基于三角模糊數(shù)-TOPSIS的綠色施工評(píng)標(biāo)方法

羅黨, 孫慧芳， 毛文鑫

(華北水利水電大學(xué),河南 鄭州 450045)

基于三角模糊數(shù)-TOPSIS的綠色施工評(píng)標(biāo)方法

羅黨, 孫慧芳， 毛文鑫

(華北水利水電大學(xué),河南 鄭州 450045)

科學(xué)合理的評(píng)標(biāo)方法對(duì)于優(yōu)選具備綠色施工能力的承包人至關(guān)重要?，F(xiàn)有的評(píng)標(biāo)方法中存在定性指標(biāo)較多、專(zhuān)家評(píng)標(biāo)時(shí)評(píng)標(biāo)語(yǔ)言模糊等問(wèn)題。結(jié)合綠色施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求,構(gòu)建綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)體系,并建立了基于三角模糊數(shù)-TOPSIS法的綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)模型，最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該評(píng)標(biāo)模型的科學(xué)性和實(shí)用性。

綠色施工;評(píng)標(biāo)方法;三角模糊數(shù);TOPSIS

工程項(xiàng)目評(píng)標(biāo)屬于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的決策問(wèn)題,目前解決該類(lèi)問(wèn)題研究較多的有層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)、模糊綜合評(píng)價(jià)法和主成分分析法等。王偉等將AHP用于機(jī)場(chǎng)勘察項(xiàng)目評(píng)標(biāo)體系中,并建立了決策模型[1]；但該方法在指標(biāo)較多時(shí)會(huì)導(dǎo)致判斷矩陣不一致的情況發(fā)生,并且調(diào)整繁瑣、計(jì)算量大。孫現(xiàn)軍將主成分分析法應(yīng)用到清單商務(wù)標(biāo)評(píng)標(biāo)領(lǐng)域,建立了工程評(píng)標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型,通過(guò)計(jì)算得出評(píng)標(biāo)結(jié)果與實(shí)際相符合[2]；但主成分分析法會(huì)導(dǎo)致部分信息丟失,對(duì)結(jié)果有所影響。李丹等通過(guò)對(duì)影響高校物資招標(biāo)采購(gòu)的因素進(jìn)行分析,將模糊綜合評(píng)價(jià)理論用于評(píng)標(biāo)工作中,具有一定的應(yīng)用價(jià)值[3]；但該方法存在指標(biāo)因素越多其權(quán)重會(huì)越小的缺陷,而對(duì)評(píng)判結(jié)果產(chǎn)生影響。

針對(duì)上述方法存在的缺陷,考慮到綠色施工評(píng)標(biāo)體系的復(fù)雜性：既有定性指標(biāo)又有定量指標(biāo),且只有少數(shù)指標(biāo)能進(jìn)行定量分析,對(duì)于大部分指標(biāo)，決策者無(wú)法給出精確的數(shù)據(jù),如企業(yè)信譽(yù)、履約情況、資質(zhì)概況、施工經(jīng)驗(yàn)等用好、一般、差等來(lái)表示更符合綠色施工評(píng)標(biāo)的評(píng)價(jià)原則。于是,本文將三角模糊數(shù)原理和理想解法(TOPSIS)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),建立了基于三角模糊數(shù)的TOPSIS綜合評(píng)標(biāo)模型。該模型避免了AHP中指標(biāo)過(guò)多從而導(dǎo)致權(quán)重難以確定的缺點(diǎn)；同時(shí)，相比主成分分析法，該模型信息丟失得更少,結(jié)果更加客觀合理,而且比模糊綜合評(píng)判法計(jì)算出來(lái)的結(jié)果分辨率更高。因此，利用該模型進(jìn)行綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)項(xiàng)目的優(yōu)選,會(huì)使評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)合理,更加切合實(shí)際。

1 綠色施工項(xiàng)目評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系的構(gòu)建

綠色施工項(xiàng)目評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系的構(gòu)建是否科學(xué)合理,對(duì)于評(píng)標(biāo)結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響。因此,構(gòu)建綠色施工評(píng)標(biāo)體系,除了要滿(mǎn)足投標(biāo)報(bào)價(jià)、施工技術(shù)方案等基本要求,還要涵蓋綠色施工的有關(guān)技術(shù)要求。鑒于此,本文根據(jù)傳統(tǒng)建筑施工的評(píng)標(biāo)體系,參照國(guó)內(nèi)外各種綠色建筑的評(píng)價(jià)指標(biāo)[4-5],結(jié)合綠色施工的特點(diǎn)和核心理念[6-7]——節(jié)能減排,具體表現(xiàn)為“節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)”,即“四節(jié)一環(huán)?！?建立綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。該體系以投標(biāo)企業(yè)的資質(zhì)與信譽(yù)、綠色施工技術(shù)方案和商務(wù)報(bào)價(jià)3個(gè)方面為一級(jí)指標(biāo),同時(shí)涵蓋10個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

