胡龍偉，孫 雨，章 俊，王 雪，孫 賀

(1.青島理工大學 管理工程學院，青島 266525；2.青島昆泉建設(shè)工程有限公司，青島 266500)

建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著社會綠色環(huán)保意識的提高，建設(shè)工程消耗自然資源、破壞自然環(huán)境、污染空氣等問題的出現(xiàn)引起了社會的重視。21世紀以來，綠色施工的字眼陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)，政府與企業(yè)加大了對綠色施工的研究，對我國建筑業(yè)的發(fā)展起到了推動作用?！毒G色施工導則》中對綠色施工給出了較為詳盡的定義，但是目前對于綠色施工的評價沒有一個標準的體系，因此，為保證建筑業(yè)的綠色發(fā)展，評價體系的建立至關(guān)重要。

綠色施工的理念最早由維克多·奧吉亞提出，在之后的研究過程當中國外學者提出了施工生命周期評估法和施工過程分析方法。KUBBA介紹了工程管理過程以及評價方法[1]；LI Xing對綠色評價系統(tǒng)的評分進行了研究，構(gòu)建了評分系統(tǒng)框架。我國的綠色施工起步晚，但是有關(guān)學者也進行了大量的研究，提出了一些行之有效的評價體系和方法。李英攀等[2]利用人工BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對綠色施工體系進行評價，并結(jié)合實際案例分析，驗證可行性。段春偉[3]和崔浩等[4]在施工階段建立了評價體系，把評價指標分為TM和L兩類，為承包商綠色施工管理提供了參考。晉良海等[5]為消除個別評判專家主觀因素造成的不公平，建立了OWGA和CWGA的集成方法對綠色施工進行科學的評價。薛松[6]與邵必林[7]等利用模糊物元法進行評價，使得樣本的隸屬度更為精準。

綜上所述，國內(nèi)外的學者們運用不同的方法建立起了評價指標體系，并建立了模型。但是大多數(shù)評價結(jié)論只能得出工程的綠色施工等級或者綜合分數(shù)，對等級的判定不夠精確，但是可變模糊集理論可以很好地解決這個問題，可以得到評價對象隸屬于某個等級的概率。因此本文依據(jù)可變模糊集理論建立綜合評價計算模型。

1 評價指標體系及其指標權(quán)重的確定

1.1 評價指標體系的構(gòu)建

為使評價體系具有實用性和可操作性，參考了一些學者的評價體系，見表1。同時對現(xiàn)場工作人員與管理層進行問卷調(diào)查，進行指標的篩選，使得指標的確定有現(xiàn)實依據(jù)，最終通過對專家的咨詢，確定指標。經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員論證可行后，根據(jù)我國綠色建筑施工的特點以及綠色施工國家標準內(nèi)容，將評價指標體系分成了五類：資源的合理利用，施工技術(shù)的實施，施工企業(yè)的管理，對環(huán)境的影響，成本的投入。對每一類進行細分，形成了18個影響因素指標，由此形成的評價指標體系如圖1所示。

表1 文獻統(tǒng)計綠色施工影響因素

圖1 綠色施工評價指標體系

1.2 評價指標體系指標權(quán)重的確定

目前，指標權(quán)重已有若干種確定方法，大體可分為客觀賦權(quán)法和主觀賦權(quán)法兩種，根據(jù)綠色施工的特點以及借鑒之前學者的研究，本文采用AHP三角模糊數(shù)法確定指標權(quán)重，層次分析法，可利用專家在此領(lǐng)域的寶貴經(jīng)驗，更加接近實際，但是會過度依附于專家的打分，主觀因素影響大，而且判斷區(qū)間不連續(xù)，因此判斷結(jié)果的客觀真實性會受到質(zhì)疑，三角模糊數(shù)的引用，改善了AHP判斷區(qū)間不連續(xù)的缺點，具有較強的實用性。

