層次分析法在引水閘除險加固質(zhì)量評價中的應(yīng)用

蔣革新

（四川涼山水洛河電力開發(fā)有限公司，四川 成都 610041）

在水利工程質(zhì)量管理中，傳統(tǒng)上采用人為收集現(xiàn)場工程質(zhì)量資料，并進(jìn)行信息處理，從而進(jìn)行質(zhì)量評定，該方法不僅需要的人力較多，且認(rèn)為操作慢、工作量大、結(jié)果可靠性也十分不理想，往往無法系統(tǒng)的對工程質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的評定，從而造成一定的誤差，對于監(jiān)理工程師的工作造成一定的影響。為了更為系統(tǒng)的對水利工程施工進(jìn)程中的質(zhì)量進(jìn)行評定，本文引入層次分析法理論，并通過將水利工程質(zhì)量管理中的各個指標(biāo)進(jìn)行分層處理，建立一套綜合評價體系，在各個層面對質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評價研究，提高了質(zhì)量評定工作中的效率以及準(zhǔn)確率[1-5]，同時利用現(xiàn)場實際工況，對某引水閘的質(zhì)量進(jìn)行評定研究，得到了較好的效果。

1 層次分析法簡介

層次分析法是在因素識別與數(shù)理統(tǒng)計理論基礎(chǔ)上對處理對象進(jìn)行定性分析與定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)化評價決策方法。層次分析法是根據(jù)研究對象的性質(zhì)、主體影響因素以及研究目標(biāo)將研究對象中的復(fù)雜問題進(jìn)行層次化、多元化分解，下一層次指標(biāo)元素與上一層次指標(biāo)間屬于隸屬關(guān)系。通過標(biāo)度判斷矩陣對同層次因素兩兩比較確定整體各指標(biāo)重要性排序，最終確定底層因素的相對重要性權(quán)值。相對重要性權(quán)值求解通過構(gòu)建判斷矩陣，求解矩陣最大特征值以及對應(yīng)特征向量，得到各指標(biāo)的相對重要性程度，得出最合理的方案。

2 層次分析計算模型

2.1 風(fēng)險因素識別與層次化

以某引水閘為背景，該水閘設(shè)計流量為200m3/s,主要工作包括：水閘閘身、啟閉機(jī)及其埋件、施工圍堰的填筑與拆除等。對工程按照實際情況進(jìn)行層次劃分與分解，得到各個層次主要影響因素指標(biāo)如表1所示。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

假設(shè)共有n 個指標(biāo)，則每一個指標(biāo)與其他指標(biāo)的需要進(jìn)行n-1 次兩兩比較，構(gòu)成目標(biāo)層A 的判斷矩陣：

式中：aij表示第i 個準(zhǔn)則層指標(biāo)Bi與第j 個準(zhǔn)則層指標(biāo)Bj根據(jù)標(biāo)度表1-1所得標(biāo)度的比值，設(shè)標(biāo)度為 ,則有：

同理，對于B 層次進(jìn)行判斷矩陣的構(gòu)建：

2.3 層次單排序一次性檢驗

層次單排序是指通過計算判斷矩陣A 的最大特征值與特征向量 ，并對矩陣進(jìn)行一次性檢驗，確定某層指標(biāo)元素相對上一層的相對重要性權(quán)重的排序過程，即有：

式中：k 表示第k 個上層次指標(biāo)。對于CI，有：當(dāng)CI=0 時，認(rèn)定判斷矩陣具有完全一致性；隨著CI 逐漸增大，判斷矩陣一致性逐漸喪失。此外，對于n=1,2,...,9,分別隨機(jī)500 個樣本矩陣，依據(jù)標(biāo)度表構(gòu)成矩陣的上三角區(qū)域且主對角始終保持為1，并分別計算其一致性指標(biāo)并求平均值，此時可得平均隨機(jī)一致性指標(biāo)CIa如下表所示。

表2 平均一致指標(biāo)CIa

根據(jù)CI 與CIa定義，為真實表達(dá)判斷矩陣的一致性程度，定義一致性程度參數(shù)Sl，定義僅當(dāng)滿足Sl＜0.1 時，判斷矩陣具有與滿意的一致性。否則需要對矩陣進(jìn)行修改并再次進(jìn)行一次性檢驗。

2.4 層次總排序一致性檢驗

由2.2 可知判斷矩陣B 的構(gòu)建，定義總排序一致性檢驗式為：

同理，定義僅當(dāng)滿足Sl＜0.1 時，判斷矩陣具有與滿意的一致性。否則需要對矩陣進(jìn)行修改并再次進(jìn)行。

3 工程實例分析

利用以上述方法，進(jìn)行計算建立A 層判斷矩陣：

建立B 層判斷矩陣：

各特征向量、最大特征值和隨機(jī)一致性比率分別為：

則該工程的建設(shè)風(fēng)險總排序權(quán)值計算結(jié)果為：

根據(jù)工程經(jīng)驗及專家評分調(diào)查結(jié)果，對各因素重要性評分及評價等級如下表3、4 所示。

表3 各因素對工程成功影響程度評分

表4 工程評價等級表

則該工程得分：

故引水閘除險加固工程項目建設(shè)結(jié)果屬于良好級別。

4 結(jié)論

以某引水閘為例，基于層次分析法基本理論，結(jié)合相關(guān)數(shù)值計算軟件以及工程實際概況，建立引水閘除險加固工程項目建設(shè)成果評價模型。結(jié)果表明：（1）根據(jù)所本文建立的引水閘層次分析評價模型分析，該引水閘工程建設(shè)成果評價得分Score=8.603,屬于良好級別，這說明該工程基本建設(shè)符合規(guī)范要求，不存在較大破壞隱患，但可能存在小范圍裂縫、變形或其他劣性因素；（2）根據(jù)工程實際建設(shè)結(jié)果驗證，基本層次分析法基本理論建立的引水閘除險加固工程建設(shè)結(jié)果評價模型具有高度的可靠性，對國內(nèi)相關(guān)工程建設(shè)具有一定的借鑒意義。