基于改進(jìn)的模糊綜合評(píng)價(jià)法的水利工程施工質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

秦華康

摘 要：考慮到傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)法利用最大隸屬度原則確定水利工程施工質(zhì)量等級(jí)時(shí)，存在重要信息丟失的問(wèn)題，確立了一種基于最大隸屬度原則有效度和置信度準(zhǔn)則有機(jī)結(jié)合的水利工程施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。該方法可對(duì)最大隸屬度原則有效度進(jìn)行檢驗(yàn)，并可在有效度小于0.5時(shí)，利用置信度準(zhǔn)則判斷工程施工質(zhì)量級(jí)別。并以某堤防加固工程為例進(jìn)行施工質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明采用基于最大隸屬度原則有效度和置信度準(zhǔn)則有機(jī)結(jié)合的堤防加固工程施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法確定工程施工質(zhì)量等級(jí)，其結(jié)果更合理、更具有說(shuō)服力、更全面，能較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)工程施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程；施工質(zhì)量評(píng)價(jià)；模糊綜合評(píng)價(jià)法；最大隸屬度原則；有效度；置信度

引言

保證工程質(zhì)量是工程設(shè)計(jì)、管理、施工、監(jiān)理工作中的重要目標(biāo)，加強(qiáng)水利水電工程質(zhì)量管理是適應(yīng)高強(qiáng)度、大規(guī)模水利水電工程建設(shè)的迫切要求。對(duì)于堤防加固工程施工質(zhì)量影響因素多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，依據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，《SL176-2007水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》[1]和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)-堤防工程》[2]等的有關(guān)規(guī)定，對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定及檢查驗(yàn)收。對(duì)于工程施工質(zhì)量的評(píng)定，需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，此外還需要有定量的客觀評(píng)價(jià)，需要采取對(duì)應(yīng)的方法來(lái)評(píng)價(jià)工程質(zhì)量等級(jí)。模糊綜合評(píng)價(jià)法由于可以較好的解決綜合評(píng)估中的模糊性，所以更加適合于評(píng)估因素多、層次結(jié)構(gòu)多的對(duì)象系統(tǒng)[3]。

然而，對(duì)于傳統(tǒng)的模糊綜合評(píng)價(jià)方法尚存在缺陷，例如最大隸屬度原則選取了部分信息，從而可能導(dǎo)致信息的丟失，從而使結(jié)果失真[4]。因此，使用時(shí)有必要對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，并對(duì)失效結(jié)果進(jìn)行處理，為此文章結(jié)合以往改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)質(zhì)量控制評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用與改進(jìn)，并將其應(yīng)用在堤防加固工程施工質(zhì)量評(píng)價(jià)中，以期得到更加科學(xué)、合理、全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1 模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

影響工程施工質(zhì)量的主要因素包括“人（Man）、材料（Material）、機(jī)械（Machine）、方法（Method）、環(huán)境（Environment）”等五大方面，即4M1E[3]。水利水電工程的施工質(zhì)量評(píng)價(jià)是全壽命期內(nèi)各個(gè)階段的綜合評(píng)價(jià)，即施工準(zhǔn)備、施工以及竣工驗(yàn)收三個(gè)階段，通過(guò)調(diào)查選取各個(gè)階段中影響工程質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)，其中工程質(zhì)量評(píng)價(jià)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括準(zhǔn)備階段、施工階段以及竣工驗(yàn)收階段3個(gè)方面，每個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)又進(jìn)一步分解出二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)若干個(gè)。3個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)共分解為7個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。具體見(jiàn)圖1水利工程質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2 傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立

模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立需要經(jīng)過(guò)以下步驟。

步驟1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)集。指標(biāo)集是選取對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響比較大的因素的集合G。單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)gtik（t=1，2…n；i=1，2…n；k=1，

2…n）。

步驟2 確定權(quán)重集。由于各個(gè)指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的影響程度，重要程度是不盡相同的，因此在進(jìn)行合成前需要進(jìn)行權(quán)重的確定。權(quán)重集W是對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)重要程度的直觀反映。

步驟3 確定等級(jí)評(píng)價(jià)集。評(píng)價(jià)集是各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的集合。評(píng)價(jià)集V=（v1，v2…vn），各元素分別代表不同的評(píng)價(jià)級(jí)別。

步驟4 確定單因素評(píng)價(jià)模糊矩陣。對(duì)于指標(biāo)集中的某一個(gè)指標(biāo)gtik，則對(duì)評(píng)價(jià)集中vj的隸屬度為mikj，而對(duì)于因素的隸屬度可將其組合為單因素評(píng)價(jià)模糊矩陣。

步驟5 模糊綜合評(píng)價(jià)。由于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的影響程度不同，因此需要建立一個(gè)以指標(biāo)集Gti為基礎(chǔ)的權(quán)重模糊子集Wti。即一級(jí)層次權(quán)重模糊子集為W21=（w211，w212…w21k），以此類推。然后，需要進(jìn)行模糊綜合評(píng)判矩陣A的建立，即A21=W21M21=（a211，a212…a21j），其中aj為模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。利用最大隸屬度原則，選取Max（a211，a212…a21j）作為工程質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型的改進(jìn)

3.1 傳統(tǒng)的模糊綜合評(píng)價(jià)法存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的模糊綜合評(píng)價(jià)法在運(yùn)用的過(guò)程中存在缺陷。首先，在利用最大隸屬度原則選取Max（a211，a212…a21j）作為工程質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)，對(duì)實(shí)際情況的反映包含主觀因素。