1.2.1 構(gòu)造模糊評價矩陣

按照評價指標上下級之間的隸屬關(guān)系，如表2—7所示，對準則層與指標層的因素進行兩兩比較。構(gòu)造語言集I={很不重要，不重要，同樣重要，重要，很重要}。根據(jù)三角模糊數(shù)的計算規(guī)則，分別建立準則層與指標層的模糊評價矩陣。

表2 準則層因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

表3 指標層B1子因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

表4 指標層B2子因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

表5 指標層B3子因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

表6 指標層B4子因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

表7 指標層B5子因素模糊判斷矩陣及相對權(quán)重

以上結(jié)果均通過一致性檢驗。

1.2.2 合成指標絕對權(quán)重

C層指標元素的絕對權(quán)重為B層指標的相對權(quán)重與C層指標相對權(quán)重之積。按照表8中的數(shù)據(jù)對絕對權(quán)重進行計算，例如C16=0.1120×0.0588=0.0066，以此類推可以得到綠色施工評價指標體系的權(quán)重。

表8 綠色施工評價指標體系

2 基于可變模糊集理論的評價模型

2.1 可變模糊集理論

對綠色施工等級的確定有多種方法，常見的有AHP模糊綜合評價法[11]，灰色綜合評價法[12]，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[13]等。AHP模糊綜合評價法能夠?qū)Τ尸F(xiàn)模糊性的資料做出比較科學合理的評價，但是僅僅能得到評價對象隸屬于哪個等級，不能得到誰的隸屬度更高?；疑Ｐ统绦蚝唵螌嵱茫菀撞僮?，精度較高，但是，它的分析受到所選擇的白化函數(shù)的影響。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有良好的自學和自適應能力，能夠?qū)W習內(nèi)容記憶于網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值中，并且具有一定的容錯能力，但是隨著BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應用，也暴露了很多不足，譬如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇沒有統(tǒng)一的理論指導，過大或者過小都會對結(jié)果產(chǎn)生影響，其次是受訓練樣本的影響很大，對樣本具有依賴性。因此這三類常用的方法都會使評價等級不精確。2005年陳守煜教授首次提出了可變模糊集的概念，在水資源和水質(zhì)評價上的應用最常見[14]，方法簡便易懂，而且各個領(lǐng)域都具有模糊性，符合實際，因此得到了廣泛應用。可變模糊集理論不僅可以得到評價對象的等級，且可以得到等級的隸屬度，偏向于哪一級，可以為后續(xù)采取措施提供參考依據(jù)。

2.2 基于可變模糊集理論的評價步驟

1)確定樣本特征值矩陣。 假設(shè)評價對象Xi有n個評價指標，每個指標特征值構(gòu)成向量Xi={x1,x2,x3,…,xn}，xij為樣本j的第i個特征向量，則樣本特征值矩陣為

(1)

其中，i=1,2，…，m；j=1,2，…，n。

2)確定指標評價區(qū)間矩陣Iab。指標的評價等級分為四級：優(yōu)、良、合格、不合格。通過查閱相關(guān)規(guī)范，參考標準進行打分，打分前提是項目已通過強制性檢驗，指標中有定量指標與定性指標，定量指標可按實際測得數(shù)據(jù)劃分等級判斷區(qū)間，若涉及到定性評價指標，定性指標采用百分制，參考當?shù)厥┕ぐl(fā)展水平以及實際施工情況進行打分，得到等級判斷區(qū)間，由于綠色施工評價的特殊性和復雜性，因此指標多以定性指標為主。

(2)

式中：m為指標個數(shù)；n為劃分的等級區(qū)間；a為等級區(qū)間的上界；b為等級區(qū)間的下界。

3)確定可變區(qū)間矩陣Icd。

確定依據(jù):[cij,dij]=[ai(j-1),bi(j+1)],j-1>0,j

(3)

(4)

4)確定[aij,bij]中相對隸屬度為1的點，即矩陣M。

確定依據(jù):

(5)

(6)

