王 嵩

(遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110003)

近年來，隨著水利工程建設投資力度的加快以及建設項目數(shù)量的不斷增多，質(zhì)量風險問題逐漸引起社會各界的廣泛關注。水利工程水文地質(zhì)條件復雜、施工周期長且投資大，所以較強的復雜性和動態(tài)性為工程質(zhì)量風險管理的典型特征。當前，質(zhì)量監(jiān)督部門亟待解決的問題是如何采取重點監(jiān)管措施對高風險項目分階段管控，對質(zhì)量風險演化趨勢做到全過程實時掌控。所以，針對水利工程各個階段的質(zhì)量風險從政府監(jiān)管視角采取科學合理的方法進行評價，準確識別較高風險的部位與項目，提升監(jiān)管效率非常必要[1- 2]。

目前，研究分析工程質(zhì)量風險的文獻較多[3]，而涉及水電工程建設風險的評價較少，現(xiàn)有研究多基于業(yè)主視角評價水利工程質(zhì)量風險，評價指標體系的針對性較差，并且相關評價方法的科學性和適用性普遍較差。水利工程通常缺乏同類的比較對象和歷史數(shù)據(jù)，加之自身系統(tǒng)存在較大的不確定性，使得定量客觀地評價工程質(zhì)量存在較大的困難，實踐中多采用定性評價的專家咨詢法。另外，從保護自身利益的角度許多施工企業(yè)發(fā)布的信息數(shù)據(jù)通常難以客觀反映真實情況，質(zhì)量監(jiān)管過程中存在信息不對稱現(xiàn)象。工程質(zhì)量評價在一定程度上也會受到專家主觀判斷的影響，質(zhì)量評價偏離實際的情況時有發(fā)生[2- 3]。水利項目的施工風險具有高度的灰色性，整個系統(tǒng)處于部分未知、部分已知的狀態(tài)。鑒于此，本文針對水利工程質(zhì)量風險問題利用群體決策AHP的灰色系統(tǒng)法進行評價，為進一步明確工程質(zhì)量監(jiān)督管理的重點構(gòu)建科學有效的質(zhì)量風險多階段評價模型，通過對重點監(jiān)管部位和項目準確識別，可為提升工程質(zhì)量監(jiān)管水平提供科學的依據(jù)。

1 質(zhì)量風險評價指標體系

1.1 初始風險清單

根據(jù)現(xiàn)有文獻資料[4]，對交通、市政、調(diào)水、河道和大壩等項目的質(zhì)量風險評價，從項目內(nèi)部和外部2個層面將工程風險進一步分解為環(huán)境、社會、管理、技術(shù)、經(jīng)濟和政治6個子風險為比較完整的分類方式，但此種分類方式未考慮不同要素之間及其與工程質(zhì)量的作用關系。工程實體質(zhì)量按照風險形成機理可以分為設計、施工、管理等直接因子，間接影響因素以個人、參建單位等管理類內(nèi)容為主，區(qū)域社會、經(jīng)濟和政治等可進一步對管理類因素產(chǎn)生影響。另外，我國長期處于相對穩(wěn)定的經(jīng)濟、政治形態(tài)，發(fā)生專制行為、戰(zhàn)爭等的可能性較低，并且參建單位通常難以實現(xiàn)對此類風險的調(diào)節(jié)。所以，本文強調(diào)技術(shù)類和管理類要素對工程質(zhì)量的影響，而忽視政治、戰(zhàn)爭等風險，同時將水文地質(zhì)條件、施工作業(yè)環(huán)境等作為環(huán)境類風險，按照梯階層次框架構(gòu)造技術(shù)、環(huán)境、管理三維度評價體系。

通過對3大風險類型的劃分，結(jié)合各省份大中型水利、重大水利工程和國家重點控制項目等數(shù)據(jù)資料以及相關學者的代表性觀點，參考部分地區(qū)的質(zhì)量監(jiān)督檢查報告和水利工程監(jiān)理單位職能，從實體質(zhì)量、安全防護、施工活動及工藝技術(shù)等角度識別各類風險點。根據(jù)專家意見和管理人員訪談結(jié)果形成質(zhì)量風險初始清單，見表1。

