基于模糊综合评价法的工地试验室评价研究

裴超武， 姚 勇， 陈代果

(西南科技大学 土木工程与建筑学院， 四川 绵阳 621000)

工地试验室是工程项目中材料检测、竣工质量验收的重要部门，为确定施工工艺和组织施工提供重要参数，对新工艺、新技术及新材料的应用具有积极的推广作用，主要可以分为施工单位标段试验室、监理单位试验室和中心试验室三类。

目前国内工地试验室普遍存在设备配置不齐全、人员素质参差不齐、管理技术落后、资料造假等诸多问题[1]。工地试验室监管主要由业主抽查和政府监督承担，检查过程则仅限于抽查和定期检查两种方式，检查不全面、不彻底，未能对工地试验室做出全面评价，所以工地试验室运行质量的评价系统亟待建立。ISO/ IEC 17025: 2005《检测和校准实验室能力的通用要求》[2]虽然建立了通用实验室的质量体系和要求，但是各要素无权重指标，无法直接用于实验室评价。另外由于工地试验室流动性大、需现场检测等特殊要求，决定了工地试验室的特殊性。因此，需要一种符合工地试验室特性的评价体系，建立工地试验室运行质量评价模型。本文在对工地试验室运行全过程进行深入调研的基础上，确定影响工地试验室运行效果的主要因素，并根据各种影响因素的层次性、模糊性和重要性，构建工地试验室运行效果的多层次模糊综合评价模型；以此对实际工地试验室进行综合评价，验证其可操作性，为评价工地试验室运行质量提供切实有效的评价方法，积极推动试验室的建设及管理工作。

1 工地试验室评价体系

1.1 工地试验室运行质量评价因素

工地试验室主要承担工程原材料、半成品以及工程实体的检测工作，其运行质量主要从试验室组成结构和配置、检测准备工作、检测过程控制、检测结果四个方面体现。

1.1.1试验室组成结构和配置

试验室的结构和配置是试验室检测工作顺利进行的前提和保障，具体包括试验室场地建设、检测设备等硬件投入和试验室人员素质、部门组成等软件要求，主要评价指标有：试验设备配备状况、员工素质及数量、组织结构完整性、部门管理制度规范性。

1.1.2检测准备工作

试验检测准备工作是开展试验检测的必备要求，也是检测过程规范性、检测结果准确性的有力保障。评价试验检测准备工作的因素主要有：检测样品存放规范性、检测设备管理规范性、使用检测方法正确性、检测管理体制完整性。

1.1.3检测过程控制

检测是工地试验室的主要工作，在检测过程中检测人员对检测方法的掌握、检测原理的理解、以及检测环境的变化等都会对检测结果造成一定的影响，对检测过程正确性的评价主要有以下几点：使用规范的准确性、原始记录的真实性和规范性、抽样检测的合理性、留样管理的规范性。

1.1.4检测结果

检测结果是试验室所有工作成果化的转换，检测报告又是检测结果的具体体现，所以试验检测报告的准确性与规范性是评价检测结果的主要因素，另外试验室台帐登记管理状况、试验检测结果溯源性、服务客户满意度等对试验室检测结果也具有一定评价意义。

1.2 工地试验室评价体系的构建

对于系统的总体评价，应选取尽量少的指标，反映最主要和全面的信息，评价指标应具有独立性、可量化和通用性[3]。根据工地试验室自身特点，对工地试验室相关工作人员及专家进行问卷调查并归纳总结，本文建立了下述工地试验室运行质量评价体系，如图1所示。

图1 工地试验室评价体系

2 多层次模糊综合评价模型

2.1 模糊评价原理

2.1.1单级模糊综合评价算法模型[4,5]

(1)找出评判对象集：X={x1，x2，…，xn}

(2)确定因素集(判据集)：U={u1，u2，…，un}

(3)建立一个从X到U的模糊映射关系：

(4)确定隶属度矩阵[6]：R=(rij)n×m

(5)确定各因素的权重分配

(6)综合评判

应用集合A与隶属度矩阵R做合成运算[7]：B=A∘R=(b1，b2，…，bn)，并计算bx=Max{b1，b2，…，bm}，x∈{1，2，…，m}。

评判结果：集合B中各元素分别表示于判据集U中各元素隶属度。此处，对评判对象而言，评语为Ux。

2.1.2多级模糊综合评价算法模型

多级模糊综合评价法主要用于复杂问题的评价，其影响因素具有层次性，具体算法模型如下：

(1) 划分因素集：确定一级评判对象集X={x1，x2，…，xn}，并按照其评判集U={u1，u2，…，um}的特点，把X中的各元素看作集合，将其划分为k个元素的子集，则X={X1，X2，…，Xn}，其中二级评判对象集Xn={xn1，xn2，…，xnk}，以此类推，可以划分多级评判对象集(假设共有Z级)。

