顏 猛

( 河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000)

0 引 言

近些年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城市人口急劇膨脹，高峰時(shí)段城市交通需求日益增大，傳統(tǒng)出行方式已很難滿足人們的需求，迫切需要大力發(fā)展城市軌道交通項(xiàng)目[1]。城市軌道交通項(xiàng)目具有占地少、效率高、能耗低、污染小、受干擾小、準(zhǔn)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)緩解城市交通壓力、節(jié)約人們出行時(shí)間發(fā)揮了重要作用[2-3]。因此，許多城市相繼開(kāi)展了規(guī)模龐大的城市軌道交通建設(shè)[4]。然而，由于城市軌道交通工程投資大，施工周期長(zhǎng)，施工工藝和施工環(huán)境極為復(fù)雜，施工過(guò)程面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。近些年來(lái)城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)事故頻發(fā)，造成了較為不好的社會(huì)影響，且損失巨大。因此，城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估顯得至關(guān)重要，也越來(lái)越為人們所關(guān)注。

關(guān)于城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)管理的研究，H. C. HYUN等[5]結(jié)合大量地鐵項(xiàng)目詳細(xì)信息，通過(guò)識(shí)別評(píng)價(jià)地鐵項(xiàng)目關(guān)鍵性風(fēng)險(xiǎn)，提出了簡(jiǎn)化的地鐵項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；S. S. HYU等[6]建立了隧道坍塌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并通過(guò)與實(shí)際隧道坍塌數(shù)據(jù)的比對(duì)，驗(yàn)證了模型的可靠性，可為隧道坍塌風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供支撐；A. JURADO等[7]基于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分析，依靠專家判斷來(lái)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，總結(jié)出了一種能夠定量分析地下水風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法；沈尉[8]結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出城市軌道交通超深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)控制的“5步控制法”，該方法強(qiáng)調(diào)參建各方密切合作，從而大幅提高工程安全度；谷昀[2]基于層次分析及模糊綜合評(píng)判法建立了基于地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，并運(yùn)用該模型對(duì)北京地鐵14號(hào)線03標(biāo)段的施工風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行了評(píng)價(jià)；莊晶晶[9]基于可靠性評(píng)價(jià)的失效模式、后果與嚴(yán)重度分析技術(shù)建立了城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；張宇[10]基于直覺(jué)模糊距離與直覺(jué)模糊層次分析法構(gòu)建了城市軌道交通工程施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法；梁宏浩[11]運(yùn)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論，分別建立了地鐵施工過(guò)程中盾構(gòu)法、明挖法和礦山法3種施工方法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。

綜上所述，總體來(lái)看，當(dāng)下城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估日益為大家所關(guān)注，有關(guān)軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法或模型也相繼被提出。然而，依然存在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立不完善，評(píng)估方法不科學(xué)等問(wèn)題。筆者首先基于文獻(xiàn)分析及實(shí)際調(diào)研建立起城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并基于區(qū)間直覺(jué)模糊集理論建立城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，能夠較好考慮指標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí)的模糊性和不確定性，以期為城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)提供支持。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

城市軌道交通工程施工風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估不僅過(guò)程十分復(fù)雜，而且涉及到的因素非常多。根據(jù)軌道交通工程建設(shè)目標(biāo)，基于文獻(xiàn)分析及實(shí)際調(diào)研，筆者從質(zhì)量、成本、工期及安全4個(gè)方面，選取15個(gè)指標(biāo)因子，構(gòu)建城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體城市軌道交通工程的指標(biāo)選取如表1。

表1 城市軌道交通工程施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系Table 1 Construction risk assessment index system of urban railtransit project

