邢必果，張建新，陳 月

（東北財經(jīng)大學 投資工程管理學院，遼寧 大連116025，E-mail：Bingoxing1106@163.com）

進入21 世紀，脆弱性理論得到了長足發(fā)展。Downing T.E 等[1]首次提出“脆弱性科學”理論，并且界定了脆弱性科學的基本內(nèi)容和研究方向。Eybpoosh 等[2]根據(jù)166 個土耳其承包商的國際項目數(shù)據(jù)，建立了36 條相關(guān)聯(lián)的風險路徑，且評估了各種脆弱性因素和風險路徑對綠色建筑項目成本超支的影響。秦旋等[3]發(fā)現(xiàn)脆弱性在對工程項目的系統(tǒng)風險產(chǎn)生影響的同時，也影響著系統(tǒng)本身對風險的防范能力和項目管理人員對風險的控制能力。楊飛等[4]認為未來脆弱性研究的重點在于：概念與理論框架的不斷完善，作用過程、作用機理及驅(qū)動因素的深入探討，動態(tài)評價和時空分析等方面。然而，目前國內(nèi)外學者在對綠色建筑項目的風險分析中，大多忽視了對脆弱性驅(qū)動因素的針對性研究，該方面的研究幾乎處于空白狀態(tài)。

本文針對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性，應用系統(tǒng)動力學方法[5]，建立因果反饋模型和存量流量模型，對影響系統(tǒng)脆弱性的相關(guān)驅(qū)動因素進行仿真分析，得到對其脆弱性影響顯著的3 個驅(qū)動因素。這對工程實踐中控制綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)，以及推動綠色建筑的蓬勃發(fā)展具重要的實踐意義。

1 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素系統(tǒng)動力學識別

1.1 文獻分析法識別驅(qū)動因素

Timmerman 等[6]認為脆弱性是指系統(tǒng)或其組成部分因暴露于危險、不良干擾、壓力或壓力源可能遭受到的損害，著重強調(diào)的是協(xié)同面對不利擾動的能力。劉燕華[7]認為脆弱性是一個包含暴露性、敏感性、適應性以及恢復力等概念的集合，強調(diào)脆弱性的表征。田亞平等[8]通過文獻分析發(fā)現(xiàn)，盡管學者們對脆弱性的描述有不同之處，但實際上都離不開敏感性、適應性、暴露性這3 個要素。本文運用文獻分析法對驅(qū)動因素進行分析，鑒于篇幅所限列出驅(qū)動因素識別的文獻分析簡表，如表1 所示。

表1 驅(qū)動因素識別的文獻分析簡表

綜合對脆弱性的研究成果，本文從敏感性、適應性和暴露性3 個子系統(tǒng)對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素進行分析。以對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性產(chǎn)生實際影響為識別原則，在對各位學者提出的綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素的基礎上，刪除系統(tǒng)邊界以外的驅(qū)動因素，將同一涵義的驅(qū)動因素進行整合，采用專家訪談法進一步明確各驅(qū)動因素選擇的合理性，最終形成了15 個驅(qū)動因素（二級指標），歸類合并為六類一級指標，最終確定了綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素，如表2 所示。

表2 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素

1.2 建立因果反饋模型

本文運用Vensim 軟件，建立綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素因果反饋模型。考慮表2 中3 個子系統(tǒng)，本文以項目經(jīng)理近20 年參與綠色建筑項目比例和施工企業(yè)近20 年負責綠色建筑項目的比例來衡量項目經(jīng)驗；以項目全部參與方開會次數(shù)比例衡量人員溝通效率；通過施工資質(zhì)等級衡量施工技術(shù)、施工人員安全意識和施工現(xiàn)場環(huán)境保護程度來衡量建造質(zhì)量。據(jù)此梳理各驅(qū)動因素相互之間的反饋關(guān)系，并進行系統(tǒng)動力學語言編譯，建立一個完整的綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素因果反饋模型，如圖1 所示。

圖1 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素因果反饋模型圖

1.3 因果反饋模型分析

在Vensim 軟件中，通過對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素因果反饋模型進行分析，可得7 條包含脆弱性指數(shù)的負反饋回路，表明綠色建筑項目系統(tǒng)的脆弱性可進行自我調(diào)節(jié)，且其調(diào)節(jié)能力與實踐保持一致：降低項目敏感強度、暴露強度可使系統(tǒng)脆弱性指數(shù)得到提高，增強項目適應強度可使系統(tǒng)脆弱性指數(shù)得到降低。

2 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素存量流量模型

2.1 繪制存量流量圖

通過對圖1 所體現(xiàn)的因果關(guān)系進行分析，對敏感性、適應性和暴露性3 個子系統(tǒng)進行整合，最終建立完整的綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素存量流量模型，如圖2 所示。

圖2 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素存量流量模型

2.2 確定系統(tǒng)動力學方程

2.2.1 G1 賦權(quán)法確定驅(qū)動因素指標權(quán)重

由于各驅(qū)動因素對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動的能力，取決于該驅(qū)動因素的大小和權(quán)重。本文對各驅(qū)動因素的指標權(quán)重進行計算時，采用的方法是郭亞軍[14]提出的G1 賦權(quán)法，該方法的特點在于無需進行權(quán)重系數(shù)的一致性檢驗[15]，計算各指標的權(quán)重系數(shù)具體步驟如下[16]：