表1 綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系

2 基本理論

(al1+al2,am1+am2,an1+an2),

(μal1,μam1,μan1)(λ≥0,λ∈R),

(al1al2,am1am2,an1an2)。

式中⊕和?分別為模糊運(yùn)算的加法和乘法運(yùn)算符號(hào)。

E0=

表2 指標(biāo)權(quán)重與方案語(yǔ)言項(xiàng)的三角模糊數(shù)對(duì)照表

3 評(píng)標(biāo)方法

基于三角模糊數(shù)的TOPSIS綠色施工評(píng)標(biāo)步驟如下:

步驟1 構(gòu)建綠色施工評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系。

步驟2 構(gòu)建模糊集結(jié)方案矩陣E和權(quán)重向量W。根據(jù)表2，由定義5和6得模糊群決策方案矩陣E0和權(quán)重矩陣W0,綜合各方面專(zhuān)家的意見(jiàn),挑選p位涵蓋業(yè)主、施工單位代表、政府主管部門(mén)代表、綠色施工領(lǐng)域技術(shù)評(píng)價(jià)專(zhuān)家等具有代表性的專(zhuān)家,對(duì)E0進(jìn)行方案評(píng)價(jià)信息的集結(jié),得模糊集結(jié)方案矩陣E,即

E=[(al.ij,am.ij,an.ij)]s×h=

(1)

由W0對(duì)各屬性的重要性評(píng)價(jià)進(jìn)行集結(jié)，得模糊集結(jié)屬性權(quán)重向量W,即

W=[(wl,j,wm,j,wn,j)]1×h=

(2)

(3)

(4)

步驟6 計(jì)算各投標(biāo)方案的排隊(duì)指示值Ci,根據(jù)Ci從大到小的順序給出對(duì)應(yīng)方案的優(yōu)劣次序。Ci最大值對(duì)應(yīng)的方案為最優(yōu)方案。

(5)

4 實(shí)例分析

擬采用綠色施工技術(shù)的某工程項(xiàng)目,現(xiàn)有3家投標(biāo)企業(yè)通過(guò)資格預(yù)審可供選擇,即Y=(Y1,Y2,Y3)為方案集,各投標(biāo)企業(yè)的報(bào)價(jià)分別為6億元、10億元和8億元,Z=(Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8,Z9,Z10)為屬性集,聘請(qǐng)4位專(zhuān)家(業(yè)主、施工單位代表、政府主管部門(mén)代表、綠色施工領(lǐng)域技術(shù)評(píng)價(jià)專(zhuān)家各1名)，即專(zhuān)家集為X=(X1,X2,X3,X4),參照表2的語(yǔ)言項(xiàng)對(duì)各投標(biāo)方案在各屬性下的好壞和各屬性的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)(評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3和表4)。

步驟1 建立綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系(見(jiàn)表1)。

步驟2 由表3的語(yǔ)言評(píng)價(jià)值,根據(jù)表2轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù),對(duì)方案評(píng)價(jià)信息進(jìn)行集結(jié),由式(1)得模糊集結(jié)方案矩陣E。

E=[(al.ij,am.ij,an.ij)]3×10=

表3 各專(zhuān)家對(duì)各投標(biāo)方案在各屬性下的語(yǔ)言評(píng)價(jià)

表4 各專(zhuān)家Xk對(duì)各個(gè)屬性Zj重要性的語(yǔ)言評(píng)價(jià)

綜合4位專(zhuān)家的意見(jiàn),利用式(2)得模糊集結(jié)屬性權(quán)重向量W。

W= [(wl.j,wm.j,wn.j)]1×10=

[(0.16,0.30,0.45),(0.25,0.40,0.55),

(0.55,0.70,0.84),(0.65,0.80,0.93),

(0.60,0.75,0.89),(0.83,0.95,1.00),

(0.69,0.83,0.93),(0.35,0.50,0.65),

(0.69,0.83,0.93),(0.60,0.75,0.89)]。

步驟3 對(duì)E利用式(3)進(jìn)行規(guī)范化處理得標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣E′,

