基于突變理論的城市軌道交通社會穩(wěn)定性評價

劉紅麗，朱友芳，葉 明

（1.江西理工大學，江西 贛州 341000；2.中建一局集團第五建筑有限公司，江西 贛州 341000）

0 引言

隨著城市規(guī)模不斷發(fā)展，人口越來越多，傳統(tǒng)的公共交通方式已滿足不了人們的需求，城市軌道交通設(shè)施的出現(xiàn)解決了大、中城市人們出行的問題；城市軌道交通項目建設(shè)規(guī)模不斷擴大，建設(shè)項目對于社會公眾的影響也逐漸凸顯出來，項目建設(shè)前期政府的重視程度、建設(shè)過程中對周邊地區(qū)的影響以及建成后公眾對于運營效果的滿意程度是城市軌道交通項目可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，因此，對城市軌道交通項目進行社會穩(wěn)定性評估對于項目可持續(xù)發(fā)展、維護社會穩(wěn)定和諧具有重要意義。

許多學者在建設(shè)項目社會穩(wěn)定性評價領(lǐng)域開展研究實踐。田興中[1]運用層次分析法確定道路工程社會穩(wěn)定性風險的各子風險權(quán)重，并結(jié)合各子風險的評級對項目總的社會穩(wěn)定性風險進行描述與評級；徐慧智[2]基于單因素風險分析方法建立了地鐵項目前期社會穩(wěn)定性風險綜合指數(shù)評估方法；董治[3]基于熵權(quán)可拓物元模型對青蘭線東阿界至聊城（魯冀界）段公路項目進行了社會穩(wěn)定風險評估。大量學者在項目的社會穩(wěn)定性風險進行定性分析以及提出防控風險的措施，本文將從項目全過程出發(fā)建立社會穩(wěn)定性評價模型，進一步分析項目的社會穩(wěn)定性，為進一步增強建筑工程社會穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。

1 社會穩(wěn)定性相關(guān)概念及其評價邏輯

1.1 相關(guān)理論概念

社會穩(wěn)定性是系統(tǒng)在受到外界干擾時具有一定排除干擾、恢復(fù)正常秩序的能力，使之在系統(tǒng)的整合機制下能夠正常運行[4]。參照傳統(tǒng)的社會穩(wěn)定性概念延伸到建筑工程項目中，在項目建設(shè)過程以及運營階段受到社會威脅情況下，項目能夠從不穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的容易程度為項目社會穩(wěn)定性。

國外將HSSE分析作為建設(shè)項目管理的核心之一，多數(shù)工程建設(shè)都圍繞這個核心展開，HSSE主要指的是Health（健康）、Safety（安全）、Social responsibility（社會責任）、Environment（環(huán)境），傳統(tǒng)的HSSE的第二個S指的是安保，本文研究對象為建筑工程項目的社會穩(wěn)定性，故而將安保轉(zhuǎn)換為項目安全更能體現(xiàn)建設(shè)項目的社會穩(wěn)定性。近年來許多學者使用HSSE管理思想分析方法在不同的研究領(lǐng)域，溫貴明等[5]將HSSE思想運用在EPC項目的管理中，讓項目更加有序順利地推進；王吉[6]在加油站改造項目施工過程使用HSSE思想分析存在的風險，從4個方面提出風險預(yù)防，保證加油站施工階段的安全和質(zhì)量。

突變是指系統(tǒng)在外界環(huán)境不斷作用下持續(xù)演化導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生突然變化。突變理論[7]在研究系統(tǒng)突變現(xiàn)象時就是通過研究系統(tǒng)的勢函數(shù)來實現(xiàn)的，勢函數(shù)是通過狀態(tài)變量和控制變量來描述系統(tǒng)行為，常見的突變模型以及歸一公式如表1所示，將平衡曲面方程和平衡曲面方程的導(dǎo)數(shù)聯(lián)立可以得到交叉集[8]，這個交叉集表示的是系統(tǒng)處于平衡點的集合，通過對其分析性質(zhì)可以了解系統(tǒng)的突變特性。

