孟 瑋，趙金先，孫 斐，蔣克潔

(青島理工大學(xué) 管理工程學(xué)院，青島 266525)

近年來(lái)，我國(guó)地鐵建設(shè)發(fā)展很快，而且地鐵有“綠色交通”之稱，但地鐵作為大型工程項(xiàng)目，在建設(shè)過(guò)程中任務(wù)艱巨、工期長(zhǎng)、施工種類多樣，而且消耗大量資源能源，給環(huán)境帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān).“綠色施工”的提出起初是針對(duì)綠色建筑的，但地鐵的建設(shè)量逐漸增大，地鐵又與人們的生活息息相關(guān)，是民生工程，故地鐵建設(shè)和綠色施工相結(jié)合是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)，將是未來(lái)國(guó)家發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn).經(jīng)調(diào)查研究，很多國(guó)家對(duì)地鐵綠色施工的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都有一套獨(dú)具特色的體系，但我國(guó)地鐵綠色施工起步較晚，且受造價(jià)高、經(jīng)濟(jì)性不明顯、經(jīng)驗(yàn)不足等很多客觀因素的制約，所以還有很大的提升空間.以往有很多學(xué)者對(duì)全國(guó)很多城市的地鐵綠色施工進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià)，但選取的指標(biāo)或不注重細(xì)節(jié)，或不能體現(xiàn)地鐵施工的特點(diǎn)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果都有影響.所以，對(duì)地鐵綠色施工進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)尤為重要.

國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)地鐵的綠色施工進(jìn)行了大量研究，如王敏[1]從環(huán)境污染的角度對(duì)青島地鐵深基坑工程進(jìn)行了系統(tǒng)分析.區(qū)間數(shù)比較大小可能性公式是一種新方法，付江山等[2]以深圳地鐵某標(biāo)段為例，采用層次分析法對(duì)地鐵工程生態(tài)綠色施工進(jìn)行了評(píng)價(jià).李偉[3]認(rèn)為地鐵綠色施工中的關(guān)鍵技術(shù)和措施值得深究和分析，因此選擇深圳地鐵9號(hào)線為實(shí)例，對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià).許秀娟等[4]是從綠色施工方案的評(píng)選角度出發(fā)，運(yùn)用D-S證據(jù)理論等方法解決了問(wèn)題.鮑振華等[5]運(yùn)用該方法，對(duì)地鐵綠色建設(shè)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有一定指導(dǎo)作用.以上研究在一定程度上對(duì)地鐵的綠色施工進(jìn)行了指導(dǎo)優(yōu)化，但在評(píng)價(jià)方法的選擇以及指標(biāo)體系的確立上仍存在不足，故本文運(yùn)用文獻(xiàn)查找法，將相關(guān)文獻(xiàn)嚴(yán)格比對(duì)篩選，最終確定從“四節(jié)一環(huán)保一管理”的角度出發(fā)，建立了地鐵綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并選擇科學(xué)準(zhǔn)確的組合賦權(quán)法，使指標(biāo)權(quán)重更加合理，對(duì)青島地鐵4號(hào)線的綠色施工情況進(jìn)行了模糊綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，提出了有針對(duì)性的改進(jìn)意見(jiàn).

1 地鐵綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

我國(guó)地鐵的綠色施工發(fā)展還未有突破性進(jìn)展，也沒(méi)有具有說(shuō)服力的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等，因此對(duì)地鐵綠色施工進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取至關(guān)重要，本文嚴(yán)格遵守評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的選取原則，參考《綠色施工導(dǎo)則》[6]、《建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范》(GB/T 50326—2017)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將“四節(jié)一環(huán)保”理念貫徹到文章中.又因施工各個(gè)環(huán)節(jié)緊密相扣，故管理工作也相當(dāng)重要，所以建立了“四節(jié)一環(huán)保一管理”的指標(biāo)體系，真實(shí)地反映了各指標(biāo)之間的關(guān)系，該指標(biāo)體系共包含2級(jí)指標(biāo)，具體如圖1所示.