其次，一般根據(jù)最大隸屬度原則來(lái)判斷評(píng)價(jià)對(duì)象類別，但是最大隸屬度原則可能只選取了部分信息，從而可能導(dǎo)致信息丟失的缺陷，使結(jié)果真實(shí)性喪失。在模糊綜合評(píng)價(jià)的實(shí)例中，最大隸屬原則被運(yùn)用在很多地方，但是此原則并非普遍適用[5]。例如，得到的某一個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果為A=（0.4，0.3，0.3），利用最大隸屬原則進(jìn)行直觀的分析評(píng)價(jià)結(jié)果，則可以直接評(píng)定為優(yōu)良。理論上可以較客觀的反映本身界限的模糊性，但是在上例中運(yùn)用最大隸屬度原則，有效程度不高，損失的信息量較多。而在某些情況下，也存在最大隸屬原則完全失效的情況，例如A=（0.3333，0.3333，0.3333），此時(shí)根據(jù)最大隸屬原則無(wú)法判斷所屬類別，即最大隸屬原則失效。因此，使用時(shí)有必要對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，并對(duì)失效結(jié)果進(jìn)行處理。所以，需要一種改進(jìn)的方法。

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法的改進(jìn)

首先，由于最大隸屬度原則反映的評(píng)價(jià)包含主觀因素，所以需要一個(gè)確切的分?jǐn)?shù)來(lái)客觀反映評(píng)價(jià)的結(jié)果。利用相應(yīng)方法可將質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果Max（a211，a212…a21j）轉(zhuǎn)換為定量的綜合評(píng)價(jià)值[6]。依據(jù)《SL17

6-2007水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)-堤防工程》將工程質(zhì)量級(jí)別分為三個(gè)等級(jí)，即優(yōu)良、及格、不及格，具體劃分見(jiàn)表1。

從而可得到參數(shù)列向量P=（90，70，0）T，工程最終綜合評(píng)價(jià)結(jié)果x=AP。再以工程質(zhì)量級(jí)別評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，則可以客觀的確定工程的質(zhì)量等級(jí)。

其次，由于對(duì)于最大隸屬度原則可能出現(xiàn)不適用性，會(huì)造成結(jié)果失真。因此，改進(jìn)的模糊綜合評(píng)價(jià)法采用以下步驟判別工程施工質(zhì)量。

步驟1：采用最大隸屬原則的有效度檢驗(yàn)公式[7]判定工程施工質(zhì)量級(jí)別的有效度。

4 工程實(shí)例

影響水利水電工程施工質(zhì)量的因素頗多，層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要對(duì)其進(jìn)行多層次、細(xì)致的評(píng)價(jià)分析，以期對(duì)工程施工質(zhì)量有一個(gè)科學(xué)、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)價(jià)。為此，文章以某堤防加固工程[8]為例，運(yùn)用改進(jìn)后的模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)工程施工質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。各層次的權(quán)重可采用二元比較決策法并綜合評(píng)審組專家意見(jiàn)確定。

4.1 確定等級(jí)評(píng)價(jià)集

依據(jù)《SL176-2007水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》和《SL634-2012水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)-堤防工程》，根據(jù)工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)由專家給出合理科學(xué)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)級(jí)，本工程將質(zhì)量等級(jí)劃分為三個(gè)級(jí)別，即優(yōu)良、合格、不合格，具體見(jiàn)表1。

4.2 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

運(yùn)用模糊綜合評(píng)判方法，以工程準(zhǔn)備階段的工程設(shè)計(jì)為例進(jìn)行評(píng)價(jià)。

則該工程施工質(zhì)量綜合評(píng)判結(jié)果：

A=WM=（0.7104，0.2310，0.0586）0.7104+0.2310+0.0586=1，表明是歸一化的評(píng)價(jià)結(jié)果。

運(yùn)用傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)法，到此依據(jù)最大隸屬度原則即可判斷對(duì)于該工程的工程質(zhì)量?jī)?yōu)良、合格、不合格的隸屬度分別為71.04%，23.10%，5.86%，從而整個(gè)項(xiàng)目的最終質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)秀。

然而，評(píng)價(jià)結(jié)果包含太多的主觀因素，也存在丟失信息的缺陷，因此需要對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的有效度進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)失效的結(jié)果進(jìn)行處理。

4.3 最大隸屬度原則有效度？孜的計(jì)算

根據(jù)式（1）對(duì)評(píng)價(jià)所確定的最大隸屬度原則有效度？孜進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算可以得到整體有效度？孜=1.2242，在[1，+∞）的范圍內(nèi)，屬于非常有效，因此工程整體的最大隸屬度原則是非常有效的。但是，仍要對(duì)三級(jí)、二級(jí)層次下各個(gè)因素進(jìn)行計(jì)算，三級(jí)層次的最大隸屬度原則有效度見(jiàn)表3，二級(jí)層次的最大隸屬度原則有效度見(jiàn)表4。

4.4 綜合評(píng)價(jià)

由于經(jīng)有效度檢驗(yàn)，本工程最大隸屬度原則有效度？孜=1.2242，屬非常有效區(qū)間，因而可以采用最大隸屬度原則進(jìn)行工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)測(cè)。工程整體綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為x=AP=80.1060>80，說(shuō)明該水利工程施工質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)良。

5 結(jié)束語(yǔ)

（3）以傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)，確立最大隸屬度原則有效度和置信度準(zhǔn)則有機(jī)結(jié)合的改進(jìn)模糊綜合評(píng)價(jià)法，并將其應(yīng)用于堤防加固工程的施工質(zhì)量評(píng)價(jià)，并以定量的結(jié)果x=80.1060進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)良。結(jié)果表明這是一種合理、可靠且更全面的工程施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。

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