基于改进的模糊综合评价法的水利工程施工质量综合评价

2016-12-03秦华康

科技创新与应用 2016年31期

秦华康

摘要：考虑到传统模糊综合评价法利用最大隶属度原则确定水利工程施工质量等级时，存在重要信息丢失的问题，确立了一种基于最大隶属度原则有效度和置信度准则有机结合的水利工程施工质量评价方法。该方法可对最大隶属度原则有效度进行检验，并可在有效度小于0.5时，利用置信度准则判断工程施工质量级别。并以某堤防加固工程为例进行施工质量等级评价，结果表明采用基于最大隶属度原则有效度和置信度准则有机结合的堤防加固工程施工质量评价方法确定工程施工质量等级，其结果更合理、更具有说服力、更全面，能较准确的评价工程施工质量。

关键词：水利工程；施工质量评价；模糊综合评价法；最大隶属度原则；有效度；置信度

引言

保证工程质量是工程设计、管理、施工、监理工作中的重要目标，加强水利水电工程质量管理是适应高强度、大规模水利水电工程建设的迫切要求。对于堤防加固工程施工质量影响因素多，结构复杂的特点，依据我国相关标准，《SL176-2007水利水电工程施工质量检验与评定规程》[1]和《SL634-2012水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程》[2]等的有关规定，对工程质量进行质量评定及检查验收。对于工程施工质量的评定，需依据相关标准、规程，此外还需要有定量的客观评价，需要采取对应的方法来评价工程质量等级。模糊综合评价法由于可以较好的解决综合评估中的模糊性，所以更加适合于评估因素多、层次结构多的对象系统[3]。

然而，对于传统的模糊综合评价方法尚存在缺陷，例如最大隶属度原则选取了部分信息，从而可能导致信息的丢失，从而使结果失真[4]。因此，使用时有必要对评价结果进行有效性检验，并对失效结果进行处理，为此文章结合以往改进的经验，通过质量控制评价模型的应用与改进，并将其应用在堤防加固工程施工质量评价中，以期得到更加科学、合理、全面的评价结果。

1 模糊综合评价指标体系建立

影响工程施工质量的主要因素包括“人（Man）、材料（Material）、机械（Machine）、方法（Method）、环境（Environment）”等五大方面，即4M1E[3]。水利水电工程的施工质量评价是全寿命期内各个阶段的综合评价，即施工准备、施工以及竣工验收三个阶段，通过调查选取各个阶段中影响工程质量评价的指标，其中工程质量评价一级评价指标包括准备阶段、施工阶段以及竣工验收阶段3个方面，每个一级评价指标又进一步分解出二级评价指标若干个。3个一级评价指标共分解为7个二级评价指标。具体见图1水利工程质量评价指标体系。

2 传统模糊综合评价模型的建立

模糊综合评价模型的建立需要经过以下步骤。

步骤1 确定评价指标集。指标集是选取对评价对象的影响比较大的因素的集合G。单因素评价指标gtik（t=1，2…n；i=1，2…n；k=1，

2…n）。

步骤2 确定权重集。由于各个指标对于评价对象的影响程度，重要程度是不尽相同的，因此在进行合成前需要进行权重的确定。权重集W是对各评价指标重要程度的直观反映。

步骤3 确定等级评价集。评价集是各个评价等级的集合。评价集V=（v1，v2…vn），各元素分别代表不同的评价级别。

步骤4 确定单因素评价模糊矩阵。对于指标集中的某一个指标gtik，则对评价集中vj的隶属度为mikj，而对于因素的隶属度可将其组合为单因素评价模糊矩阵。

步骤5 模糊综合评价。由于各个评价指标对于评价对象的影响程度不同，因此需要建立一个以指标集Gti为基础的权重模糊子集Wti。即一级层次权重模糊子集为W21=（w211，w212…w21k），以此类推。然后，需要进行模糊综合评判矩阵A的建立，即A21=W21M21=（a211，a212…a21j），其中aj为模糊综合评价指标。利用最大隶属度原则，选取Max（a211，a212…a21j）作为工程质量评价结果。

3 模糊综合评价模型的改进

3.1 传统的模糊综合评价法存在的问题

传统的模糊综合评价法在运用的过程中存在缺陷。首先，在利用最大隶属度原则选取Max（a211，a212…a21j）作为工程质量评价结果时，对实际情况的反映包含主观因素。

