基于改进F-AHP法和二元对比法的水库施工期风险分析

丛日军

（凌源市水务局，辽宁 凌源 122500）

基于改进F-AHP法
和二元对比法的水库施工期风险分析

丛日军

（凌源市水务局，辽宁 凌源 122500）

水利项目在施工期建设中，往往存在工程项目规模大、施工现场环境恶劣等问题，施工建设受到地质、环境等因素影响，造成施工期内存在一定风险。结合国内外研究现状，讨论了水利施工期存在的各种风险因素，采用两种不同的风险评价方法对何家沟水库河道景观设计项目进行评价分析。研究结果表明：改进F-AHP法和二元对比法均能通过一致性检验，且两种方法的结论相同，都可以用于水利工程施工期风险评价。为水利工程项目施工期风险评估提供理论指导。

水利工程；模糊层次分析法；模糊二元对比；风险分析

随着水利设施的不断增加，如何解决水利工程施工期中的风险问题成为当前研究的热点。季洪涛等［1］基于突变理论提出了一种土石坝稳定性分析的有限元强度折减法，为土石坝施工期安全评价提供参考。贾洪涛［2］采用风险模糊集理论对十二官拦河闸进行安全评价，并给出几种不同评价方法下的加固措施。钟瑞喜［3］采用层次分析法构建了风险评估模型，对水利工程施工期风险进行评价，提供了控制措施。在构建风险评价模型时，人们通常使用层次分析法或改进的模糊层次分析法等来进行风险评价［4］，本文以何家沟水库设计项目为例，在模糊理论的基础上采用两种不同的风险评价方法对工程施工期风险进行评价分析，确定风险大小，该研究对企业及早作出风险应对措施，进行风险防范有着重要的现实意义。

1 模型构建

1.1 改进模糊层次评价模型的建立

设评价集V={V1，V2，V3，…，Vj}，指标集U={U1，U2，U3，…，Um}。

设R为由m个评价指标构成的总评价矩阵，R=（rij）mn，即［5］：

其中Ri=ri1，ri2，…，rin（i=1，2，…，m）为单因素模糊评价。

1.2 改进模糊二元对比模型的建立

模糊准则集合U={x1，x2，…，xn}，总共有k人，选z（z≤k）人根据模糊准则集合U中元素xi发表一个意见yj，发表m个意见，记为目标集合P={y1，y2…，ym}。构建模糊优先关系矩阵，对抉择因素进行两两比较评分。根据优先关系知［6］：

λ由1开始下降，当Rλ首次出现第i行元素等于1时，则xi1是第一优越准则；对决策准则排出优先顺序，并赋予各个决策相应的权重系数。假如准则U的决策因素有：A，B，C，D 4个，准则V的决策因素有E，F，G 3个，则相应的加权赋值为Wa，Wb，Wc，Wd，We，Wf，Wg。

若Wu＞Wv，说明准则U优先于准则V。若Wu＜Wv，说明准则V优先于准则U。

2 施工期风险实例分析

何家沟水库位于刀尔登镇南店村，属滦河水系，青龙河上游二级支流。坝址以上流域河长1.61km，水库集雨面积1.9km2，河道平均比降5.9%，是一座主要以防洪为主兼顾灌溉的小（2）型水库。

2.1 改进的模糊层次分析法评价

通过对何家沟水库河道景观设计项目的分析计算，得出风险评价结果。水利工程项目施工期的风险因素集，如表1。

表1 施工期风险因素集

采用专家打分方法对准则层B中的8个因素进行打分，通过两两对比，获得模糊互补判断矩阵：

对矩阵B进行相容性检验，发现I（B，WB*）=0.095，小于α=0.1，满足相容性要求。

目标层A的因素层重要度排序向量：

WA=（0.075，0.043，0.055，0.063，0.071，0.086，0.045，0.055，0.078，0.046，0.039，0.052，0.041，0.036，0.035，0.024，0.034，0.059，0.036，0.029，0.064，0.038，0.049，0.069，0.080）。

目标层A的因素层重要度排序：

财务水平、景观因素、施工技术、地质、招标机构、生态因素、管理水平、协商能力、经济背景、供货能力、气候、设计水平、处理突发事件的能力、人员安排、质量监管、施工管理、合同水平、水文、监理员水平、施工机械、材料价格、政策、资质审批、法律法规、材料质量。