（1）確定序關(guān)系。對m 個指標相對于某準則層確定序關(guān)系X1≥X2≥…≥Xk-1≥Xk≥…≥Xm，其中Xk-1≥Xk表示Xk-1的重要性不小于Xk。

（2）判別Xk-1與Xk的重要程度。將專家對于Xk-1與Xk之間的重要性程度之比記為γk：

其中，ωk與ωk-1分別表示評價指標Xk與Xk-1的權(quán)重系數(shù)；γk的大小參考郭亞軍設計的評分標準表，見表3。

（3）權(quán)重ωk的計算方法。根據(jù)專家給出的γk的賦值，計算排序后第m 個評價指標的權(quán)重系數(shù)：

表3 γk 評分標準表

（4）不同專家確定的權(quán)重系數(shù)。在采用G1 法進行主觀賦權(quán)時，由于專家們對問題的見解各有所長，故而會產(chǎn)生排序結(jié)果不一致的情況，處理方式如下：

設L 位專家可能有L1，L2，…，Ls，（1≤Ls≤L；S=1，2，…，h；=L），分別給出相同的序關(guān)系，并給出理性賦值用于評估其重要性，即：Ls位專家關(guān)于已經(jīng)列出的m 個評價指標給出對應序關(guān)系≥…≥（m=1，2，…，Ls；s=1，2，…，h），對應第k 位專家給出第s 組的指標和相對重要程度之比的理性賦值。先求得其算數(shù)平均數(shù)，再由上述計算權(quán)重公式得到Xnk的權(quán)重系數(shù)ωnk。則對每一個k（1≤k≤m）將Ls個ωnk的算數(shù)平均數(shù)作為綜合的計算結(jié)果，記為：

通過上述4 個步驟的計算，便可求得專家組對指標評價體系中各指標所賦予的權(quán)重系數(shù)。

本文對5 位具有20 年以上綠色建筑項目經(jīng)驗的資深專家，進行半結(jié)構(gòu)化深度訪談（其中有兩位專家從事綠色建筑項目施工管理工作，兩位專家從事綠色建筑設計工作，一位專家從事房地產(chǎn)開發(fā)綠色建筑項目）。各專家對脆弱性驅(qū)動因素進行排序，并對各權(quán)重指標的重要程度γk評定，計算其指標權(quán)重。由于篇幅限制，本文直接給出綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素權(quán)重，如表4 所示。

表4 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素權(quán)重匯總表

2.2.2 構(gòu)建系統(tǒng)動力學方程

依據(jù)上文建立的系統(tǒng)動力學因果反饋模型、存量流量模型，以及表4 中給出的綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素具體數(shù)值，采用DYNAMO 語言建立系統(tǒng)動力學方程，其中共涉及6 個狀態(tài)變量、6個速率變量、18 個輔助變量和7 個常量。常量包括施工資質(zhì)等級、投資總額（項目規(guī)模）、項目全部參與方開會次數(shù)比例、設計積極程度、項目經(jīng)理近20 年參與綠色建筑項目比例、施工企業(yè)近20 年負責綠色建筑項目比例、經(jīng)濟目標達成度。輔助方程（Auxiliary Models）的參數(shù)是由上述5 位資深專家，對所描述的驅(qū)動因素評分得出。相關(guān)評分結(jié)果如表5~表7 所示，模型中各變量類別、名稱及函數(shù)關(guān)系見如8 所示。

表5 施工企業(yè)資質(zhì)等級有關(guān)評分結(jié)果表

表6 項目規(guī)模有關(guān)評分結(jié)果表

表7 設施損耗程度評分結(jié)果表

表8 模型中各變量類別、名稱及函數(shù)關(guān)系表

根據(jù)綠色建筑項目實際情況，將項目數(shù)據(jù)代入系統(tǒng)動力學模型中進行模擬，可以估算出綠色建筑的脆弱性指數(shù)。通過控制變量法，調(diào)整模型中部分驅(qū)動因素，可分析不同方案的脆弱性指數(shù)變化情況。

2.3 模型檢驗

2.3.1 系統(tǒng)邊界檢驗

通過觀察模型中剔除或增加變量后是否仍能形成閉合回路來驗證該變量是否對所研究的問題產(chǎn)生影響。如剔除“教育培訓力度”變量，則模型中的“脆弱性指數(shù)→（+）脆弱性控制壓力→（+）教育培訓力度→（+）設計能力→（+）社會目標達成度→（+）項目目標→（-）敏感強度→（+）脆弱性指數(shù)”就無法形成閉合的回路，因此“教育培訓力度”屬于影響脆弱性指數(shù)的內(nèi)生變量，不可剔除。同理，在對模型中的其他變量進行檢驗后得出結(jié)論：模型的系統(tǒng)邊界是合理的。

2.3.2 運行檢驗

運用Vensim 軟件中的“Check Model”功能對模型中所有變量進行檢驗，結(jié)果表明：該模型中變量均已賦值，量綱一致，且各變量之間均已建立了系統(tǒng)動力學方程。