5)將評價對象的特征值矩陣Xij與矩陣Mij進行比較，確定相對隸屬函數(shù)，形成m個評價指標對n個評價等級的相對隸屬矩陣U(xij)。

當xij落在mij的左邊，相對隸屬函數(shù)為

(7)

當xij落在mij的右邊，相對隸屬函數(shù)為

(8)

由此可得：

(9)

6)確定綜合評價模型。

依據(jù)公式：

(10)

其中，ρ取1和2時分別對應海明距離和歐氏距離，α取1和2時分別對應最小一乘方和最小二乘方準則。兩者結(jié)合可得到四種計算結(jié)果，分別對應著一個綜合相對隸屬度矩陣U[u(x),]。將其歸一化后得到相對隸屬度矩陣U[u(x)]。

7)識別可變模糊集，計算級別特征值：

(11)

式中：n為劃分級別數(shù)目。

8)得出最終的綜合評價結(jié)果：

(12)

式中：t為四種組合方式 。

表9 評價指標特征值

3 案例分析

3.1 確定指標特征值

針對濟南市某高層建筑，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研以及問詢，了解工程項目的綠色施工概況，且項目已通過強制性檢驗。通過八位相關(guān)專家對綠色施工評價體系所確定的18個指標進行打分、量化。對于定性指標而言，以八位專家打分得到的平均值作為指標特征值。對于定量指標，通過以現(xiàn)實施工水平?jīng)Q定特征值，通過查閱綠色施工導則、相關(guān)規(guī)范以及該地區(qū)的平均施工水平確定判斷區(qū)間。其中定性指標有C3,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11,C12,C13,C14,C16；定量指標有C1,C2,C4,C15,C17,C18。特征值結(jié)果見表9。

3.2 確定指標評價區(qū)間矩陣Iab

3.3 確定可變區(qū)間矩陣Icd

3.4 確定M矩陣

根據(jù)式(5)，形成下列矩陣：

3.5 形成相對隸屬矩陣

根據(jù)評價對象特征值矩陣X與評價等級中的M矩陣相比較，求得相對隸屬函數(shù)，得到四個等級的相對隸屬矩陣U(x)：

3.6 計算綜合隸屬度

根據(jù)式(10)得：

1)當α=1，ρ=1時，綜合隸屬度為

將其歸一化后得到相對隸屬度：

2)當α=1，ρ=2時，綜合隸屬度為

將其歸一化后得到相對隸屬度：

3)當α=2，ρ=1時，綜合隸屬度為

將其歸一化后得到相對隸屬度：

4)當α=2，ρ=2時，綜合隸屬度為

將其歸一化后得到相對隸屬度：

3.7 綜合評價結(jié)果的計算

計算每種組合的級別特征值，得到：

4 結(jié)論

1) 從資源的合理利用，施工技術(shù)的實施，施工企業(yè)的管理，對環(huán)境的影響，成本投入這五個因素進行權(quán)重的分析以及對下一層次的指標給予特征值，分析后得到該施工項目的綠色等級為2級-良，且偏向3級-合格。

2) 施工技術(shù)的實施這一項權(quán)重相對較低，且下含指標得分也較低，因此可以從這一方面入手，提高施工技術(shù)的實施這一分項權(quán)重，且加強對綠色施工技術(shù)的引進及實施，通過倡導和實行建筑工業(yè)化來改變以往傳統(tǒng)的施工方式；其次對環(huán)境的影響這一分項權(quán)重較高，但是其中粉塵和污水的排放控制特征值不高，后續(xù)可以對污水處理與粉塵控制采取措施，提高該項目的綠色施工等級。

3) 采用可變模糊集理論的方法來評價綠色施工等級，可以全面考慮各影響因素對等級的判定，通過對定量因素、定性因素的劃分，使得評判更加準確。且通過實例分析驗證了可信度，不僅可以得到項目的綠色施工等級，而且可以判斷出項目屬于各等級的概率，為管理人員后續(xù)制定綠色施工計劃提供了參考，因此該方法有一定的實際意義。