基于信息熵方法的水电工程施工布置方案优选

李旭东

摘 要：施工布置方案优选是施工组织设计的一项重要课题，必须综合考虑多种因素，综合评价，审慎决策。该文系统分析了水电工程施工布置方案的影响因素，提出了基于信息熵的多目标施工布置方案优选模型。实例分析模型是可行的、有效的。

关键词：信息熵理论 施工方案 多目标决策 方案优选

中图分类号：TV55 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0136-02

水电工程施工方案布置，是水电工程施工组织设计的重要组成部分。其布置方案的确定，是一个复杂的多因素、多指标的决策问题。在评价和优选方案时，必须综合考虑多种因素，综合评价，审慎决策。综合评价的方法很多，其原理多源于系统分析的多目标规划，常用方法有：层次分析法、效用函数法、模糊分析法等。该文综合考虑主观权重和评价准则的熵权，建立基于信息熵方法的施工方案优选模型。

1 施工方案评价体系的建立

在评价布置方案时，必须综合考虑：（1）布置的协调可靠性。在确定布置方案时，要综合分析施工流程的协调性、可靠性，以及对主体工程施工和运行的影响。（2）布置的不确定性因素的影响。布置工程中，要受勘测设计深度和精度的限制，还要涉及大量定性、定量因素。（3）布置的经济合理性。施工临建和辅助企业一般占工程建设费用的10%～15%，所以方案的经济性是必须考虑的重要方面[2]。

评价施工布置方案的优劣，涉及许多因素。大体上可以分为两类，一类是定性因素，一类是定量因素。

定性指标有：（1）有利生产管理的程度；（2）施工协调配合程度；（3）与永久建筑物结合的情况；（4）满足安全环保方面的要求等；（5）对主体工程施工和运行的影响。定量指标有：（1）场地土石方平整费用；（2）临建工程建筑安装费用；（3）物料的运输工程量和费用；（4）占地面积和费用；（5）临建工程的回收利用率等[1]。

2 施工方案优选模型

2.1 决策矩阵标准化的方法

设用个评价准则对个方案进行评价分析，是方案相对于评价准则的指标，是准则的理想水平。

对于效益性指标：

（1）

对于消耗性指标：

（2）

为对的贴近度，且设，并用将进行标准化处理后有：

（3）

2.2 表征准则评价重要度的熵计算

（4）

式中 （5）

2.3 权值计算

基于此，给出由确定评价准则的评价权值公式：

（6）

其中：，且满足

还需考虑决策者的主观权值，可得综合权值为： （7）

2.4 海明距离计算和结果判定

由下式计算海明距离，越小者方案越优。

（8）

3 应用算例

该研究引用文献[1]的资料，优选施工布置方案。某工程初拟了3个施工布置方案，列出6个评价因素，有3个定性因素、3个定量因素。采用专家评分法，聘请若干专家，对因素的满意度打分（百分制），并判定因素的权重，指标如表1所示。

由式（2）（3）求得标准化贴近度矩阵为

由式（4）、（5）求得各评价指标的熵值为

由式（6）求得各评价指标的评价权值为

带入（7），可求得综合权重：

带入（8），可求得海明距离

由海明距离越小越优，可知方案A为最优方案，与文献[1]结论一致。

4 结语

水电工程施工布置方案的优选，是施工组织设计的一项重要课题。该研究分析了影响施工布置方案选择的各项因素，以信息熵为理论基础，考虑了评价指标的评价权值，提出了基于信息熵方法的水电工程施工布置方案优选模型，并通过算例表明熵方法优选决策模型是可行的、有效的。

参考文献

[1] 袁光裕.水利工程施工[M].北京：中国水利水电出版社出版社，1996.

[2] 胡志根，肖焕熊.水电工程施工布置方案多目标模糊优选决策研究[J].水电站设计，1997（2）：19-23.

[3] 邱菀华.管理决策熵学及其应用[M].北京：中国电力出版社，2011.

[4] 冯文成，曲恩源.基于集对-熵权分析的铁路枢纽物流中心站选址的研究[J].铁道经济研究，2013（21）：89-92.endprint