水利工程監(jiān)理單位管理水平預(yù)警模型的建立與應(yīng)用

李 冰

(上饒市水利水電工程建設(shè)監(jiān)理中心，江西 上饒 334000)

1 概 述

隨著水利工程建設(shè)快速發(fā)展，國家對水利工程監(jiān)管要求日益提高，水利工程建設(shè)監(jiān)理單位對工程的監(jiān)管水平在很大程度上影響著水利工程質(zhì)量。合理有效地評價監(jiān)理單位水平能規(guī)范水利工程監(jiān)理管理市場，確保水利工程的高質(zhì)量建設(shè)，對社會經(jīng)濟(jì)等健康發(fā)展具有非常重要的作用。

現(xiàn)階段，水利工程建設(shè)監(jiān)理單位眾多，但有關(guān)水利工程監(jiān)理單位水平評價研究很少，而且主要研究分析項目權(quán)重系數(shù)確定和工程建設(shè)綜合評價。舒持愷采用基于離差平方和的準(zhǔn)則對層次分析法求得的主觀權(quán)重和超標(biāo)倍數(shù)法、主成分分析法、熵值法求得的客觀權(quán)重進(jìn)行最優(yōu)化組合，獲得綜合權(quán)重[1]；鮑學(xué)英等提出由灰色關(guān)聯(lián)度和主成分分析法確定權(quán)重的組合賦權(quán)法[2]；趙瑩等運(yùn)用層次分析法、改進(jìn)熵值法、模糊理論構(gòu)建了水利工程健康狀態(tài)診斷模型，對水利工程健康狀態(tài)進(jìn)行評價診斷[3]；汪大洋等應(yīng)用二級模糊綜合評價法對廣州實際高層風(fēng)振性能進(jìn)行了評價研究[4]。

針對水利工程建設(shè)監(jiān)理單位監(jiān)管評價標(biāo)準(zhǔn)不一、效率低下且缺少管理水平預(yù)警機(jī)制等問題急需研究解決[5-14]，本文基于組合權(quán)重下模糊綜合評價法對監(jiān)理單位的管理水平進(jìn)行量化分析，建立管理水平預(yù)警模型，為相關(guān)單位管理決策提供一定的指導(dǎo)和支撐。

2 模糊綜合評價水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理水平理論

2.1 管理水平評價指標(biāo)體系

依據(jù)水利工程建設(shè)監(jiān)理相關(guān)法律等規(guī)定，建立7個維度的水利工程建設(shè)監(jiān)理單位水平指標(biāo)體系，細(xì)分40個二級評價指標(biāo)，見表1。

表1 水利工程建設(shè)監(jiān)理單位水平指標(biāo)體系

2.2 模糊綜合評價法

2.2.1 指標(biāo)權(quán)重確定

參考文獻(xiàn)[15]組合權(quán)重模型，綜合考慮水利工程建設(shè)監(jiān)理單位水平評價中的各種因素，對一級、二級指標(biāo)進(jìn)行合理賦值權(quán)重，設(shè)確定的權(quán)重向量為：一次指標(biāo)權(quán)重W1=(W1,W2,…,W7)，二級指標(biāo)權(quán)重W2=(W11,W12,…,W713)。

2.2.2 評價矩陣確定

水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理水平評語量化，即好(9分)、較好(7分)、一般(5分)、差(3分)、很差(1分)，一級指標(biāo)評價矩陣見式(1)。

(1)

式中：i=1，2,…，7分別為7個一級指標(biāo)；m取值3、4、6或13，分別為各一級指標(biāo)下的對應(yīng)的二級指標(biāo)個數(shù)；qij為二級指標(biāo)Iij中專家對各評語量化值。

2.2.3 綜合評價

首先進(jìn)行模糊綜合評價7個一級指標(biāo)，獲得其相應(yīng)的隸屬度向量MI，見式(2)；其次根據(jù)一級指標(biāo)對評語隸屬度向量Mi，按照式(3)求出水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理水平的模糊綜合評價值。

(2)

M=W1·Q

(3)

式中：Q=[M1M2M3M4M5M6M7]T為7個一級指標(biāo)模糊綜合評價值組成的針對監(jiān)理單位管理水平的評價矩陣；M=[m1m2m3m4m5]為監(jiān)理單位管理水平對評語量化的隸屬度向量，其中{m1，m2，m3，m4，m5}分別所對應(yīng)的評語為{好、較好、一般、差、很差}，max{m1，m2，m3，m4，m5}值所對應(yīng)評語即為監(jiān)理單位管理水平。

模糊綜合評價法量化值公式為:

E=M·TT，T=[9 7 5 3 1]

