徐 婕 （中央財(cái)經(jīng)大學(xué)基建處，北京 昌平 100081）

0 前言

隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑工程呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)功能多樣、施工規(guī)模大、施工工期長(zhǎng)、施工難度高、施工影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜等特點(diǎn)。因此，我國(guó)建筑工程的建設(shè)過(guò)程存在各種風(fēng)險(xiǎn)，若對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)不加控制，會(huì)造成很?chē)?yán)重的工程質(zhì)量事故及人身安全事故。施工方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要性日益凸顯。常用的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法包括專(zhuān)家打分法、德?tīng)柗品?、蒙特卡洛法、層次分析法、CIM模型、模糊分析法等，但每種方法都存在各自的缺點(diǎn)與局限性。

相比常用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，基于AHP的FCE評(píng)估結(jié)果更具有客觀性與邏輯性，可以將無(wú)法定量的因素合理的定性分析。在FCE綜合分析模型中引入AHP確定權(quán)重，進(jìn)行數(shù)學(xué)矩陣運(yùn)算，得到客觀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，從而選擇最低風(fēng)險(xiǎn)的施工方案，為建筑工程質(zhì)量與施工安全奠定基礎(chǔ)。

1 AHP確定權(quán)重

AHP全稱(chēng)Analytic Hierarchy Process，優(yōu)點(diǎn)在于將人類(lèi)主觀判斷用數(shù)量表達(dá)和處理，克服了德?tīng)柗品皩?zhuān)家打分法的主觀隨意性，把復(fù)雜問(wèn)題分解成若干層次和要素，是定性定量分析有效結(jié)合的多目標(biāo)決策方法。AHP風(fēng)險(xiǎn)分析主要是基于項(xiàng)目工作分解結(jié)構(gòu)WBS（Work Breakdown Structure）獲得可操作的工作包，通過(guò)對(duì)每個(gè)工作包的風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)與辨識(shí)得到項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)清單及風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)RBS（Risk Breakdown Structure）。

1.1 由WBS工作分解結(jié)構(gòu)構(gòu)造RBS風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)構(gòu)

工作分解結(jié)構(gòu)是層次分析法中最基礎(chǔ)也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于工作分解結(jié)構(gòu)的形式并不統(tǒng)一，因此在進(jìn)行工作分解結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要遵循工作相似性原則。按照單項(xiàng)、單位、分部、分項(xiàng)的順序?qū)⒐こ谭纸鉃榭晒芾淼墓ぷ靼?/p>

運(yùn)用德?tīng)柗品▽?duì)每個(gè)工作包進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)和識(shí)別，構(gòu)建項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)清單。根據(jù)工作包分辨風(fēng)險(xiǎn)因素類(lèi)別，包括自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、政治風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、施工風(fēng)險(xiǎn)、其他風(fēng)險(xiǎn)、組織管理風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)、人材機(jī)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面對(duì)可能導(dǎo)致事故的致險(xiǎn)因子進(jìn)行分析。

①人，指有關(guān)作業(yè)人員的素質(zhì)，包括責(zé)任感、安全意識(shí)、技能水平等；

②機(jī)，指機(jī)械、設(shè)備等是否運(yùn)行正常，是否具有本質(zhì)安全性；

③料，材料本身的特性、材質(zhì)、規(guī)格等符合安全要求；

④法，指作業(yè)方式、工藝、方法和技術(shù)措施符合安全要求；

⑤環(huán)，指人的作業(yè)環(huán)境，機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境。

根據(jù)項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)以及羅列出來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)因素構(gòu)造出該方案的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)表，并確定目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和方案層。

風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)表

1.2 構(gòu)造判斷矩陣確定權(quán)重系數(shù)

利用專(zhuān)家評(píng)判法每層因素兩兩比較得到結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣，矩陣各行元素的幾何平均值，并將歸一化，即是每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重系數(shù)ωi。由于層次分析法在兩兩因素比較中涉專(zhuān)家評(píng)判，因此要對(duì)專(zhuān)家主觀一致性加以檢驗(yàn)。

