評(píng)對(duì)象各因素分別取評(píng)價(jià)集第j個(gè)評(píng)價(jià)的程度，其中i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。

2.4.2 基于熵和AHP的多層次模糊綜合評(píng)判模型

根據(jù)2.3中基于熵和AHP確定組合權(quán)重W，和2.3中確定的單因素評(píng)判矩陣R，綜合評(píng)判模型為A=W·R，記A=（a1，a2，…，am）。A即為綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，aj表示評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集中第j個(gè)等級(jí)的隸屬度。

2.5 基于熵和FAHP的模糊綜合評(píng)判結(jié)果的確定

確定了影響水利水電工程造價(jià)的相關(guān)評(píng)判指標(biāo)的模糊綜合評(píng)判集，根據(jù)最大隸屬度法選擇最大的評(píng)判指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的評(píng)判集作為最終評(píng)判結(jié)果。

3 基于熵和FAHP的水電工程全壽命造價(jià)控制實(shí)證研究

本文以西北口水電站的建設(shè)為例，建立基于信息熵的灰色關(guān)聯(lián)分析模型，根據(jù)每個(gè)階段的影響因素，計(jì)算每個(gè)管理階段對(duì)工程造價(jià)影響程度的灰色關(guān)聯(lián)度的大小。

3.1 西北口水電站全壽命評(píng)價(jià)模型權(quán)重的確定

根據(jù)表1中選取的指標(biāo)體系，通過2.3中權(quán)重的計(jì)算方法，該評(píng)價(jià)模型的權(quán)重向量計(jì)算結(jié)果如表3所示。

3.2 基于熵和AHP的西北口水電站模糊綜合評(píng)判模型

①設(shè)置評(píng)判模型的評(píng)語集。依據(jù)西北口水電站工程造價(jià)控制管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn)，針對(duì)各層指標(biāo)設(shè)定評(píng)語集為{非常重要，很重要，一般重要，有影響}。

②模糊隸屬度矩陣的確定。確定模糊評(píng)價(jià)矩陣R=（rij），Ri為對(duì)應(yīng)一級(jí)指標(biāo)Bi的模糊評(píng)價(jià)矩陣，i=1，2，3，...，n，其元素通過模糊統(tǒng)計(jì)方法確定，rkj=mkj/K其中K為專家數(shù)，mkj為第k個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)為Vi的次數(shù)。

R■=0.45 0.30 0.15 0.100.20 0.35 0.30 0.150.50 0.35 0.10 0.05

③單因素綜合評(píng)價(jià)：

A1=W1*R1

=（0.25，0.70，0.05）*0.45 0.30 0.15 0.100.20 0.35 0.30 0.150.50 0.35 0.10 0.05

=（0.28，0.34，0.25，0.13）

同理可得

A2=W2*R2=（0.40，0.32，0.18，0.10）

A3=W3*R3=（0.25，0.30，0.35，0.10）

A4=W4*R4=（0.29，0.41，0.21，0.09）

④基于熵和FAHP的模糊綜合評(píng)判：

A=W*R=（0.09，0.35，0.46，0.10）0.28 0.34 0.25 0.130.40 0.32 0.18 0.100.25 0.30 0.35 0.100.29 0.41 0.21 0.09

=（0.31，0.32，0.27，0.10）

計(jì)算結(jié)果表明，水利水電造價(jià)全壽命管理中各階段對(duì)工程造價(jià)影響的灰色關(guān)聯(lián)度大小的排序?yàn)椋涸O(shè)計(jì)階段>決策階段>施工階段>竣工階段。

3.3 結(jié)果分析

①設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理對(duì)整個(gè)水利水電工程全壽命管理的影響最大，其次是決策階段，這兩個(gè)階段在此模型中計(jì)算的灰色關(guān)聯(lián)度也比較接近。

②設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理直接影響了西北口水電站建設(shè)最終的決算成本，這與基于熵和FAHP全壽命管理模型的評(píng)價(jià)結(jié)果是一致的，驗(yàn)證了該模型科學(xué)性和合理性。

4 結(jié)語

本文將熵和FAHP應(yīng)用于水利水電工程造價(jià)全過程控制的綜合評(píng)價(jià)，建立多層次模糊綜合評(píng)判模型，并利用信息熵將指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，客觀賦權(quán)，與AHP確定的主觀權(quán)重組合賦權(quán)。同時(shí)運(yùn)用實(shí)例分析證明所建模型及綜合權(quán)重確定方法的合理實(shí)用性，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王春燕（1981-），女，山西運(yùn)城人，湖北省宜昌市三峽大學(xué)科技學(xué)院，講師，研究方向：工程項(xiàng)目管理與系統(tǒng)決策評(píng)價(jià)。