表1 水利工程質(zhì)量風險初始清單

1.2 兩階段評價體系

借鑒水利工程相關規(guī)范性文件、國內(nèi)外有關研究成果等列舉的質(zhì)量風險初始清單(見表1)，雖然涉及工程建設的各個環(huán)節(jié)，內(nèi)容比較全面，將其用于質(zhì)量風險評定時多以竣工驗收階段為主。行政管理體制的不斷改革使得事中、事后管理逐漸成為工程建設管理的發(fā)展方向，這就要求以多階段風險監(jiān)管逐漸替代以往的單一質(zhì)量風險評價，預測性、主動性質(zhì)量風險管理將替代總結(jié)性、被動式的質(zhì)量風險評價。當前，由于存在機構(gòu)人數(shù)有限、監(jiān)管項目多等條件限制，對于所有的水利工程項目質(zhì)量監(jiān)督管理部門不可能實現(xiàn)全面的監(jiān)管。為了更好地挖掘前瞻性的質(zhì)量風險指標，運用和借鑒大數(shù)據(jù)思維模式構(gòu)建多階段評估體系，水利工程開工前利用質(zhì)量風險評價體系，可以快速、準確地預測及識別潛在風險源，由此確保施工進度、安全和質(zhì)量目標的實現(xiàn)。根據(jù)建設程序可以將其劃分為6個不同階段，即竣工驗收、生產(chǎn)準備、施工風險、施工準備、圖紙和初步設計。因此，從質(zhì)量監(jiān)管的角度選擇開工前、建設實施兩階段構(gòu)建評價體系(見表2)，采用問卷調(diào)查、樣本數(shù)據(jù)信度檢驗和探索性因子法選取各類風險因素，詳細過程見文獻[5]。

表2 水利工程質(zhì)量風險評價體系

從表2可知，水利工程兩階段質(zhì)量風險評價體系基本涵蓋了開工前、建設實施階段可能產(chǎn)生的各類風險因素，開工前指標中突出了人員資格、企業(yè)資質(zhì)和合同管理風險，工程實施階段強調(diào)了施工工藝、方法以及組織管理，該評價體系與監(jiān)督檢查保持較好的一致性，加之考慮了專家意見及合理性、科學性檢驗，評價體系可用于工程質(zhì)量風險分析[6- 8]。

2 質(zhì)量風險兩階段評價

2.1 指標權(quán)重

本文亟待解決的問題為如何準確給出共識性的指標權(quán)重，最大程度地降低專家主觀偏好對工程質(zhì)量風險評價的影響。因此，結(jié)合信息集結(jié)算子和大規(guī)模群體決策的思想，對每個指標權(quán)重利用AHP法求解，其基本流程如下。

步驟一：為解決問卷調(diào)查中專家個人偏好的問題引入標準化處理的方法，設原來評判因子的取值區(qū)間和標準化的目標范圍為[l，r]、[L，R]，針對某個元素的專家評分x按照等比例映射的原理轉(zhuǎn)換至標準區(qū)間的v值，其轉(zhuǎn)換關系式為：

(1)

步驟二：針對同一風險因子不同專家的評分易出現(xiàn)較大差異，將每個元素的專家極端評分利用信息集結(jié)算子剔除，充分考慮所有專家的評分值確定重要度，其中OWA加權(quán)平均算子為剔除專家極端意見的有效方法，表達式為：

wi=Q(i/l)-Q[(i-1)/l]

(2)

(3)

式中，α、β—反映不同極端程度的參數(shù)，其取值為0～1；Q(r)—模糊量化算子，在全部平均、盡可能多、至一半、多數(shù)原則下所對應的(α，β)取值為(0，1)、(0.5，1)、(0，0.5)、(0.3，0.8)。

步驟三：構(gòu)造評分與標準間的映射關系。通過整理、優(yōu)選初始風險清單構(gòu)造質(zhì)量風險評判體系，應進一步匯總最終問卷評分和每個問題項的標準分值，每個指標為最終的平均分。