其次，一般根据最大隶属度原则来判断评价对象类别，但是最大隶属度原则可能只选取了部分信息，从而可能导致信息丢失的缺陷，使结果真实性丧失。在模糊综合评价的实例中，最大隶属原则被运用在很多地方，但是此原则并非普遍适用[5]。例如，得到的某一个评价结果为A=（0.4，0.3，0.3），利用最大隶属原则进行直观的分析评价结果，则可以直接评定为优良。理论上可以较客观的反映本身界限的模糊性，但是在上例中运用最大隶属度原则，有效程度不高，损失的信息量较多。而在某些情况下，也存在最大隶属原则完全失效的情况，例如A=（0.3333，0.3333，0.3333），此时根据最大隶属原则无法判断所属类别，即最大隶属原则失效。因此，使用时有必要对评价结果进行有效性检验，并对失效结果进行处理。所以，需要一种改进的方法。

3.2 模糊综合评价法的改进

首先，由于最大隶属度原则反映的评价包含主观因素，所以需要一个确切的分数来客观反映评价的结果。利用相应方法可将质量评价结果Max（a211，a212…a21j）转换为定量的综合评价值[6]。依据《SL17

6-2007水利水电工程施工质量检验与评定规程》和《SL634-2012水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程》将工程质量级别分为三个等级，即优良、及格、不及格，具体划分见表1。

从而可得到参数列向量P=（90，70，0）T，工程最终综合评价结果x=AP。再以工程质量级别评价标准为依据，则可以客观的确定工程的质量等级。

其次，由于对于最大隶属度原则可能出现不适用性，会造成结果失真。因此，改进的模糊综合评价法采用以下步骤判别工程施工质量。

步骤1：采用最大隶属原则的有效度检验公式[7]判定工程施工质量级别的有效度。

4 工程实例

影响水利水电工程施工质量的因素颇多，层次结构复杂，因此需要对其进行多层次、细致的评价分析，以期对工程施工质量有一个科学、合理、严谨的评价。为此，文章以某堤防加固工程[8]为例，运用改进后的模糊综合评价法对工程施工质量进行综合评价。各层次的权重可采用二元比较决策法并综合评审组专家意见确定。

4.1 确定等级评价集

依据《SL176-2007水利水电工程施工质量检验与评定规程》和《SL634-2012水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程》，根据工程实践和经验由专家给出合理科学的评价分数级，本工程将质量等级划分为三个级别，即优良、合格、不合格，具体见表1。

4.2 模糊综合评价结果

运用模糊综合评判方法，以工程准备阶段的工程设计为例进行评价。

则该工程施工质量综合评判结果：

A=WM=（0.7104，0.2310，0.0586）0.7104+0.2310+0.0586=1，表明是归一化的评价结果。

运用传统模糊综合评价法，到此依据最大隶属度原则即可判断对于该工程的工程质量优良、合格、不合格的隶属度分别为71.04%，23.10%，5.86%，从而整个项目的最终质量评价等级为优秀。

然而，评价结果包含太多的主观因素，也存在丢失信息的缺陷，因此需要对评价结果的有效度进行检验，并对失效的结果进行处理。

4.3 最大隶属度原则有效度？孜的计算

根据式（1）对评价所确定的最大隶属度原则有效度？孜进行计算，通过计算可以得到整体有效度？孜=1.2242，在[1，+∞）的范围内，属于非常有效，因此工程整体的最大隶属度原则是非常有效的。但是，仍要对三级、二级层次下各个因素进行计算，三级层次的最大隶属度原则有效度见表3，二级层次的最大隶属度原则有效度见表4。

4.4 综合评价

由于经有效度检验，本工程最大隶属度原则有效度？孜=1.2242，属非常有效区间，因而可以采用最大隶属度原则进行工程质量等级评测。工程整体综合评价结果为x=AP=80.1060>80，说明该水利工程施工质量等级为优良。

5 结束语

（3）以传统模糊综合评价法为基础，确立最大隶属度原则有效度和置信度准则有机结合的改进模糊综合评价法，并将其应用于堤防加固工程的施工质量评价，并以定量的结果x=80.1060进行评价，得到评价结果为优良。结果表明这是一种合理、可靠且更全面的工程施工质量评价方法。

参考文献

[1]SL176-2007水利水电工程施工质量检验与评定规程[J].2007.

[2]SL634-2012水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程[J].

[3]李重用.水利水电工程施工质量评价方法研究[D].国防科学技术大学，2009.

[4]徐健，吴玮，黄天寅，等.改进的模糊综合评价法在同里古镇水质评价中的应用[J].河海大学学报（自然科学版），2014（02）：143-149.

[5]陈耀辉，孙春燕.模糊综合评判法中的最大隶属原则有效度[J].重庆师范学院学报（自然科学版），2001，18（1）：45-47.

[6]李明金.建筑工程质量评价研究[D].南京理工大学，2008.

[7]王静，董肖丽.模糊评价中最大隶属度原则的改进[J].河北水利，2011（02）：27-28.