圖1 FCE分析流程圖

2 FCE模糊綜合評(píng)價(jià)法

FCE全稱(chēng)Fuzzy Comprehensive Evaluation。為一些無(wú)法用數(shù)字來(lái)定量描述的影響因素和活動(dòng)提供了概念化結(jié)構(gòu)，并用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言分析和解決。模糊綜合分析法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于一些只能定性描述無(wú)法定量描述的問(wèn)題通過(guò)模糊數(shù)學(xué)手法建立數(shù)學(xué)模型。這種模糊的數(shù)學(xué)手法并非拋棄數(shù)學(xué)應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)邏輯，而是以更嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法處理模糊現(xiàn)象。

2.1 模糊綜合分析法的主要步驟

①根據(jù) RBS 分層建立風(fēng)險(xiǎn)集 ，U={U1，U2，U3，…，Un}

②劃分評(píng)價(jià)等級(jí) V,V={V1，V2，V3，…，Vn}?？煞譃閂=｛很高，較高，中等，較低，很低｝

③確定隸屬度及模糊矩陣

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，確定隸屬度就是確定風(fēng)險(xiǎn)集中每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)子因素隸屬的評(píng)價(jià)等級(jí)。

確定定量因素的隸屬度方法有線性法和圖形法。確定非定性因素的隸屬度方法有概率統(tǒng)計(jì)法、相對(duì)比較法、對(duì)比平均法、優(yōu)先關(guān)系排序法。一般采用較多的是專(zhuān)家打分法或德?tīng)柗品ㄅc概率相結(jié)合的方法確定定性因素的隸屬度及模糊矩陣。

④結(jié)合AHP法確定的權(quán)重ω和各風(fēng)險(xiǎn)因素的模糊矩陣S，采用U=ω·S進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.2 多級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型

運(yùn)用專(zhuān)家打分法確定每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)子因素的隸屬度，應(yīng)聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外本行業(yè)中知名、有較高學(xué)術(shù)造詣并且具有社會(huì)責(zé)任心的專(zhuān)家學(xué)者來(lái)為每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)。即可得到每個(gè)方案中的風(fēng)險(xiǎn)子因素的評(píng)價(jià)隸屬度集合Sij（S{X,Y,Z}）。

2.3 各方案（X,Y,Z）的一階模糊評(píng)價(jià)

方案S{X,Y,Z}的一階風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)：

①項(xiàng)目外部風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

②技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

③非技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

2.4 各方案S（X,Y,Z）的二階模糊評(píng)價(jià)

2.5 確定綜合評(píng)估結(jié)果

根據(jù)最大隸屬度原則，在“很高、較高、中等、較低、很低”五級(jí)風(fēng)險(xiǎn)影響程度評(píng)語(yǔ)中，選取各結(jié)果中最大數(shù)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)。最后在各方案之間選擇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最低的，即可選為最適合的低風(fēng)險(xiǎn)方案。

表1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)語(yǔ)對(duì)應(yīng)具體數(shù)值

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

新建的教學(xué)服務(wù)樓位于北京市昌平區(qū)沙河高教園，為中央財(cái)經(jīng)大學(xué)沙河校區(qū)建設(shè)工程的重要組成部分，是沙河校區(qū)學(xué)術(shù)交流與會(huì)議等各項(xiàng)工作并不可少的硬件條件。功能合理，設(shè)施先進(jìn)的教學(xué)服務(wù)樓有助于提高學(xué)校的學(xué)術(shù)交流能力與教學(xué)科研水平，提升中央財(cái)經(jīng)大學(xué)的對(duì)外整體形象，提高學(xué)校的綜合競(jìng)爭(zhēng)水平，推動(dòng)學(xué)校的進(jìn)一步發(fā)展。