步驟四：采用文獻中AHP法有關公式和評價體系的標準分數(shù)，經(jīng)一系列的運算得到相應的權(quán)值。

根據(jù)以上方法和流程可以求出水利工程開工前質(zhì)量風險的準則層Vi、因素層Vij各因子權(quán)重為：A=(a1，a2，a3)=(0.4，0.4，0.2)；A1=(a11，a12，a13，a14)=(0.2237，0.2286，0.4178，0.1089)；A2=(a21，a22，a23，a24)=(0.1952，0.3906，0.2760，0.1382)；A3=(a31，a32，a33)=(0.2，0.4，0.4)。從小到大依次排列開工前各要素風險為：環(huán)境風險<技術(shù)風險<管理風險；管理風險中權(quán)重和標準分數(shù)最高的為人員技術(shù)和企業(yè)資質(zhì)，而合同管理、組織結(jié)構(gòu)的分數(shù)和權(quán)重比較接近，該評價結(jié)果與工程質(zhì)量監(jiān)督檢查重點保持較好一致性；開工前應重點關注技術(shù)風險中的勘察與設計技術(shù)。

同理，采用相同的方法和公式可獲取水利工程建設實施階段質(zhì)量風險的準則層Wi、因素層Wij各因子權(quán)重為：B=(b1，b2，b3)=(0.6，0.2，0.2)；B1=(b11，b12，b13，b14)=(0.2336，0.3932，0.2338，0.1394)；B2=(b21，b22)=(0.6666，0.3334)；B3=(b31，b32，b33)=(0.2，0.4，0.4)。從小到大依次排列建設實施階段準則層各要素風險為：環(huán)境風險<技術(shù)風險<管理風險；按從小到大的次序排列管理風險中各因子權(quán)重為：施工進度<組織管理<施工過程檢驗檢測<材料設備檢驗風險?？梢?，水利工程建設管理階段標準分數(shù)和權(quán)重最高者為材料設備檢驗風險；按從小到大的次序排列技術(shù)風險中各因子權(quán)重為：新設備、新技術(shù)、新工藝使用風險<施工工藝及方法風險；按從小到大的次序排列環(huán)境風險中各因子權(quán)重為：社會<施工<自然環(huán)境。

2.2 灰色系統(tǒng)評價方法

本文將水利工程質(zhì)量風險評價劃分為5個等級，由此構(gòu)造的等級集為V=(v1，v2，v3，v4，v5)。根據(jù)水利項目建設的實際情況和人們的思考辨析能力，設定5個等級的評語為高、較高、一般、較低、低風險，對應的賦值為5、4、3、2、1，對于某個區(qū)間的評分風險級別通過設置相應的取值范圍判定。不同等級之間的評分數(shù)值，賦予4.5、3.5、2.5、1.5的賦分，見表3。

表3 不同風險等級的評分區(qū)間

水利工程建設兩階段的風險因子邀請t位熟悉施工現(xiàn)場的技術(shù)人員和水利專家給予評分，統(tǒng)計匯總每位專家評分形成評分序列矩陣為：

(4)

關于同一參評因子不同專家的認識可能存在較大偏差，由此獲取的評分屬于一個灰數(shù)的白化值。所以，明確評估的灰類級別、灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)為客觀反映水利工程建設風險水平的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)質(zhì)量風險評價的5個等級提出了相應的灰類和白化權(quán)函數(shù)，具體如下。

水利工程質(zhì)量風險評價的第1灰類，設灰數(shù)?1∈[0，1，2]，h=1屬低風險，則構(gòu)造的白化權(quán)函數(shù)f1如下：

(5)

水利工程質(zhì)量風險評價的第2灰類，設灰數(shù)?2∈[0，2，4]，h=2屬較低風險，則構(gòu)造的白化權(quán)函數(shù)f2如下：

(6)

水利工程質(zhì)量風險評價的第3灰類，設灰數(shù)?3∈[0，3，6]，h=3屬一般風險，則構(gòu)造的白化權(quán)函數(shù)f3如下：

(7)

水利工程質(zhì)量風險評價的第4灰類，設灰數(shù)?4∈[0，4，8]，h=4屬較高風險，則構(gòu)造的白化權(quán)函數(shù)f4如下：

(8)

水利工程質(zhì)量風險評價的第5灰類，設灰數(shù)?5∈[0，5，10]，h=4屬較高風險，則構(gòu)造的白化權(quán)函數(shù)f5如下：

(9)

(10)

采用綜合評價法處理二級指標Uij值，即Bi=Ai×Ri=(bi1，bi2，bi3，bi4，bi5)，由此進一步確定隸屬于5個灰類時各一級指標的權(quán)矩陣R如下：

R=[B1，B2，B3，B4，B5]T

(11)