表1 常用突變模型勢函數(shù)及其歸一化公式

1.2 評價邏輯

項目的社會穩(wěn)定性在項目的建設(shè)和運營階段息息相關(guān)，即項目準備階段、項目施工階段、項目運營階段，且3個階段對社會穩(wěn)定性的影響是相互聯(lián)系、相互制約的，比如項目準備階段研究項目可行性和公眾對建設(shè)項目的需要可以加快項目的進度并獲得公眾認可，是項目的一大助力；在項目施工階段，項目資源合理配置會讓項目更加穩(wěn)定有序的進行；在項目運營階段，對項目進行嚴格的監(jiān)督管理讓公眾更加安心出行。項目在3個階段平穩(wěn)運行是項目抵抗外界擾動的關(guān)鍵，讓項目的穩(wěn)定性更加有保障。

社會穩(wěn)定性評價是研究社會穩(wěn)定性的一個重要方面，已有的研究成果[9-12]多采用層次分析法、熵權(quán)法等風險評價方法對社會穩(wěn)定性進行評價，基本邏輯為識別影響因素、構(gòu)建指標體系、構(gòu)建評價模型和計算評價指數(shù)，結(jié)合實踐項目的特點，利用突變理論基本原理建立城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性評價邏輯框架如圖1所示。

圖1 社會穩(wěn)定性評價邏輯框架

2 社會穩(wěn)定性評價模型的構(gòu)建

2.1 識別社會穩(wěn)定性影響因素

社會穩(wěn)定性評價借鑒績效管理中HSSE管理思想，采用健康-安全-社會責任-環(huán)境分類分析方法。城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性影響因素很多，采用HSSE系統(tǒng)分析方法，分別從項目前期準備、項目施工、項目運營3個維度，研究城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性評價的影響因素，比如城市軌道交通項目可行性、公眾認可程度、施工過程資源配置以及項目安全運營情況等多個方面。因此，從涵蓋全面性以及層次合理性出發(fā)，結(jié)合HSSE管理思想，從項目3個階段出發(fā)研究城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性的影響因素，從而建立二維交叉矩陣，如表2所示。

表2 社會穩(wěn)定性影響要素分析交叉矩陣

2.2 選取評價指標體系

建立社會穩(wěn)定性評價體系必須合理科學地選取評價指標，項目的前期準備、施工以及運營反映了項目的全過程，從這3個維度進行指標選取具有綜合性，同時在HSSE管理思想的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計分析城市軌道交通項目實際工程案例和相關(guān)研究文獻[9-14]，對相應(yīng)的指標進行分解細化，形成社會穩(wěn)定性評價指標，如表3所示。

2.3 構(gòu)建評價模型

城市軌道交通項目的建設(shè)過程中，在項目準備、施工以及運營階段都可能受到外界擾動，項目在任何一個階段受到擾動都有可能讓項目變得不穩(wěn)定，因此項目需要適應(yīng)3個階段可能發(fā)生的突變，3個階段表現(xiàn)出連續(xù)變化的過程，這符合突變理論的基本原理[15]。因此，用突變理論對城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性進行量化評價。

2.3.1 三級評價模型建立

建立由城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性為狀態(tài)變量，項目3個階段（項目前期u1，項目施工u2，項目運營u3）為一級控制變量，狀態(tài)變量的個數(shù)為1，一級控制變量的個數(shù)為3，對應(yīng)的突變類型為燕尾突變，即。

當l=3時，；以此類推可得，二級控制變量wij和三級控制變量。按照各指標對于項目的重要性進行排序，從而建立具有三級控制變量的城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性評價指標模型，如表3所示。

表3 城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性評價指標模型

2.3.2 指標數(shù)據(jù)無量綱化

各級指標控制變量的取值并不統(tǒng)一，參照其他學者把u、w等變量均控制在（0,1）范圍內(nèi)可以更好地使用突變理論模型。結(jié)合工程實際情況，運用專家調(diào)查法對底層指標進行分析打分。

由于各級控制變量的取值范圍和量綱不相一致，為了規(guī)范化地使用突變模型對控制變量各取值進行無量綱處理。在指標體系中，所選取的底層指標都是正相關(guān)指標即初始取值越大導(dǎo)致綜合評價值越大的指標，對這些指標采用進行無量綱處理。在城市軌道交通項目進入運營階段，結(jié)合工程實際情況根據(jù)三級評價指標計算出項目的社會穩(wěn)定性指標并判斷新建項目對于社會穩(wěn)定的影響大小。

