張海軍, 武 京

(1．黃淮學(xué)院建筑工程學(xué)院 河南 駐馬店 463000;2．河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 河北 邯鄲 056038)

0 引言

近年來,建筑信息模型技術(shù)(Building Information Molding,BIM)作為“建筑業(yè)的第二次革命性技術(shù)”受到了建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注[1],BIM技術(shù)也在一些工程項(xiàng)目中得到了實(shí)際應(yīng)用。但是,新技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必存在著應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)缺乏、專業(yè)人員短缺、技術(shù)操作困難等問題,如果不能準(zhǔn)確識(shí)別這些風(fēng)險(xiǎn)因素,采取相應(yīng)措施予以控制,極有可能導(dǎo)致工程項(xiàng)目在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)決策失誤,使得BIM技術(shù)應(yīng)用失敗,給整個(gè)項(xiàng)目造成巨大損失[2]。因此對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析,有利于BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中獲得更好的應(yīng)用,為項(xiàng)目決策提供依據(jù)。

目前,學(xué)者們對(duì)于BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究,已經(jīng)取得了諸多成果。李亞偉運(yùn)用灰色網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[1]。范成濱運(yùn)用層次分析法對(duì)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[2]。張楠運(yùn)用SEM結(jié)構(gòu)方程模型對(duì)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[3]。楊晉霞等人運(yùn)用物元模型對(duì)地鐵BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[4]?？紤]到BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用過程中可能存在風(fēng)險(xiǎn)因素,本文構(gòu)造AHP-TOPSIS風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

1 AHP-TOPSIS模型的建立

步驟1AHP法計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重,得到權(quán)重向量W

由于篇幅原因,不再贅述AHP法步驟,具體方法可參照文獻(xiàn)[5-8]。

步驟2初始評(píng)判矩陣

設(shè)評(píng)判集P={P1,P2,…,Pm},每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)判指標(biāo)集為r={r1,r2,…,rn},評(píng)判指標(biāo)rij表示風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)i的第j個(gè)評(píng)判指標(biāo),其中i∈[1,m],j∈[1,n],初始評(píng)判矩陣表示為

(1)

步驟3標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

這里運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法中建立指標(biāo)集及評(píng)判集的方法構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣,并將評(píng)判指標(biāo)分為消耗性指標(biāo)和收益性指標(biāo)。對(duì)于消耗性指標(biāo),指標(biāo)值越小越好,而對(duì)于收益性指標(biāo),指標(biāo)值越大越好。若各評(píng)判指標(biāo)具有不同的量綱及單位,不具備可比性,則需要對(duì)評(píng)判指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理。

消耗性指標(biāo)公式為

(2)

收益性指標(biāo)公式為

(3)

步驟4加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

將AHP法求得的層次總排序權(quán)重向量Wn與標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣B的列向量相乘,可得加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣R

(4)

步驟5貼近度計(jì)算

收益性指標(biāo)集J1的最優(yōu)理想解為行向量的最大值,最劣理想解為行向量的最小值,消耗性指標(biāo)集J2的取值與之相反,可表示為

(5)

(6)

R+與R-分別為最優(yōu)、最劣理想解。評(píng)判對(duì)象與理想解的距離為

(7)

(8)

D+與D-分別為評(píng)判對(duì)象與最優(yōu)理想解、最劣理想解的距離;rj+與rj-分別為R+與R-相對(duì)應(yīng)的元素。

距離最優(yōu)理想解的貼近度計(jì)算公式為

(9)

步驟6構(gòu)建AHP-TOPSIS風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

將AHP所得的各指標(biāo)權(quán)重與TOPSIS得到的貼近度判斷矩陣相乘得到綜合評(píng)判矩陣F。

F=W×C

(10)

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 指標(biāo)體系的建立

本文選取某大型商場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目,運(yùn)用AHP-TOPSIS模型對(duì)其在運(yùn)用BIM技術(shù)時(shí)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析。參照文獻(xiàn)[9-12]中所建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,結(jié)合本項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)的實(shí)際情況,建立了該項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(如表1所示)。邀請(qǐng)10位熟悉建筑工程項(xiàng)目且有BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的專家,依據(jù)該項(xiàng)目的實(shí)際情況及自身經(jīng)驗(yàn),建立BIM風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(如表2所示)。

表2 BIM風(fēng)險(xiǎn)因素等級(jí)評(píng)價(jià)

2.2 AHP確定各層指標(biāo)權(quán)重

經(jīng)層次分析法計(jì)算可得各風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重(如表2所示)。

2.3 TOPSIS求得各風(fēng)險(xiǎn)因素排序

由于篇幅原因,這里只給出一級(jí)指標(biāo)層中技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)因素的初始判斷矩陣、標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣、最優(yōu)理想解和最劣理想解。

初始判斷矩陣為

標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣為

經(jīng)計(jì)算得到各消耗性、收益性風(fēng)險(xiǎn)因素的最優(yōu)、最劣理想解分別為:

最優(yōu)理想解為

最劣理想解為

各風(fēng)險(xiǎn)因素與最優(yōu)理想解之間的貼近度,如表3所示。根據(jù)得到的貼近度值進(jìn)行排序,可得到各風(fēng)險(xiǎn)因素的排序(如表3所示)。

表3 各風(fēng)險(xiǎn)因素的正負(fù)理想解及貼近度排序

2.4 綜合評(píng)判矩陣

最終綜合評(píng)判矩陣為

F=W×C=(0.8333,1.0168,0.8340)

2.5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

由綜合評(píng)判矩陣F可得,建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值為0.8340,該值接近0.8333,因此可以判定該項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等風(fēng)險(xiǎn)。由表1中的各一級(jí)指標(biāo)權(quán)重可以看出,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重相對(duì)較高,是建筑工程項(xiàng)目在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中較可能發(fā)生的兩類風(fēng)險(xiǎn),因此在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí),要著重對(duì)投入成本與技術(shù)問題進(jìn)行管理與控制。由表2可以得到各風(fēng)險(xiǎn)因素的排序,由此可得到各風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重的條形統(tǒng)計(jì)圖,如圖1所示。

圖1 各風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重直方圖

從圖1可以看出,在該項(xiàng)目中,C12、C22、C31、C51、C52與C61這6個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重較高,說明在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí),這幾類風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性較大,我們可以將其歸為首要風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)著重關(guān)注這類風(fēng)險(xiǎn),積極采取相應(yīng)措施予以控制;而還有一些風(fēng)險(xiǎn)因素,他們的權(quán)重值相差不大,我們將其歸為次要風(fēng)險(xiǎn),在BIM技術(shù)實(shí)施過程中,可以對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的管理與控制。

3 結(jié)論

本文首先運(yùn)用AHP法求得各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重,并建立相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,其次運(yùn)用TOPSIS法計(jì)算實(shí)際情況與最優(yōu)、最劣理想解之間的距離。經(jīng)理論分析與實(shí)例驗(yàn)證證明,AHP與TOPSIS相結(jié)合可以消除指標(biāo)數(shù)據(jù)的模糊性與主觀性,對(duì)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果也更為科學(xué)、合理,為建筑工程項(xiàng)目決策與風(fēng)險(xiǎn)管理提供了一種可行的評(píng)價(jià)方法和分析思路。