通過綜合分析一級指標Ui的風險水平，即B=A×R=(b1，b2，b3，b4，b5)，并依據(jù)各灰類等級值向量C=(1，2，3，4，5)求解水利工程質(zhì)量風險的綜合評估值為：

W=B×CT

(12)

最終，依據(jù)W值大小判斷水利工程開工前與建設實施兩階段的風險水平，為進一步檢驗評價結(jié)果的可靠性將W值輸入白化權(quán)函數(shù)，以驗證質(zhì)量風險等級。

3 實例應用

3.1 工程概況

朱隈水庫位于莊河西支流上，工程始建于1958年3月，同年7月建成蓄水。水庫控制面積260.1km2，占全流域的42.1%，多年平均入庫徑流量9886萬m3，校核和設計洪水為2000、100年一遇，最大和興利庫容16562萬、11166萬m3。水利工程由主壩1座、副壩4座、輸水洞2座、溢洪道1座組成，2座輸水洞最大泄水量22.2m3/s，承擔著灌區(qū)水田輸水任務，同時兼具泄洪作用，溢洪閘最大泄量為610m3/s。該水庫是一座集供水、排澇、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、發(fā)電和旅游等功能于一體的大(2)型水利工程，為大連、莊河等地區(qū)重要的飲用水源地。該水庫工程擔負著莊河地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等多項目標，因建設規(guī)模較大被列為重點建設項目[9- 13]。

因此，該水庫工程的質(zhì)量監(jiān)督工作得到省、市質(zhì)檢中心的高度關注，項目開工前和建設過程中相繼開展了多次監(jiān)督檢查活動。將水利工程開工前、建設實施兩階段指標體系與質(zhì)檢中心的3次質(zhì)量檢查通報意見一一對應，從而確定相應的風險因素，見表4。

根據(jù)表4工程質(zhì)檢報告的具體描述，結(jié)合工程技術(shù)人員評分構(gòu)造準則層各灰色評價矩陣如下：

表4 水庫工程開工前、建設實施兩階段的質(zhì)量風險

3.2 結(jié)果分析

根據(jù)已劃分的5級標準，可判定為該水庫工程開工前的質(zhì)量風險達到3～4級，所以該階段的風險較高，為保證工程質(zhì)量要注重對施工組織和設計方案的全面檢查。同理，水庫工程的施工階段質(zhì)量風險綜合指數(shù)為3.3512，其風險水平略大于開工前階段。因未能及時落實整改開工前提出的材料檢驗、人員資質(zhì)等問題，這在一定程度上增大了建設實施階段的風險。為順利完成建設項目及保證無任何質(zhì)量安全事故的發(fā)生，質(zhì)監(jiān)中心應督促水利工程建設各方切實落實管理責任。實例分析表明，本文所應用的評價方法和兩階段指標體系，可以準確識別水利工程建設的高風險項目，從而為質(zhì)量監(jiān)管和施工單位管理控制提供可靠依據(jù)。

4 結(jié)論

(1)通過系統(tǒng)性匯總和梳理水利工程建設質(zhì)量監(jiān)督檢查意見和國內(nèi)相關研究論文，從環(huán)境類、管理類和技術(shù)類3大層面識別了開工前、建設實施階段的質(zhì)量風險清單。然后從環(huán)境、技術(shù)和管理3大層面識別風險因子，統(tǒng)計整理問卷調(diào)研結(jié)果建立多要素、多結(jié)構(gòu)兩階段風險因子清單。

(2)將信息集結(jié)算子與大規(guī)模群體決策思想相結(jié)合用于參評因素權(quán)重的計算，有效解決了專家主觀偏好對質(zhì)量風險評價的影響問題，提出了共識性各級因子權(quán)重。

(3)以實例工程驗證了評價方法和質(zhì)量風險體系的準確性與合理性，模型、權(quán)重和指標體系評判結(jié)果能夠為高風險項目預判提供科學依據(jù)，為施工單位和監(jiān)督管理部門的質(zhì)量控制提供依據(jù)。

(4)本文在選用評價方法、構(gòu)造兩階段風險評價體系和研究視角方面存在一定創(chuàng)新，但選取的評價方法與模型較為常見，未來可結(jié)合不同的水利工程特點進一步創(chuàng)新評價方法，不斷完善水利工程技術(shù)類風險評價體系。