吳慶林

模糊決策理論下的水利工程項(xiàng)目評(píng)標(biāo)方法研究

吳慶林

(唐山市陡河水庫管理處 河北唐山 063021)

以模糊決策理論為基礎(chǔ)對(duì)水利工程評(píng)標(biāo)，建立相應(yīng)的模糊決策方法，對(duì)系統(tǒng)中的各因素進(jìn)行識(shí)別判斷，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩慷ㄐ员容^，決策結(jié)果會(huì)更加合理科學(xué)。本文結(jié)合工程實(shí)例剖析了模糊決策理論在水利工程中的應(yīng)用。

模糊決策理論 水利工程 項(xiàng)目評(píng)標(biāo)

目前我國水利水電工程業(yè)在全國推行了國際通行的工程建設(shè)招投標(biāo)制度，水利工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)率基本達(dá)100%。對(duì)水利工程評(píng)標(biāo)的關(guān)鍵是選取合理的評(píng)標(biāo)方法，只有客觀、合理的評(píng)價(jià)方法，才能減少評(píng)標(biāo)過程中的是非矛盾。我國多采用綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)中標(biāo)原則，主要考慮投標(biāo)單位的報(bào)價(jià)、施工能力、管理水平、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)狀況、社會(huì)信譽(yù)等因素。這些因素大部分是一些模糊的概念，評(píng)標(biāo)過程中很難把握，且評(píng)論結(jié)果受評(píng)論員自身的主觀因素的影響也比較大。因素的模糊性導(dǎo)致評(píng)標(biāo)過程和評(píng)標(biāo)結(jié)果都具有一定程度的模糊性，以模糊決策理論為基礎(chǔ)對(duì)水利工程評(píng)標(biāo)，建立相應(yīng)的模糊決策方法，對(duì)系統(tǒng)中的各因素進(jìn)行識(shí)別判斷，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩慷ㄐ员容^，決策結(jié)果會(huì)更加合理科學(xué)。

1 建立模糊決策模型指標(biāo)體系

1.1確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集和評(píng)價(jià)集

首先需判斷建設(shè)工程的評(píng)價(jià)對(duì)象因素，主要為各級(jí)單位的投標(biāo)文件，判斷投標(biāo)文件的質(zhì)量水平因素即為評(píng)標(biāo)指標(biāo)體系，例如：技術(shù)表（U1）、商務(wù)標(biāo)(U2)、社會(huì)信譽(yù)標(biāo)(U3)等，評(píng)標(biāo)對(duì)象因素集為U={U1，U2，U3}。確定評(píng)價(jià)集，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的滿足程度設(shè)不同的評(píng)價(jià)等級(jí)，比如：

標(biāo)價(jià)（U1）的評(píng)價(jià)集V={合理，較合理，一般，較差，不合理}

管理水平(U2)的評(píng)價(jià)集V={好，較好，一般，較差，差}

社會(huì)信譽(yù)(U3)評(píng)價(jià)集V={好，較好，一般，較差，差}。

1.2對(duì)各因素的單因素進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)

組織專家建立評(píng)價(jià)小組，本著完整性原則、非相容性原則、客觀性原則、簡(jiǎn)潔性原則、規(guī)范性原則，對(duì)各投標(biāo)單位的投標(biāo)文件從商務(wù)標(biāo)、技術(shù)標(biāo)、社會(huì)信譽(yù)等方面，對(duì)評(píng)價(jià)的等級(jí)進(jìn)行綜合的判定分析，給出各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。專家評(píng)選的方法眾多，但都要?dú)v經(jīng)確定目標(biāo)、建立指標(biāo)預(yù)選集、篩選指標(biāo)、確定指標(biāo)體系這四步，具體見圖1。

圖1 評(píng)價(jià)流程圖

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

若投標(biāo)方案有m個(gè)，考慮的評(píng)價(jià)因素有n個(gè)，那么第i個(gè)評(píng)價(jià)因素和第j個(gè)投標(biāo)方案就用特征值xij表示，以此構(gòu)建一個(gè)評(píng)價(jià)方案的特征值矩陣：

沒有特征值的因素，由專家進(jìn)行打分，并將此得分作為這個(gè)因素的“特征值”。每個(gè)評(píng)價(jià)因素的特征值的量綱允許不同，但量綱差異并不會(huì)影響到評(píng)價(jià)結(jié)果。個(gè)因素的指標(biāo)特征值對(duì)于相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)來說，有些是越大越有優(yōu)勢(shì)（比如企業(yè)社會(huì)信譽(yù)、管理水平等），而有些則是越小越有優(yōu)勢(shì)（比如標(biāo)價(jià)、施工工期），所以這兩類特征值應(yīng)當(dāng)分開計(jì)算。

特征值越大越好型：

特征值越好越小型：

式中，ijr表示第j個(gè)方案第i個(gè)指標(biāo)從屬優(yōu)的隸屬度，上式可將指標(biāo)特征值的矩陣轉(zhuǎn)換成指標(biāo)的隸屬度矩陣：