2 區(qū)間直覺(jué)模糊集及算法

由上述指標(biāo)體系可以看出，指標(biāo)評(píng)價(jià)有很強(qiáng)的模糊性和不確定性。為科學(xué)有效的對(duì)城市軌道交通工程施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，筆者擬采用區(qū)間直覺(jué)模糊集理論建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型。直覺(jué)模糊集可同時(shí)考慮指標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí)的隸屬度、非隸屬度和猶豫度3個(gè)方面的信息，能夠有效描述非此非彼的模糊概念，進(jìn)而能夠更加細(xì)膩地刻畫客觀世界的模糊本質(zhì)[12-14]。區(qū)間直覺(jué)模糊集是對(duì)其進(jìn)行的進(jìn)一步擴(kuò)展，評(píng)價(jià)效果更為優(yōu)越。本節(jié)將對(duì)區(qū)間直覺(jué)模糊集及其相關(guān)算法做簡(jiǎn)單介紹。

2.1 區(qū)間直覺(jué)模糊集

|x∈X}

(1)

2.2 加權(quán)平均算子

(2)

2.3 距離測(cè)度公式

(3)

2.4 信息集結(jié)

評(píng)價(jià)值rij與值均值mij的相似度可用s(rij,mij)表示，有：

(4)

則評(píng)判專家Ei關(guān)于指標(biāo)Cj給出的評(píng)價(jià)信息rij的權(quán)重可以定義為：

(5)

獲得權(quán)重之后我們可以集結(jié)所有專家給出的評(píng)價(jià)值，得：

(6)

從而也可得到集結(jié)所有專家評(píng)判信息的綜合評(píng)價(jià)矩陣R0=(rj)15×1。

2.5 得分函數(shù)

(7)

依據(jù)得分函數(shù)值，對(duì)照相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可得出相應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果。設(shè)五級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：小、較小、中、較大、大，所對(duì)應(yīng)的得分函數(shù)值為小(0.7)、較小(0.6)、中(0.5)、較大(0.4)、大(0.3)。

3 案例分析

3.1 案例一

基于建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及計(jì)算方法，以A市城市軌道交通建設(shè)施工方案的風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行評(píng)估?；谲壍澜煌ńㄔO(shè)基本情況，邀請(qǐng)3位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c此次評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)專家集P=(P1,P2,P3)，評(píng)價(jià)語(yǔ)言采用區(qū)間直覺(jué)模糊集。具體評(píng)價(jià)步驟如下：

1)指標(biāo)權(quán)重確定

依據(jù)層次分析法計(jì)算各層級(jí)權(quán)重，權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值Table 2 Weight of evaluation index

2)專家評(píng)價(jià)

在詳細(xì)介紹工程基本情況的基礎(chǔ)上，邀請(qǐng)各專家依據(jù)所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)各指標(biāo)給出評(píng)價(jià)結(jié)果，評(píng)價(jià)結(jié)果以區(qū)間直覺(jué)模糊集形式給出，如表3。

表3 評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣Table 3 Evaluation result matrix

3)計(jì)算分析

計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)均值mij以及評(píng)價(jià)值rij與值均值mij的相似度s(rij,mij)。然后由評(píng)價(jià)值rij與值均值mij的相似度s(rij,mij)，根據(jù)式(6)可求得各專家給出的評(píng)價(jià)值權(quán)重，各專家給出的評(píng)價(jià)值權(quán)重如表4。

表4 各專家給出的評(píng)價(jià)值權(quán)重Table 4 Weights of evaluation values given by experts

依據(jù)式(2)，由各專家給出的評(píng)價(jià)值及求得的對(duì)應(yīng)權(quán)重將各專家給出的評(píng)價(jià)值進(jìn)行集結(jié)，可得集結(jié)后的評(píng)價(jià)值如表5。

表5 綜合評(píng)價(jià)矩陣Table 5 Comprehensive evaluation matrix

依據(jù)各指標(biāo)權(quán)重及綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行集結(jié)，可得最終評(píng)價(jià)值：

依據(jù)式(8)計(jì)算各層級(jí)得分函數(shù)值：S(B1)=0.601 ，S(B2)=0.573，S(B3)=0.563，S(B4)=0.598，S=0.585。