教學(xué)服務(wù)樓要求與校區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的學(xué)院樓建筑風(fēng)格融合度高，是一座既美觀又實(shí)用的教學(xué)實(shí)用樓。本項(xiàng)目總用地面積12261m2，建筑占地面積4650m2，總建筑面積19300m2，地上四層，建筑面積11700m2，地下一層，建筑面積7600m2，建筑檐口高度20m，局部檐口高度24m。教學(xué)服務(wù)樓功能設(shè)置主要為會(huì)堂、行政用房、生活福利及其他附屬用房，以及人防工程。計(jì)劃工期為790天；本工程總造價(jià)為12953.33萬(wàn)元。

從建筑工程設(shè)計(jì)到具體施工工藝，現(xiàn)有三種施工方案X,Y,Z可供選擇。為了降低施工風(fēng)險(xiǎn)，確保工程質(zhì)量，運(yùn)用AHP與FCE對(duì)各施工方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，如下以方案X為例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程。

3.2 AHP確定權(quán)重

教學(xué)服務(wù)樓項(xiàng)目按照單項(xiàng)、單位、分部、分項(xiàng)的工作分解順序，可分為3個(gè)分部工程：建筑工程、安裝工程和室外工程。8個(gè)分項(xiàng)工程：結(jié)構(gòu)工程、裝飾工程、給排水消防工程、采暖工程、空調(diào)工程、通風(fēng)工程、電氣工程、電梯。分項(xiàng)工程可分解為若干個(gè)分項(xiàng)工程。如：建筑工程的分部分項(xiàng)工程為土石方工程、地基處理與邊坡支護(hù)工程、砌筑工程、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土及鋼筋混凝土工程、門(mén)窗工程、廠庫(kù)房大門(mén)及特種門(mén)、屋面防水工程和保溫隔熱防腐工程。裝飾工程可分為樓地面工程、內(nèi)墻工程、外墻工程、天棚工程、扶手欄桿欄板裝飾。

確定RBS后，邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家對(duì)層風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行兩兩比較，經(jīng)評(píng)分可得若干判斷矩陣，并計(jì)算各判斷矩陣的權(quán)重、排序并做一致性檢驗(yàn)。方案X的計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 方案X層次總排序參數(shù)計(jì)算表

3.3 FCE模糊綜合分析

根據(jù)模糊綜合分析法的步驟建立FCE分析模型。建立風(fēng)險(xiǎn)集,U={自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，政治風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，施工風(fēng)險(xiǎn)，其他風(fēng)險(xiǎn)，組織管理風(fēng)險(xiǎn)，合同風(fēng)險(xiǎn)，人材機(jī)風(fēng)險(xiǎn)}，劃分評(píng)價(jià)等級(jí)V=｛很高，較高，中等，較低，很低｝。運(yùn)用專(zhuān)家打分法確定每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的隸屬度并進(jìn)行評(píng)價(jià)，將結(jié)果匯總與匯總于上表幾中，可得到若干模糊矩陣。方案X的計(jì)算過(guò)程如下：

①方案X一階風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)

項(xiàng)目外部風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

非技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

②方案X二價(jià)風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)

③根據(jù)最大隸屬度原則方案X的最大值為0.1788，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)語(yǔ)對(duì)比表，此方案風(fēng)險(xiǎn)為很低的。同理可得Y、Z方案的風(fēng)險(xiǎn)最大隸屬度分別為0.5422、0.8372，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)語(yǔ)表分別為中等、較高風(fēng)險(xiǎn)。因此風(fēng)險(xiǎn)最低的方案是方案X。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)中央財(cái)經(jīng)大學(xué)沙河校區(qū)教學(xué)服務(wù)樓的實(shí)例計(jì)算，詳細(xì)闡述基于AHP的FCE風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法在方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及選擇的運(yùn)用，對(duì)建筑工程施工方案的選擇給出合理參考。通過(guò)AHP確定各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重，并對(duì)權(quán)重進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確保了權(quán)重確定的客觀性與邏輯性。引入FCE綜合分析，為定性風(fēng)險(xiǎn)提供合理量化的方法?；贏HP的FCE風(fēng)險(xiǎn)分析法，充分發(fā)揮了層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)，有很好的運(yùn)用前景。