(2) 按照单级评判法算出最低层评判对象集(Z级)的综合评判结果Bz={bz1，bz2，…，bzm}，方法见单级模糊综合评价算法模型。

(3)重复单级综合评定：以每个Z集合作(共t个)为元素组成上一级集合(Y级)，则Y集合隶属度矩阵为下一级评判因素做单级评判的评判结果，即R={Bz1，Bz2，…，Bzt}，按照单级综合评判模型求得Y级综合评判结果。以此类推，重复以上步骤，直到求得最后一级的综合评判结果B={b1，b2，…，bm}，计算bx=Max{b1，b2，…，bm}，x∈{1，2，…，m}。

评判结果：对评判对象而言，评语为Ux。

2.2 评语集

评语集是对工地试验室各评价指标满意程度进行定性描述的模糊集合，一般表示为：U=[u1，u2，…，um]，其中u1，u2，um分别为指标的满意度评价用语，可以为优、良、中、差等等级性描述。

2.3 指标权重

指标权重的确定直接影响到试验室运行质量的最终评价结果。目前确定指标权重的方法主要有：层次分析法、专家调查法、二项系数法、环比评分法、最大熵技术法、主成分分析法等。其中层次分析法是一种非常实用的解决复杂多目标决策问题的系统方法，尤其适用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期的系统评价[8]。因此，本文选择层次分析法中的方根法来确定权重。

2.3.1构造评判矩阵

邀请十位专家对各个指标的相对重要程度进行打分(分值依据表1)，综合专家打分的结果构造合理的比较判断矩阵。

表1 指标相对重要程度评分值

注：如果影响程度处于上述两者之间，可取折中值2，4，6，8。

2.3.2根据方根法计算指标权重

式中，aij为判断矩阵中的元素，Wi为所求的i指标的权重[9,10]，由此可确定其权重向量

W=(w1,w2,…,wn)

(4)矩阵一致性验算

CR=CI/RI≤0.01

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，λmax为判断矩阵的最大特征值，RI为判断矩阵的平均随机一致性指数[11]，取值见表2。

表2 平均随机一致性指数

2.4 隶属度矩阵

隶属度矩阵R中的各行反映该行对应评判指标从单因素分析，对评判矩阵U=[u1，u2，…，um]的隶属关系[12]。本文在十位专家对试验室考核评分后，对考核结果进行统计并计算专家组对各个元素评分的算数平均值，得到评价指标与评判矩阵构成的隶属度矩阵。

3 某公路工地试验室多指标综合评价

本文以国道317线俄尔雅塘至岗托段某标段施工单位工地试验室(下称某试验室)为例，运用上述评价模型进行多指标综合评价。

评价过程由该标段监理试验室主任、副主任、检测工程师以及建设单位共10人组成评价专家组，由专家组检查该试验室建设状况并依据实情对该评价系统各元素打分，以此确定该工地试验室的评判矩阵和隶属度矩阵。

3.1 确定评语集

本文根据公路工程试验室作用及特点，确定试验室评价评语集为U=[u1，u2，u3，u4]，其中u1，u2，u3，u4对应的评语分别是“优秀”、“良好”、“中等”、“较差”。

3.2 确定各指标权重

分别对10位专家的评判打分进行统计，形成具有代表性的评判矩阵，反馈给各位专家进行二次讨论分析，并重新计算判断矩阵，继续反馈讨论，如此往复进行循环讨论，直至得出绝大多数专家赞同的评判矩阵(见表3～表7)，再计算、确定指标权重并进行矩阵一致性验算(见表8)。

表3 A评判矩阵

表4 A1评判矩阵

表5 A2评判矩阵

表6 A3评判矩阵

表7 A4评判矩阵

表8 各指标权重统计

3.3 确定隶属度矩阵

统计以上专家组对试验室建设情况的评定结果，进行数值计算，求出各元素在评价矩阵的隶属程度，组成隶属度矩阵Rk，如下：

3.4 单因素评价

B1=A1∘R1

同理，可以计算检测准备工作A2、检测过程控制A3、检测结果A4各自的综合评定向量为：

3.5 公路工程试验室综合评价

通过单因素评价得到了A1～A4二级指标的单因素评定向量B1～B4，可以确定一级评价指标A的隶属度矩阵：

计算第一层次指标A对于评语集U的评定向量为：

B=A∘R

通过对试验室运行体系的模糊综合评价，结果显示：该试验室综合能力属于“优秀”的可能性为22.8%，属于“良好”的可能性为48.9%，属于“中等”的可能性为22.4%，属于“较差”的可能性为5.9%。根据最大隶属度原则，说明该试验室的建设和运行水平属于“良好”。

本试验室经建设单位年终检查为“优良”，被评为该项目“年度优秀工地试验室”，计算结果与工地试验室实际状况吻合。

4 结 语

本文基于工地试验室的特点及其重要性，围绕试验检测为中心，综合考虑了试验室的人员、设备配置，试验检测的全过程控制以及检测结束的服务工作等，将工地试验室评价指标进行了分层，建立了工地试验室的多层次评价体系；运用层次分析法进行指标权重的确定；引进模糊综合评价法构建了工地试验室的模糊综合评价模型并进行实例分析。分析结果表明本模型对工地试验室评价具有可行性，此模型可以为后续工地试验室的自我检查及试验室管理提供理论依据，对政府监督试验室运行质量效果提供科学的数值化评价方法。

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