基于灰色系統(tǒng)理論的電網(wǎng)工程綠色建造模糊綜合評價模型

張琦　姜雪　張鷗　張爽瑩　劉松楠

摘要：為貫徹落實綠色發(fā)展理念，提升現(xiàn)有電網(wǎng)工程綠色建造評價方法的全面性、系統(tǒng)性以及客觀性，提出了一種基于灰色系統(tǒng)理論的模糊綜合評價模型。通過研究影響電網(wǎng)工程設(shè)計、施工與交付等環(huán)節(jié)的重要綠色評價因子，構(gòu)建了多層次的綠色建造評價指標體系。并基于灰色系統(tǒng)理論確定指標權(quán)重，建立了多層級模糊綜合評價模型。同時選取電網(wǎng)工程案例來進行驗證，證明了該模型能夠科學(xué)、合理地確定各指標的權(quán)重，從而為電網(wǎng)工程綠色建造評價及不斷優(yōu)化提供了支撐。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)工程；綠色建造；灰色系統(tǒng)理論；模糊綜合評價；評價指標體系；指標權(quán)重；多層次；綠色評分

中圖分類號：TM247 文獻標志碼：A 文章編號：1000-1646（2024）01-0042-07

為加快我國建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的進程，國家電網(wǎng)采用了更加有利于節(jié)碳減排、保護環(huán)境、降本增效且保障品質(zhì)的方式來建造電網(wǎng)工程，進而逐步實現(xiàn)人與自然的和諧共生。對該工程進行全面、系統(tǒng)的評價，有助于深入了解和提升電網(wǎng)工程的綠色建造水平，形成可推廣的科學(xué)管理經(jīng)驗與技術(shù)創(chuàng)新結(jié)果，并促進電網(wǎng)工程建設(shè)及運營的可持續(xù)發(fā)展。

我國電網(wǎng)工程綠色建造評價研究相比發(fā)達國家雖起步較晚，但發(fā)展迅速。劉建林等綜合分析了電網(wǎng)工程設(shè)計期、施工期和交付期3個階段的環(huán)境影響因子，并采用層次分析法進行了指標的量化和評價體系的建立。但層次分析法的缺點在于主觀性強，且實際操作過程較為復(fù)雜。李大華等結(jié)合價值工程理論及層次分析法，研究了基于價值工程的綠色施工評價體系的構(gòu)建方法。該方法雖彌補了層次分析法的主觀性，但僅對施工階段進行了評價，因此其做出的評價仍不夠全面。而本文重點研究了電網(wǎng)工程從設(shè)計、施工到交付全流程的建造過程，分析并提取出重要的綠色影響指標。采用了客觀性較強、操作簡便的灰色理論來計算各指標的權(quán)重。同時結(jié)合多層級模糊綜合評價法建立了模型，該研究結(jié)果可為電網(wǎng)工程綠色建造評價提供參考。

1 綠色建造評價指標體系

電網(wǎng)工程綠色建造評價是一個涉及多方因素的復(fù)雜過程，其評價包括綠色設(shè)計、綠色施工和綠色交付等方面的內(nèi)容。因地制宜的理念覆蓋建造的全過程，并對全要素進行統(tǒng)籌規(guī)劃，以體現(xiàn)綠色化、數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化、集約化及智慧化特征。為保證科學(xué)、合理地選取評價指標，需滿足可持續(xù)性、可操作性、可量化性和動態(tài)導(dǎo)向性等原則。

本文根據(jù)國家政策來搜集文獻資料，進行系統(tǒng)分析，同時結(jié)合行業(yè)特點，借鑒國內(nèi)外相對完善的綠色工程評價指標體系，從而構(gòu)建了電網(wǎng)工程綠色建造的指標評價體系。該體系共有兩個層級，第一個層級包括設(shè)計、施工及綠色交付階段3個一級指標；而第二個層級共有20個二級指標，詳情如表1所示。

2 基于灰色理論的指標權(quán)重

灰色系統(tǒng)理論是一種適用于樣本量較少、分布密度偏低且存在不確定性問題領(lǐng)域的新方法。其針對不確定對象，通過對部分已知數(shù)據(jù)的研究開發(fā)，提取有價值的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)對未知數(shù)據(jù)行為規(guī)律的分析及預(yù)測。灰色系統(tǒng)理論研究范圍廣泛，包含灰色系統(tǒng)建模理論、灰色系統(tǒng)分析和控制理論、灰色關(guān)聯(lián)分析理論以及灰色預(yù)測與決策理論等分支。本文主要利用了灰色關(guān)聯(lián)分析理論來確定綠色建造評價指標的權(quán)重，面向電氣工程領(lǐng)域的專家發(fā)放調(diào)查問卷，收集各專家針對評價指標的權(quán)重評分。