2.3.3 社會穩(wěn)定性等級劃分

根據(jù)對社會穩(wěn)定性的影響程度，把三級指標量化，并劃分為5個等級，量化標準見表4；隨后令三級指標zijk依次取值各個等級的控制點值，即0.2、0.4、0.6、0.8、1.0，計算各等級的突變勢函數(shù)值。三級指標都取值為0.2時，按照上文計算規(guī)則可以得出總目標層突變隸屬函數(shù)值為0.933，作為城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性第Ⅰ等級控制點；以此類推，zijk依次取值 0.4、0.6、0.8、1.0，計算出各等級控制點，由此計算各級別控制點的突變隸屬函數(shù)值，見表5。

表4 三級指標量化等級標準

表5 城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性等級

3 社會穩(wěn)定性評價實證分析

根據(jù)上文建立的城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性評價指標體系與評價模型，本文以南昌市軌道交通3號線為例展開實證分析。

3.1 工程概況

南昌市軌道交通3號線由蓮塘站至京東大道站，主要途經(jīng)南昌縣、青云譜區(qū)、西湖區(qū)、東湖區(qū)、青山湖區(qū)、高新區(qū)等；線路全長28.5km，全部采用地下敷設(shè)方式，共設(shè)22座車站；工程計劃工期于2015年11月開工，2020年12月通車試運行，總工期5年2個月，預(yù)計2020年建成通車，工程項目總投資約為71.29億元。

3.2 社會穩(wěn)定性評價

結(jié)合項目設(shè)計方案、可行性研究報告、環(huán)境影響評價報告、實施方案等相關(guān)資料對三級指標進行打分評價，在此以項目準備階段指標“可行性”(w11)之下的三級指標的取值進行說明，取值結(jié)果見表6。而后繼續(xù)根據(jù)三級指標取值對相應(yīng)的二級指標和一級指標進行計算，社會穩(wěn)定性指標計算結(jié)果見表7。

表6 三級指標取值計算

表7 社會穩(wěn)定性指數(shù)計算結(jié)果

3.3 結(jié)果分析

從表7可知，南昌市軌道交通3號線的社會穩(wěn)定性指數(shù)為0.979，對照表5社會穩(wěn)定性等級為四級，表明該系統(tǒng)的社會穩(wěn)定性較好。從二級指標來看，準備階段環(huán)境影響評價結(jié)果較差，對項目的社會穩(wěn)定性影響較大，項目運營階段，項目的評價標準以及結(jié)果對維護項目穩(wěn)定性具有較大的促進作用，南昌軌道交通3號線于2020年12月26日正式運營，與項目預(yù)期運營時間完全相符。通過以上結(jié)合工程實例進行分析可見，評價模型對工程實踐的指導(dǎo)作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面，從項目健康出發(fā)，前期對項目是否可行的勘察十分重要，項目施工過程中進行合理地資源配置是項目順利進行的一大助力，運營前對項目的工程質(zhì)量嚴格把關(guān)可以讓項目在準時運營的同時讓公眾更加放心出行；從項目安全出發(fā)，我國健全的法律體系是項目穩(wěn)定性的重要保障，在建設(shè)過程中不管是項目本身還是工作人員，施工安全都尤為重要，在運營中設(shè)施正常運行才能保證公眾安全；從社會責任出發(fā)，公眾對項目的滿意程度是項目穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，這符合一切發(fā)展以人民為核心的理念；從環(huán)境影響出發(fā)，項目施工對周邊環(huán)境的影響是不可避免的，項目完工后對周邊環(huán)境的恢復(fù)保護是提升項目社會穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

4 結(jié)論

1）在項目全過程中借鑒HSSE管理思想（健康-安全-社會責任-環(huán)境）來建立評價體系可以全方位多層次的反映項目的狀態(tài)，可以更好地分析城市軌道交通項目的社會穩(wěn)定性。

2）利用突變模型并結(jié)合實例對城市軌道交通項目社會穩(wěn)定性進行評價，結(jié)果顯示，評價結(jié)果與實際情況較為一致，借助突變理論對項目社會穩(wěn)定性的評價具有一定的實用價值。

3）基于突變理論對城市軌道交通項目的社會穩(wěn)定性進行評價，在建立評價體系時，會受到參考資料、文件和數(shù)據(jù)的選取的影響限制，評價指標和數(shù)據(jù)存在不確定性，使評價結(jié)果受到主觀影響;相關(guān)指標體系和數(shù)據(jù)選取原則也可以進一步強化。