3 水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理水平預(yù)警模型建立

3.1 建立三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

圖1 水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理水平預(yù)測模型

3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程

2) 隱含層輸出sj的計算。公式如下：

式中：xi為第i個節(jié)點的輸入變量；f為隱含層節(jié)點的激勵函數(shù)。

3) 輸出層輸出t的計算。公式如下：

4) 改進(jìn)算法的權(quán)重值和閾值更新。公式如下：

Wij(h+1)=Wij(h)+α[(1-γ)D(h)+

γD(h-1)]

γD′(h-1)]

b(h+1)=b(h)+(y-t)]

5) 重復(fù)步驟1到步驟4，保證輸出與目標(biāo)函數(shù)差達(dá)到一定水平E0(E逼近值)。

4 工程實例分析

4.1 監(jiān)理單位概況

以某水利工程建設(shè)監(jiān)理單位為例進(jìn)行管理水平評價，該單位具有水利工程施工監(jiān)理甲級資質(zhì)、水土保持工程施工監(jiān)理甲級資質(zhì)、水利工程建設(shè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)理資質(zhì)、機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制造監(jiān)理乙級資質(zhì)等，監(jiān)理經(jīng)驗豐富。

4.2 綜合評價

4.2.1 權(quán)重確定

依據(jù)評價量化方式，即好(9分)、較好(7分)、一般(5分)、差(3分)、很差(1分)，其中介于中間值表示檢查結(jié)果也介于其中。根據(jù)文獻(xiàn)[5]中運(yùn)用離差法等方法組合權(quán)重，分析評價監(jiān)理單位各指標(biāo)權(quán)重向量，且根據(jù)組合權(quán)重獲得各級指標(biāo)權(quán)重，見表2。

表2 組合權(quán)重下各級指標(biāo)權(quán)重表

4.2.2 構(gòu)建評價矩陣

在確定指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，考慮評估管理水平的高效性，分析各種因素影響，利用式(1)確定各一級指標(biāo)評價矩陣。

4.2.3 綜合評價

由表2和評價矩陣，根據(jù)式(2)求得各個一級指標(biāo)對評語集的隸屬度向量：

M1=(0.041 0,0.320 0,0.360 0,0.200 0,0.079 0)

M2=(0.071 2,0.270 6,0.359 6,0.198 8,0.099 8)

M3=(0.086 9,0.259 1,0.349 4,0.193 3,0.111 3)

M4=(0.051 2,0.223 2,0.382 8,0.234 8,0.108 0)

M5=(0.040 0,0.202 6,0.347 1,0.255 7,0.154 6)

M6=(0.034 0,0.236 0,0.384 0,0.226 0,0.120 0)

M7=(0.073 3,0.185 1,0.322 1,0.296 7,0.122 8)

由式(3)求得M=(0.061 5,0.229 3,0.352 6,0.240 5,0.116 2)，其中0.352 6最大，所對應(yīng)的評語為一般，即該監(jiān)理單位管理水平一般，與實際情況相符合，評價體系可行。

模糊綜合評價量化值由公式E=M·TT計算，可得4.76。

4.3 管理水平預(yù)警

GA算法求出BP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間初始連接權(quán)值及隱含層、輸出層初始閾值，其中GA算法種群數(shù)20，進(jìn)化次數(shù)50，交叉概率取0.5，變異概率取0.5，學(xué)習(xí)速率α=0.2，動量因子γ=0.2，目標(biāo)誤差E0=0.01，最大訓(xùn)練步數(shù)10 000。

按綜合評價法步驟進(jìn)行每周期監(jiān)理單位管理水平評價，歸一化評價值獲得樣本數(shù)據(jù)，其中2013-2017年為訓(xùn)練樣本，2018-2019為檢驗樣本。通過MATLAB運(yùn)算BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行8536訓(xùn)練后，結(jié)果見表3。

表3 管理水平與BP模型輸出值

由表3可知，BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值與管理評價結(jié)果一致，誤差E=0.009 52<0.01，滿足要求，可對監(jiān)理單位管理水平預(yù)警。預(yù)測2016年管理水平低于警戒級(較差)，量化值3.600 9，及時分析問題并作決策，使得2019年管理水平提高，保證單位持續(xù)良好發(fā)展。

5 結(jié) 論

本文依據(jù)水利工程建設(shè)監(jiān)理單位的監(jiān)督檢查管理工作等要求，采用多種賦權(quán)法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重劃分，基于組合權(quán)重下模糊理論方法建立綜合評價模型，量化評價管理水平，取得不錯的效果，評價體系可行。并在此基礎(chǔ)上，利用BP網(wǎng)絡(luò)建立管理水平預(yù)警模型，結(jié)合實例對某水利工程監(jiān)理單位管理水平提前預(yù)警，預(yù)警結(jié)果較好，為管理層及時作出決策、保證單位管理水平良好發(fā)展提供理論支撐。