2.1 分析指標序列

構(gòu)建電氣工程綠色建造評價指標序列為

Xm={Xm（k）k=1，2，…，，2} （1）

式中：n為評分專家的數(shù)量；m為評價指標的數(shù)量。該指標序列也稱為比較數(shù)列，即由影響系統(tǒng)行為的因素所組成的數(shù)據(jù)序列。選取專家組權(quán)重評分最高的指標作為參考數(shù)列便可反映系統(tǒng)的行為特征．即

Y={y（k）k=1，2，…，n} （2）

式中，y（k）為xi（k）的最大值。

2.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)

參考數(shù)列與比較數(shù)列的序列差為

2.3 關(guān)聯(lián)度

因為關(guān)聯(lián)系數(shù)是參考數(shù)列與比較數(shù)列在各個指標的關(guān)聯(lián)程度值，所以每個指標會有m個關(guān)聯(lián)系數(shù)值。若信息分布過于分散將不利于進行整體性比較，因此需要使分散的各個指標關(guān)聯(lián)系數(shù)集中起來。通常取各個指標關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值表示關(guān)聯(lián)程度，關(guān)聯(lián)度計算表達式為

4 案例驗證

本文選取某地綠色建造評價等級分別為優(yōu)秀、良好、合格、不合格的4個電網(wǎng)線路工程項目（如表2所示）進行驗證，采用所提方法確定各指標權(quán)重并對4個項目進行模糊綜合評價。

組織10名專家對評價指標進行權(quán)重評分，評分結(jié)果如表3所示，每個一級指標權(quán)重總分為100分。通過式（1）～（2）構(gòu)建參考數(shù)列與比較數(shù)列；再按照式（3）～（5）計算各指標的關(guān)聯(lián)度，其中，ζ=[0.1，0.2，0.3，0.4，0.5]；根據(jù)式（6）-（7）確定指標權(quán)重。關(guān)聯(lián)度與權(quán)重結(jié)果如表4所示。ζ越小，一級指標下的二級指標分辨力越大，如二級指標環(huán)境、資源及協(xié)調(diào)性指標U32在ζ=0.1時，其在一級指標綠色交付階段權(quán)重已達到0.71，單一指標權(quán)重遠超0.5，存在不合理性。因此，ζ取值區(qū)間[0.3，0.5]，本文取中間值ζ=0.4。

評語集包括優(yōu)秀，良好，合格，不合適4個層次，根據(jù)評價得分屬性，優(yōu)秀屬于偏大型，良好與合格屬于中間型，不合格屬于偏小型。將其代入式（8）～（10）即可得到隸屬函數(shù)，如圖3所示。

評價得分大于90分時為優(yōu)秀；80-90分時為良好；70-80分時為合格；低于70分時則為不合格。對4個項目的二級因素集分別構(gòu)造模糊綜合判斷矩陣，得到二級指標隸屬度結(jié)果如表5所示。通過式（11）進行綜合評價后，4個項目設(shè)計階段B1={（0.886，0.791，0.114，0），（0.658，0.945，0.342.0.021），（0.186，0.805，0.814，0.195），（0，0.147，0.828，0.853）}，施工階段B2={（0.812.0.806，0.188，0），（0.511，0.862，0.489，0.037），（0.153，0.847，0.847，0.153），（0，0.104，0.907，0.896）}，綠色交付階段B3={（0.732.0.836，0.268.0），（0.326，0.963，0.674，0），（0，0.302.1，0.698），（0，0.128.0.458，0.872）}。結(jié)合一級指標的權(quán)重，最終評價B={（0.817，0.809，0.183.0），（0.515，0.920，0.485，0.021），（0.123，0.684，0.877，0.316），（0.0.126.0.757.0.874）}。因此，4個線路工程項目的綠色建造評價等級分別為優(yōu)秀、良好、合格、不合格，與原始的評級結(jié)果吻合，證明所提評價方法的可行性。

5 結(jié)束語

電網(wǎng)工程綠色建造評價是一個高緯度、多階段且非線性的復(fù)雜工作。本文重點針對設(shè)計、施工及綠色交付階段構(gòu)建了完整的綠色建造二級指標評價體系。該體系基于灰色關(guān)聯(lián)分析方法確定了評價指標的權(quán)重，并利用模糊綜合評價法對電網(wǎng)工程項目的綠色建造等級進行了評價。最終通過電網(wǎng)工程項目案例驗證了該評價方法的可行性。后續(xù)將進一步研究其他評價方法，并與本評價方法進行對比和分析。

（責(zé)任編輯：景勇 英文審校：尹淑英）