圖1 地鐵綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1) 環(huán)境保護(hù).主要表現(xiàn)為在施工現(xiàn)場(chǎng)因施工而產(chǎn)生的揚(yáng)塵、噪聲振動(dòng)等以及渣土及固體廢棄物等污染的控制和地下施工時(shí)對(duì)地下設(shè)施的保護(hù)，具體分為揚(yáng)塵控制、噪聲與振動(dòng)控制、地下設(shè)施保護(hù)、渣土及固體廢棄物的處理4個(gè)二級(jí)指標(biāo).

2) 節(jié)材與材料資源利用.地鐵工程所需要的材料多種多樣，所以工程材料的選取和使用直接影響施工期間安全和質(zhì)量問(wèn)題；地鐵施工工藝復(fù)雜，工序繁瑣，材料的使用也要經(jīng)過(guò)仔細(xì)甄選，因此，廢棄物的產(chǎn)生概率大大增加.然而，這些廢棄物多數(shù)被直接丟棄和填埋，未二次利用.地鐵施工過(guò)程中所使用的材料對(duì)地鐵的后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)有著直接影響，因此應(yīng)科學(xué)合理地使用“綠色建材”.故選取地鐵工程材料的選取和利用、地鐵施工垃圾的回收利用和綠色建材的使用這3個(gè)指標(biāo)為二級(jí)指標(biāo).

3) 節(jié)水與水資源保護(hù).在地鐵施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)工作面很多情況會(huì)面臨缺水狀況，所以，地下工程施工應(yīng)多采取降水、排水措施，以滿足施工的需要；同時(shí)地下水從地層內(nèi)抽出以供地表使用，經(jīng)使用后無(wú)法歸還給地下水，得不到循環(huán)利用，而且會(huì)引起大量地下水資源的流失、地下水污染等一系列的問(wèn)題；在施工現(xiàn)場(chǎng)有大量非傳統(tǒng)水源，如雨水、中水等，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行回收利用，合理化管理.所以將地下水污染控制、地下工程降排水措施、中水、雨水回收利用這3個(gè)指標(biāo)作為二級(jí)指標(biāo).

4) 節(jié)能與能源的利用.地鐵施工項(xiàng)目的能耗非常嚴(yán)重，如施工用電、機(jī)械設(shè)備能耗等，所以能源使用是否得當(dāng)是衡量地鐵綠色施工的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn).在此選擇機(jī)械、設(shè)備與器具的能源消耗、生產(chǎn)節(jié)能、生活及辦公節(jié)能3個(gè)二級(jí)指標(biāo).

5) 節(jié)地與土地資源的保護(hù).地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)土地資源有限，主要是臨時(shí)用地較多，如何有效利用頗為重要.而且在施工過(guò)程中要注意不對(duì)土壤造成浪費(fèi)和流失，也不對(duì)區(qū)域內(nèi)土壤造成污染，對(duì)植被采取保護(hù)和恢復(fù)措施，避免發(fā)生落石、邊坡塌方等問(wèn)題；同時(shí)盡量保護(hù)地表原建筑物、管線等不受影響.故選取土壤與施工用地保護(hù)、臨時(shí)用地保護(hù)、對(duì)地表建筑物、管線、路面等影響控制3個(gè)二級(jí)指標(biāo).

6) 地鐵綠色施工管理.地鐵綠色施工管理是地鐵綠色施工的基礎(chǔ)組成部分，主要取決于管理方法、措施、制度等，它能為綠色施工提供執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和良好的監(jiān)督，也能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行糾偏改正等，具體表現(xiàn)為地鐵綠色施工組織、地鐵綠色施工實(shí)施、地鐵綠色施工規(guī)劃、人員安全與健康管理，故選取該4項(xiàng)作為二級(jí)指標(biāo).