4)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

從得分函數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出，綜合評(píng)價(jià)值為0.585。根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中，說(shuō)明該城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)中等。

從分項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.601，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于較??；成本風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.573，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中；工期風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.563，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中；安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.598，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中。

3.2 案例二

對(duì)B市城市軌道交通建設(shè)施工方案風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行評(píng)估。基于軌道交通建設(shè)基本情況，邀請(qǐng)4位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c此次評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)專家集E=(E1,E2,E3,E4)，評(píng)價(jià)語(yǔ)言采用區(qū)間直覺(jué)模糊集。具體評(píng)價(jià)步驟如下：

1)專家評(píng)價(jià)

在詳細(xì)介紹工程基本情況的基礎(chǔ)上，邀請(qǐng)各專家依據(jù)所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)各指標(biāo)給出評(píng)價(jià)結(jié)果，評(píng)價(jià)結(jié)果以區(qū)間直覺(jué)模糊集形式給出。結(jié)果如表6。

表6 評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣Table 6 Evaluation result matrix

(2)計(jì)算分析

計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)均值mij，及評(píng)價(jià)值rij與值均值mij的相似度s(rij,mij)。然后由評(píng)價(jià)值rij與值均值mij的相似度s(rij,mij)，根據(jù)式(6)可求得各專家給出的評(píng)價(jià)值的權(quán)重，各專家給出的評(píng)價(jià)值權(quán)重如表7。

表7 各專家給出的評(píng)價(jià)值權(quán)重Table 7 Weights of evaluation values given by experts

依據(jù)式(2)，利用各專家給出的評(píng)價(jià)值及求得的對(duì)應(yīng)權(quán)重，將各專家給出的評(píng)價(jià)值進(jìn)行集結(jié)，集結(jié)后的評(píng)價(jià)值如表8。

表8 綜合評(píng)價(jià)矩陣Table 8 Comprehensive evaluation matrix

依據(jù)表2中各指標(biāo)權(quán)重及綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行集結(jié)，可得最終評(píng)價(jià)值：

依據(jù)式(7)計(jì)算各層級(jí)得分函數(shù)值：S(B1)=0.745，S(B2)=0.753，S(B3)=0.646，S(B4)=0.593，S=0.688。

(3)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

從得分函數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出該水體旅游項(xiàng)目可持續(xù)性綜合評(píng)價(jià)值為0.688，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于較小，說(shuō)明該城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)較小。

從分項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.745，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于??；成本風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.753，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于??；工期風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.646，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于較小；安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.593，評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中?？梢钥闯鲈撌┕し桨冈谫|(zhì)量及成本方面風(fēng)險(xiǎn)小，依據(jù)該方案施工，工程的質(zhì)量和成本應(yīng)該是有保證的；在工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中屬于較小，如果依據(jù)該方案施工，施工過(guò)程中需要加強(qiáng)工期風(fēng)險(xiǎn)的管控力度，以保證工程可以按期完工。但該方案安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中，說(shuō)明該方案存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要有針對(duì)性的進(jìn)行調(diào)整，以保證施工安全。

4 結(jié) 語(yǔ)

城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)可有效解決城市擁堵的問(wèn)題。城市軌道交通項(xiàng)目一般投資較大，施工條件復(fù)雜，施工過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題，且一旦發(fā)生問(wèn)題后果往往非常嚴(yán)重。因此必須對(duì)城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，以確保施工方案的可靠性，保證城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)又好又快進(jìn)行。基于城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，筆者首先從質(zhì)量、工期、成本及安全4個(gè)方面建立起水城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，指標(biāo)體系共包含15個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。鑒于指標(biāo)評(píng)價(jià)具有較強(qiáng)的模糊性和不確定性，筆者又基于區(qū)間直覺(jué)模糊集理論建立了城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。通過(guò)實(shí)際案例分析表明，筆者構(gòu)建的城市軌道交通項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法具有良好的效果，可操作性強(qiáng)。