2.3.3 心智模型檢驗

心智模型檢驗的目的是檢測模型是否與實際情況吻合，本文采用發(fā)展趨勢對比的驗證方法對本模型進行檢驗?！笆┕べY質(zhì)等級”與綠色建筑項目的“建造質(zhì)量”有關(guān)，施工資質(zhì)等級越高，建造質(zhì)量也越高。通過對模型中“施工資質(zhì)等級”這一變量的調(diào)整，觀察“建造質(zhì)量”的變化，可以看出，施工企業(yè)的建造質(zhì)量隨施工企業(yè)資質(zhì)等級的提高，與客觀規(guī)律相吻合。得到施工資質(zhì)等級影響下建造質(zhì)量變化趨勢，證明了模型有效且符合實際情況，如圖3 所示。

圖3 施工資質(zhì)等級影響下建造質(zhì)量變化趨勢圖

3 系統(tǒng)動力學仿真分析

3.1 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素模擬分析

本文選取“某市三甲醫(yī)院綜合樓項目”為實證案例，該項目于2016 年開始動工，竣工時間為2018年，總建筑面積為71291.77 m2，投資總額約為8000萬元，綠色建筑等級為二星級，符合綠色建筑“四節(jié)一環(huán)?！敝笜梭w系、室內(nèi)環(huán)境檢測體系、施工管理體系和運營管理體系的要求，總體保證項全部及格，各項指標均滿足本研究要求。本文對該項目脆弱性驅(qū)動因素影響路徑進行模擬，并對其評估結(jié)果進行分析，具體參數(shù)如表9 所示。

表9 系統(tǒng)動力學存量流量模型參數(shù)估算表

利用Vensim 軟件將表9 中的數(shù)據(jù)代入系統(tǒng)動力學存量流量模型進行模擬，得到綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)變化曲線，如圖4 所示。

圖4 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)變化曲線圖

由圖4 看出，綠色建筑項目系統(tǒng)的脆弱性指數(shù)隨時間變化逐漸降低，其原因是：本文所建立系統(tǒng)動力學模型中包含脆弱性指數(shù)的所有反饋回路皆為負反饋回路，系統(tǒng)會通過自身調(diào)節(jié)來降低脆弱性指數(shù)，與前文的存量流量模型分析結(jié)果保持一致。

3.2 綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性驅(qū)動因素調(diào)節(jié)分析

在系統(tǒng)動力學存量流量圖中，根據(jù)控制變量原則，以文中案例項目數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)，通過改變模型中各常量的具體數(shù)值，分析各因素對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性的驅(qū)動作用。

本文選取的6 個常量分別為：施工企業(yè)資質(zhì)等級、人員溝通效率、項目管理經(jīng)驗、設計積極程度、項目規(guī)模和經(jīng)濟目標達成度。施工企業(yè)資質(zhì)等級分別為：特級、一級、二級和三級；項目規(guī)模分別為：微、小、中和大；其他常量均以其基礎數(shù)據(jù)為依據(jù)，分別將其數(shù)值提高與降低10%和30%，同時保持其他數(shù)據(jù)不變，僅調(diào)整被研究常量數(shù)值，模擬各驅(qū)動因素對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性的影響，得到各驅(qū)動因素影響的脆弱性指數(shù)變化趨勢，如圖5 所示。

圖5 各驅(qū)動因素影響下脆弱性指數(shù)變化趨勢圖

通過上述模擬成果，可得以下研究結(jié)論：

（1）各驅(qū)動性因素對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性均有不同程度的影響，但要實現(xiàn)對脆弱性指數(shù)更為有力的控制，需要多種驅(qū)動因素的組合運用。

（2）施工企業(yè)資質(zhì)等級和設計積極程度越高，或者項目規(guī)模越小，其對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)降低的效果越明顯。

（3）人員溝通效率、項目管理經(jīng)驗和經(jīng)濟目標達成度對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)的影響是有局限性的。此3 種常量的改變，雖不會大幅度地影響綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)，但是會產(chǎn)生一定程度的正相關(guān)變化。

（4）為降低綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)，建議選擇資質(zhì)等級較高的施工企業(yè)，提高設計人員積極程度，并且合理把控項目規(guī)模。

4 結(jié)語

本文以綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性為研究對象，應用系統(tǒng)動力學理論，在敏感性子系統(tǒng)、適應性子系統(tǒng)和暴露性子系統(tǒng)的基礎上，建立了系統(tǒng)動力學模型。通過對其中的6 個常量型驅(qū)動因素進行仿真分析，得到了3 個對綠色建筑項目系統(tǒng)脆弱性指數(shù)有較為明顯影響的驅(qū)動因素：施工企業(yè)資質(zhì)等級、設計積極程度和項目規(guī)模。故而，綠色建筑項目的相關(guān)管理方，可通過對上述3 個驅(qū)動因素的調(diào)整，從而控制綠色建筑項目系統(tǒng)的脆弱性指數(shù)，進而推動綠色建筑在國內(nèi)的蓬勃發(fā)展。