2 基于Fuzzy-組合賦權(quán)地鐵綠色施工評(píng)價(jià)模型

2.1 組合賦權(quán)的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)合理賦權(quán)是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)地鐵綠色施工的前提保障[7].傳統(tǒng)的賦權(quán)方法有2種，一種是主觀賦權(quán)法，主觀賦權(quán)法數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，便于計(jì)算，但受限于被邀專家的專業(yè)水平和個(gè)人偏好，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)信息失真、不能滿足一致性檢驗(yàn)等問(wèn)題；另一種是客觀賦權(quán)法，客觀賦權(quán)法在一定程度上可以彌補(bǔ)主觀賦權(quán)的缺陷，但評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際重要性卻模糊不明顯.因此，本文選擇組合賦權(quán)的方法，使確定的指標(biāo)權(quán)重更加準(zhǔn)確合理.

2.1.1 基于層次分析法的主觀權(quán)重的確定

層次分析法是一種主觀賦權(quán)評(píng)價(jià)方法.該方法即建立層次結(jié)構(gòu)，邀請(qǐng)專家進(jìn)行打分，構(gòu)成判斷矩陣，最重要環(huán)節(jié)就是一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)該方法才可繼續(xù)正常運(yùn)算(圖2).

圖2 層次分析法流程

設(shè)求得的主觀權(quán)重為vi，則所有評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀權(quán)重向量為

v=[v1,v2,…,vm]

2.1.2 基于熵值法的客觀權(quán)重的確定

熵值法是客觀賦權(quán)法，該方法即根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)蘊(yùn)藏的信息量大小的差異來(lái)進(jìn)行賦權(quán)，指標(biāo)內(nèi)信息量的大小和指標(biāo)權(quán)重的大小成正向趨勢(shì),和熵值成反向趨勢(shì)，即熵越小，指標(biāo)內(nèi)信息量越大，權(quán)重越大.具體步驟如下：

1) 設(shè)原始數(shù)據(jù)矩陣K=(kij)m×n，其中，m，n分別代表評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù).將矩陣歸一化后得到R=(rij)m×n.

若指標(biāo)越大越好，則

若指標(biāo)越小越好，則

將R=(rij)m×n進(jìn)行列向量歸一化，得到F=(fij)m×n.

2) 第j個(gè)指標(biāo)的熵值：

3)第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)：

gj=1-ej

4)第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重：

則所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重：

μ=(μ1,μ2,…,μm)

2.1.3 基于最小二乘法的組合權(quán)重確定

假設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重為

W=(w1,w2,…,wm)

根據(jù)主客觀賦權(quán)缺陷，重點(diǎn)改進(jìn)優(yōu)化，以此建立如下最小二乘法優(yōu)化組合賦權(quán)模型[7]，即

約束函數(shù)為

求解此賦權(quán)模型，做拉格朗日函數(shù)：

令

式中：λ為隨機(jī)數(shù).

式中：D為m×m對(duì)角矩陣；e,W,B均為m×1向量.

e=[1,1,…,1]T

W=[w1,w2,…,wm]T

解上列矩陣方程可得：

2.2 地鐵綠色施工模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)在評(píng)價(jià)工作中得到了廣泛的應(yīng)用[8].該方法運(yùn)算順序?yàn)槭紫却_定模糊子集，接著確定期望評(píng)價(jià)對(duì)象的因子域、評(píng)價(jià)等級(jí)和被評(píng)價(jià)對(duì)象的隸屬度，最后得到總向量值，并根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)判定最終結(jié)果.該方法以數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本原理為指導(dǎo)，對(duì)定性結(jié)果進(jìn)行量化，是一種實(shí)用性強(qiáng)、可信度高、可靠性強(qiáng)的綜合評(píng)價(jià)方法.

2.2.1 確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素域

若評(píng)價(jià)對(duì)象有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，U表示因素集合，則構(gòu)建的評(píng)價(jià)對(duì)象因素域U={U1,U2,…,Um}.

本文建立的地鐵綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有6個(gè)一級(jí)指標(biāo)，故可以確定的對(duì)象集合為：U={U1,U2,U3,…,U6}.又因?yàn)槊總€(gè)一級(jí)指標(biāo)下有不同數(shù)量的二級(jí)指標(biāo)，所以構(gòu)建的二級(jí)指標(biāo)的對(duì)象集合為：U={U11,U12,…,U1n}.由此確定的因素域?yàn)?/p>

U={U1,U2,…,Um}={(U11,U12,…,U1n),(U21,U22,…,U2n),…,(Um1,Um2,…,Umn)}

2.2.2 確定評(píng)語(yǔ)等級(jí)

本文中將最終評(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)分別是差、較差、中等、較好、好，可以視為Z=(Z1,Z2,Z3,Z4,Z5).

