基于三角模糊数的铁路隧道施工组织评价研究

张 伟 男

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

基于三角模糊数的铁路隧道施工组织评价研究

张 伟 男

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

以4M1E施工管理理论为基础，采用层次分析法和三角模糊数，建立了综合评价模型，通过某工程实例，对隧道施工组织进行了综合评价，指出该方法具有较好的评价效果，对于同类工程施工组织评价具有一定借鉴意义。

三角模糊数，铁路隧道，施工组织

0 引言

随着铁路建设的快速发展，铁路隧道工程、长大隧道数量越来越多、单体规模越来越大。特别是高标准建设的客运专线、高速铁路工程，对于隧道施工组织、质量控制不断提出新的要求。科学合理的施工组织不仅能够有效监管施工薄弱环节，而且是控制施工事故的关键环节，因此，如何评价施工组织的有效性、全面性已成为工程实践的重要内容之一。

本文通过探讨建立评价模型，以期为此类隧道工程施工提供参考以及借鉴。

1 评价模型构建

1.1 评价体系构建

铁路隧道工程普遍具有施工期长、工序繁琐、地质条件复杂等等特点，根据4M1E施工管理理论，并且结合相关的文献分析以及对具有丰富经验的专业技术人员进行访谈调查，遵循“客观性、代表性、易于操作、避免交叉”的原则，筛选评价指标。以人员配备、机械材料、技术工艺、环境控制、管理水平等等五个指标为准则层，选取20个具体指标，构建了铁路隧道施工组织综合评价体系，并且运用层次分析法(AHP)对各层指标进行赋权，详如表1所示。

表1 铁路隧道施工组织综合评价体系

1.2 指标赋值与标准化处理

由表1可以看出，评价指标均为定性描述类指标。评价指标客观存在一定的不确定性以及评价主观存在认识的模糊性，而三角模糊数是一种实用的定性与定量分析相结合的系统评价方法[1]，能够较好的解决指标属性以及属性赋值的模糊性问题。用三角模糊数表达专家的主观评价值，可以克服单个实数表达的不完整性[2]。因此，本文采取三角模糊数法进行指标赋值以及结果分析。

1)三角模糊数理论。

(1)

2)指标赋值。

通过表2，将目标层中评价指标的描述性语言转化为定量的三角模糊数，并且构造三角模糊评价矩阵R，以便进一步地分析以及计算。

表2 指标评价描述语言——三角模糊数转化表

3)标准化处理。

评价体系中除“对周边环境影响”指标为成本型外，其余指标均为效益型指标，即描述性评价语言褒贬与综合评价指数正相关。为消除不同评价指标含义对评价结果的影响，需根据式(2)进行标准化处理，即将评价数值转换为[0，1]之间的无量纲数，构造规范化评价矩阵。

(2)

4)去模糊化。

对于多层综合评价，得出各层指标模糊权重向量之后，采用去模糊化是一种解决计算复杂性的合理方法[4]。文献[5][6]证实此法具有比较好的评价效果，本文予以借鉴。取施工组织正常值为中性(即λ=0.5)，根据式(2)来进行处理，计算综合评价指数Q。

(3)

表3 六狼山铁路隧道施工组织综合评价结果

综合评价指数Q⊂[0，1]，Q值越大表示该隧道施工组织综合评价效果越优，反之则表明施工组织存在不足，应对薄弱环节进行修改完善。

2 实例分析

准朔铁路是国家“十二五”规划的重点工程，正线全长215km，总投资120亿元，2007年12月18日开工建设。它的建成将使我国煤炭主产地山西、陕西、内蒙古西部等地区的路网结构更加完善，能够有效解决准格尔、东胜煤炭外运能力紧张状况和既有北同蒲铁路的运力不足矛盾。六狼山隧道位于该线峙峪车站和平鲁西车站之间，属于亚洲最长单线铁路湿陷性黄土隧道。隧道进口里程为改DK20+575，出口里程为改DK35+750，全长15 175m，最大埋深约442m。隧道内线路纵向设计坡度从进口至改DK35+450以14‰的坡度上坡，从改DK35+450至出口以9‰的坡度上坡。

以该隧道工程为例，通过专家打分对施工组织进行综合评价，计算结果见表3。

由计算结果可以看出，该隧道工程施工组织综合评价指数为0.91，施工组织合理，能够确保工程施工正常安全进行，这与现场综合反馈结果基本一致。

3 结语

铁路隧道施工组织评价属于多属性综合决策系统，本文以4M1E施工管理理论为基础，采用层次分析法和三角模糊数理论，建立了综合评价模型，该方法能够克服评价指标客观存在的不确定性和主观存在的认识片面性，计算过程简单、易于操作，并且经过实例验证具有较好的实际操作效果，可为同类工程施工组织评价提供参考借鉴意义。

[1] 李俊芳，吴小萍.基于AHP-FUZZY多层次评判的城市轨道交通线网规划方案综合评价[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2007,31(2):205-208.

[2] 廖 勇.基于三角模糊数的铁路客运站选址方案评价方法[J].中国铁道科学,2009,30(6):119-125.

[3]VANLAARHOVENPJM,PEDRYCZW.Afuzzyextensionofsatty’sprioritytheory[J].FuzzySetsandSystems,1983(11)：199-227.

[4] 郑承志.基于三角模糊数的企业信息文化综合评价[J].广西财经学院学报,2009,22(6):107-119.

[5] 李思雨，武 毅.基于三角模糊数的交通基础设施项目风险评价[J].山西建筑,2013,39(24)：246-248.

[6] 宋子炜.基于三角模糊数的自然保护区生态旅游评价[J].生态科学,2011,30(4):411-417.

Study on evaluation model of railway tunnel construction organization based on triangular fuzzy number

Zhang Weinan

(ChinaRailwayFifthSurveyandDesignInstituteGroupCo.,Ltd,Beijing102600,China)

On the basis of 4M1E construction management theory, the paper attempts to give a model of evaluation based on analytic hierarchy process and riangular fuzzy number theory. Validated through a practical instance, this paper made comprehensive evaluation on tunnel construction organization the model has a good result and it could provide reference for the similar projects construction organization.

triangular fuzzy number, railway tunnel, construction organization

2015-02-07

张伟男(1982- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)12-0191-02

U455.2

A