步驟4 考慮每個(gè)屬性指標(biāo)的權(quán)重,由式(4)得模糊加權(quán)決策矩陣G,

G=[(tl,ij,tm,ij,tn,ij)]3×10=

步驟5 由定義3和4計(jì)算各投標(biāo)方案到模糊正理想解和模糊負(fù)理想解的距離分別為：

步驟6 計(jì)算各投標(biāo)方案的排隊(duì)指示值Ci：

C1=0.456,C2=0.327,C3=0.579。

由此對(duì)方案進(jìn)行排序：

Y3Y1Y2。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本文方法的合理性，下面采用文獻(xiàn)[3]中的模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行求解。取V={V1,V2,…,V6}={100，85，70，55，40，25}為評(píng)價(jià)集，得到各投標(biāo)方案的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分別為：BY1=(0.457，0.412，0.131，0，0，0),BY2=(0.351，0.324，0.325，0，0，0),BY3=(0.385，0.372，0.243，0，0，0)。將模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與評(píng)價(jià)集V進(jìn)行模糊運(yùn)算，得到各投標(biāo)方案的得分分別為:PY1=89.89,PY2=85.39,PY3=87.13。于是各方案的優(yōu)劣順序?yàn)椋篩1Y3Y2。與本文的評(píng)標(biāo)結(jié)果相比，方案Y1和Y3的順序發(fā)生了變化。而在實(shí)際工程中，由于綠色施工技術(shù)水平對(duì)于評(píng)標(biāo)結(jié)果的影響較大，而方案Y1相比Y3的綠色施工技術(shù)水平較低，在其他評(píng)標(biāo)因素對(duì)結(jié)果影響相差不大的情況下,方案Y3應(yīng)優(yōu)于Y1，即本文的評(píng)標(biāo)方法更合理。

5 結(jié) 語(yǔ)

綠色施工是一個(gè)技術(shù)性較強(qiáng)及較新的領(lǐng)域,其評(píng)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)和方法還需要不斷探索和檢驗(yàn)修正。本文針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)多數(shù)為定性指標(biāo),評(píng)價(jià)語(yǔ)言具有模糊性的特點(diǎn),利用三角模糊數(shù)將定性問(wèn)題定量化,使評(píng)價(jià)過(guò)程更加客觀、公正、合理,最后通過(guò)算例分析驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)用性。

[1]王偉,王健.層次分析法在機(jī)場(chǎng)勘察項(xiàng)目評(píng)標(biāo)決策中的應(yīng)用[J].項(xiàng)目管理技術(shù),2015,13(9):72-77.

[2]孫現(xiàn)軍.基于主成分分析法的清單商務(wù)標(biāo)評(píng)標(biāo)方法及應(yīng)用[J].建筑經(jīng)濟(jì),2011(7):58-61.

[3]李丹,董志國(guó).模糊綜合評(píng)價(jià)模型在評(píng)標(biāo)中的應(yīng)用——以高校物資采購(gòu)為例[J].河南科學(xué),2012,30(11):1669-1671.

[4]李海濤,張曉兵.基于改進(jìn)FAHP賦權(quán)的綠色施工招標(biāo)評(píng)標(biāo)模型[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2013,43(17):27-34.

[5]李美云,范參良.綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].工程建設(shè),2008,40(1):56-60.

[6]王有為.綠色施工:綠色建筑核心理念—《綠色施工導(dǎo)則》技術(shù)要點(diǎn)解讀[J].建設(shè)科技,2008(3):89-91.

[7]申琪玉,李惠強(qiáng).綠色建筑與綠色施工[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2005(21):1634-1638.

[8]王明和.基于語(yǔ)言變量的房地產(chǎn)項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D].北京:北京交通大學(xué),2012.

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(責(zé)任編輯：陳海濤)

Bidding Evaluation Method of Green Construction Based on Triangular Fuzzy Number and TOPSIS

LUO Dang, SUN Huifang, MAO Wenxin

(North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China)

Scientific and reasonable tender evaluation method is crucial for optimizing the contractor of green construction ability. The problems which more qualitative indicators exist in the existing evaluation methods and the evaluating language is fuzzy when experts the bid evaluate. This paper combined the green construction standards with requirements, tendering and bidding evaluation system of Green Construction is constructed, and established tendering and bidding model of green construction based on triangular fuzzy numbers TOPSIS. Finally, the example results prove that this model is scientific and practical.

green construction; bidding evaluation method; triangular fuzzy numbers; TOPSIS

2015-12-04

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71271086)；河南省科技廳重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(142102310123)；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研資助項(xiàng)目(15A630005)。

羅黨(1959—),男,河南汝南人,教授,博導(dǎo),博士,主要從事灰色系統(tǒng)理論與決策分析研究。E-mail:iamld99@163.com。 孫慧芳(1990—),女,河南平頂山人,碩士研究生,主要從事建設(shè)項(xiàng)目管理研究。E-mail:1791972041@qq.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2016.02.013

TV512;TU72

A

1002-5634(2016)02-0073-05