3 確定權(quán)重，并對(duì)投標(biāo)模糊綜合評(píng)價(jià)

采用層次分析法確定權(quán)重，目前已在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。水利工程的評(píng)價(jià)要素較多，采用AHP層次分析法建立結(jié)構(gòu)模型，兩兩比較，可以簡(jiǎn)化思維過程，使權(quán)重的確定更加科學(xué)。首先建立遞階層次結(jié)構(gòu)，將各要素按照屬性分為不同層次，上一層次的要素可對(duì)下一層次的元素起到支配作用，從上到下依次形成一個(gè)遞階層次性結(jié)構(gòu)。值得注意的是，每一個(gè)層次結(jié)構(gòu)的元素一般不得超過9個(gè)，層次結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)于分析結(jié)果的有效程度有很大影響。建立判斷矩陣，所謂判斷矩陣即是層次結(jié)構(gòu)模型中同一個(gè)層次中每個(gè)要素相對(duì)它的上層要素，相互間做成對(duì)比較形成的矩陣。AHP法使得判斷能夠定量化，使用1～9標(biāo)度，判定規(guī)則如表1所示。

通過比較得到判斷矩陣A[aij]n*n求解計(jì)算矩陣，計(jì)算出最大特征根、特征向量，并作一致性檢驗(yàn)。本文采用方根法求解，具體如下：

表1 重要性等級(jí)和強(qiáng)度值

（1）計(jì)算矩陣的單行各元素乘積，公式為：

（2）計(jì)算iM的n次方根，公式為：

（3）對(duì)iW?進(jìn)行歸一化處理，公式為：

（4）進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，判斷矩陣A要滿足如下關(guān)系：

計(jì)算最大特征根maxλ：

計(jì)算一致性指標(biāo)C.I.：

隨機(jī)一致性比率C.R.：

R.I.可以查詢表2可知。

判斷矩陣需滿足上述完全一致性的條件，有非零最大特征根，其余特征根為零。判斷矩陣若不能滿足完全一致性時(shí)，它的特征根也會(huì)改變。隨機(jī)一致性比率小于0.1時(shí)，我們認(rèn)為判讀矩陣具備可以接受的一致性，上面所求的近似特征向量可以作為因子的權(quán)重，否則要調(diào)整矩陣直到滿足條件為止。

表2 13階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

4 實(shí)證分析

4.1工程概況

某一引水閘建設(shè)工程，標(biāo)底4850萬元，標(biāo)底工期18個(gè)月，公開招標(biāo)。經(jīng)過預(yù)審和初評(píng)，共有6家施工單位進(jìn)入詳評(píng)階段。

4.2建立評(píng)判指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)集

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分三級(jí)，詳細(xì)見圖2。

圖2 指標(biāo)體系圖

對(duì)本工程的指標(biāo)評(píng)價(jià)集打分賦值，將所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)均分為五個(gè)等級(jí)，分別賦值為90,75,60,45,30。

4.3對(duì)各單因素進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)

采取三種評(píng)價(jià)方法針對(duì)不同的單因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）對(duì)于“U11總價(jià)”采取分布函數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，將六家投標(biāo)單位分別編號(hào)為A、B、C、D、E、F，他們的投標(biāo)總價(jià)分別為4700萬元、4750萬元、4900萬元、5000萬元、5100萬元。浮動(dòng)標(biāo)底衡量法計(jì)算六家均價(jià)G1=4900萬元，標(biāo)底G2=4850萬元，G1，G2的權(quán)重根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)定為：c=0.5,d=0.5，評(píng)標(biāo)基準(zhǔn)價(jià)為c*G1+d*G2=4875萬元。用偏離度確定總價(jià)分值，偏差在-（5%～3%）得40分，-(3%～2%)得50分，-(2%～1%)得60分，-(l%～0%)得70分，+(0%～l%)得60分，+(l%～2%)得50分，+(2%～3%)得40分，+(3%～5%)得30分。經(jīng)計(jì)算后得到6家公司的總價(jià)分值表，詳見表3：

表3 總價(jià)得分表

（2）能夠定性描述的指標(biāo)采取模糊統(tǒng)計(jì)法，邀請(qǐng)10位專家對(duì)各公司的“U12”指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到模糊評(píng)判的結(jié)果，見表4.

表4 U12指標(biāo)得分表

基于此構(gòu)建特征值矩陣，再轉(zhuǎn)化為隸屬度矩陣R：

賦值向量A=[90,75,60,45,30]，U12模糊評(píng)判結(jié)果B：

其余的定性指標(biāo)都按照相同的方法進(jìn)行計(jì)算處理。

（3）對(duì)一些定量的指標(biāo)采用評(píng)標(biāo)因素特征值法進(jìn)行評(píng)價(jià)，比如“U223”，該指標(biāo)為提前竣工時(shí)間，水利工程由于其性質(zhì)特殊往往不允許工期拖延。六家投標(biāo)單位的提前竣工時(shí)間如表5所示。

TV11

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1672-2469(2014)06-0041-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.014

吳慶林（1970年—），男，高級(jí)工程師。