2.2.3 隸屬度的確定

模型的因素域和評(píng)語(yǔ)等級(jí)確定好之后，用數(shù)字的大小來(lái)表示指標(biāo)的重要程度直觀清楚，因此建立模糊關(guān)系矩陣R，確定等級(jí)模糊子集的隸屬度(R/Ui)，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

其中，矩陣R中第i行第j列元素rij，表示某個(gè)被評(píng)事物從因素Ui來(lái)看對(duì)Zj等級(jí)模糊子集的隸屬度.

2.2.4 確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量

確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量：A=[a1,a2,…,am]，ai是因素Ui對(duì)模糊子集的隸屬度.并對(duì)權(quán)向量歸一化處理.即

2.2.5 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果總向量

根據(jù)評(píng)價(jià)因子的權(quán)向量和評(píng)價(jià)對(duì)象之間的關(guān)系矩陣，得到模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的總向量B，即

根據(jù)最大隸屬度原則，在向量B中最大的數(shù)對(duì)應(yīng)的評(píng)語(yǔ)等級(jí)即為地鐵綠色施工的評(píng)價(jià)等級(jí).

3 實(shí)例分析

選取青島地鐵4號(hào)線為例進(jìn)行分析.地鐵4號(hào)線線路全長(zhǎng)約30.938 km，共設(shè)25座車站，全部為地下線路，故隧道開(kāi)挖、深基坑工程居多，因此建造需消耗大量能源資源，且該線路隧道穿越嶗山風(fēng)景區(qū)、海濱風(fēng)景區(qū)以及3處文物保護(hù)單位，所以地下工程進(jìn)展難度很大，建設(shè)任務(wù)十分困難，而且對(duì)綠色施工的要求也全面提高.青島地鐵4號(hào)線項(xiàng)目部對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行系統(tǒng)綠色施工培訓(xùn)，整合優(yōu)化，科學(xué)配置資源；在地下開(kāi)挖站施工區(qū)內(nèi)建有全封閉溫室，配備霧化噴淋系統(tǒng)和三級(jí)沉淀；在暗挖車站施工區(qū)，修建全封閉式大棚，采用移動(dòng)式霧槍減少施工期間的灰塵和噪聲；施工現(xiàn)場(chǎng)安裝噪聲、環(huán)境污染等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)；投入使用噴霧系統(tǒng)；在職工生活區(qū)的周圍大面積種植樹(shù)木花草，所有進(jìn)出車輛都要進(jìn)行輪胎清洗，以確保施工區(qū)域的環(huán)境衛(wèi)生.

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

邀請(qǐng)?jiān)擃I(lǐng)域的權(quán)威專家學(xué)者及參加過(guò)青島地鐵4號(hào)線建設(shè)的人員對(duì)綠色施工情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照2.1中相關(guān)公式對(duì)建立的指標(biāo)體系分別進(jìn)行主客觀賦權(quán)，得到主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，再利用建立的組合優(yōu)化賦權(quán)模型，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重，見(jiàn)表1.

表1 基于組合賦權(quán)法的各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，邀請(qǐng)了6名施工、市政、環(huán)保等方面的專家對(duì)本工程的綠色施工進(jìn)行了評(píng)價(jià).結(jié)合6名專家評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，確定C1—C6模糊評(píng)判矩陣為

由表1可知，各二級(jí)指標(biāo)的綜合權(quán)重為

A=(0.3586，0.0832，0.1362，0.1085，0.0445，0.2690)

以及各二級(jí)指標(biāo)下各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重為

A1=(0.1034，0.4498，0.0896，0.3572)，A2=(0.3058，0.3226，0.3716)，A3=(0.3078，0.4669，0.2253)，

A4=(0.2763，0.4632，0.2605)，A5=(0.2658，0.3702，0.3640)，A6=(0.0619，0.1717，0.4846，0.1581，0.1238).

將上文確定的權(quán)重與模糊評(píng)判矩陣進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，根據(jù)公式B=A×R，以C1指標(biāo)為例進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，分層次進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程為

同理，即可得出總評(píng)價(jià)矩陣B：

在上述基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)估：

W=A×B=(0.2586 0.0832 0.2362 0.1285 0.0845 0.2090)×

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)中最大隸屬度原則max(w)=w3=0.3438，該地鐵項(xiàng)目綠色施工評(píng)價(jià)等級(jí)為較好.

3.3 地鐵綠色施工評(píng)價(jià)分析及改進(jìn)意見(jiàn)

該地鐵綠色施工總體水平達(dá)到較好，對(duì)該指標(biāo)體系下級(jí)的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)可知，該地鐵工程在“四節(jié)”指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果都是較好，而“一環(huán)一管”的評(píng)價(jià)結(jié)果是中等.由數(shù)據(jù)計(jì)算可得，造成環(huán)境保護(hù)C1和綠色施工管理C6的評(píng)價(jià)結(jié)果為中等的主要原因是噪聲與振動(dòng)控制C12、渣土及固體廢棄物處理C14和人員安全與健康管理C64三方面所占權(quán)重較大而實(shí)際評(píng)價(jià)得分較低.根據(jù)工程實(shí)際情況可知，在施工現(xiàn)場(chǎng)，有土方爆破、打夯、打樁等噪聲，而且經(jīng)常變換，故很難控制；在地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)不能避免產(chǎn)生大量的施工垃圾，像廢渣土、棄土、淤泥以及棄料等，都會(huì)給周邊環(huán)境帶來(lái)很大危害，都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理；在地鐵施工過(guò)程中，施工會(huì)面臨很多高危作業(yè)，像高溫作業(yè)、粉塵作業(yè)、有毒有害作業(yè)等，所以人員的安全與健康管理不容輕視.根據(jù)分析，提出改進(jìn)意見(jiàn)：①噪聲與振動(dòng)控制C12方面，在施工現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，加大巡視力度；機(jī)械器具方面盡可能低振動(dòng)、低噪聲，制定抗振與隔音措施等.②渣土及固體廢棄物處理C14方面，地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)采取填埋，鋪筑等方式提高渣土、固體廢棄物等建筑垃圾的回收利用率，同時(shí)，建立垃圾回收治理制度及措施，如：垃圾分類處理、建立密閉垃圾回收站，集中收集處理等.③人員安全與健康管理C64方面，將職工生活區(qū)和施工區(qū)進(jìn)行隔離；將醫(yī)療保證措施、衛(wèi)生保證措施、個(gè)人衛(wèi)生保證措施等落實(shí)到底；職工生活區(qū)設(shè)立衛(wèi)生設(shè)施、活動(dòng)場(chǎng)所等；高危工種的職工應(yīng)做好應(yīng)急措施，防止職業(yè)病、地方病的發(fā)生.

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn)以及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，建立了“四節(jié)一環(huán)保一管理”的地鐵綠色施工評(píng)價(jià)體系，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)賦權(quán)方法進(jìn)行改進(jìn)，利用最小二乘法將層次分析法和熵值法求出的主客觀權(quán)重進(jìn)行組合優(yōu)化，不但保留了各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了彼此的不足，更保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，使各指標(biāo)的權(quán)重更具有代表性.運(yùn)用Fuzzy理論中的模糊綜合評(píng)價(jià)法，構(gòu)建了地鐵綠色施工綜合評(píng)價(jià)模型，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出了有針對(duì)性的改進(jìn)意見(jiàn).由案例的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，該地鐵綠色施工項(xiàng)目水平達(dá)到了較好，但環(huán)境保護(hù)、地鐵綠色施工管理2個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果是中等，要進(jìn)一步提高綠色施工水平，應(yīng)主要針對(duì)噪聲與振動(dòng)控制、渣土及固體廢棄物的處理和人員安全與健康管理三方面進(jìn)行具體的整改和促進(jìn)，從而提高整個(gè)項(xiàng)目的綠色施工水平.