准则层B的重要度排序向量：

WB=（0.241，0.709，0.931，0.169，0.164，0.047，0.053，0.896）T。

准则层B的重要度排序为：施工企业、规划、业主、环境、监理公司、供货商、政府、社会。

分析结果可知，环境风险隶属度在风险低范围，监理公司、供货商、政府、社会的风险隶属度在风险极低范围。对目标层A的因素层重要度排序时，发现财务水平、景观因素、施工技术、地质、招标机构这些因素的影响较大；对准则层B的重要度排序时，发现施工企业、规划、业主的影响因素较大。

2.2 改进的模糊二元对比评价

对准则层的优先顺序两两比较，若Bw2＞Bw1，则业主优先于环境。以此类推，最终准则优先顺序为：施工企业、业主、规划、环境、监理公司、供货商、社会、政府。

对因素层的优先顺序两两比较，获得风险因素优先顺序为：财务水平、景观因素、地质、施工技术、招标机构、设计水平、生态因素、供货能力、协商能力、经济背景、管理水平、气候、设计水平、人员安排、处理突发事件的能力、质量监管、施工管理、合同水平、水文、监理员水平、施工机械、政策、材料价格、材料质量、法律法规、资质审批。

因此，在因素层风险因素优先顺序中：财务水平、景观因素、地质、施工技术、招标机构、设计水平、生态因素影响较大；准则层风险因素中施工企业、业主、规划影响较大。

2.3 结果分析比较

在因素层根据风险因素的重要度排序，进行赋予权重值，两种不同方法的风险综合评价结果对比情况如图1。

图1 施工期因素层的风险综合评价结果

由图1可以看出，两种评价方法下的C4管理水平、C8设计水平、C24生态因素，3个因素差异较大，其余因素的评价结果基本相同。对准则层各因素进行赋予权重值，两种不同方法的风险综合评价结果对比情况如图2。

图2 施工期准则层的风险综合评价结果

从图2中可以看出，两种评价方法下B2业主、B8规划两因素的差异较大。这是由于改进的模糊二元对比方法分析时，在规划和业主进行比较时，采用的是定性分析，导致规划准则中的生态因素存在较大误差，最终导致两种方法得出的业主、规划的重要度存在差异。

3 结语

（1）该项目的风险因素优先顺序中，财务水平、景观因素、地质、施工技术、招标机构、设计水平、生态因素影响较大；准则层风险因素中施工企业、业主、规划影响较大。

（2）采用改进的模糊层次分析法与改进的模糊二元对比两种方法分析水利工程施工期风险时，通过结果对比，得出一致性较好，结论一致，均可应用于施工期风险评价。

（3）改进的F-AHP分析法计算精度高，对分析何家沟水库设计项目更具有有效性，科学性；改进的模糊二元对比法计算精度较低，计算相对简单，适用于一般项目的计算和评价。

［1］季洪涛.基于突变理论的土石坝坝坡安全稳定分析［J］.水利建设与管理，2015，35（12）：24-27.

［2］贾洪涛.基于模糊理论的拦河闸病险情分析及安全评价［J］.水利规划与设计，2016（7）：77-79.

［3］钟瑞喜.刍议可靠性理论在水利建筑施工安全领域的应用［J］.中国水能及电气化，2015（12）：55-57.

［4］冯秀红.基于模糊层次分析法的闹德海水库大坝安全评价［J］.中国水能及电气化，2016（9）：35-42.

［5］翁月娇，唐德善，王银银.基于F-AHP法的水利加固改造工程效果后评价［J］.水电能源科学，2009（5）：145-148.

［6］郭琦，杨胜武.基于AHP-模糊综合评价法的水库移民风险评价［J］.人民长江，2014（4）：44-47.

［7］司国佐，李闯.利用二元回归法分析水库调节水量的经验公式［J］.东北水利水电，2009，27（8）：29-31.

（责任编辑：尹健婷）

Risk analysis of reservoir construction period based on im proved F-AHP method and two elementmethod

CONG Ri-jun
（Lingyuan Water Authority，Lingyuan 122500，China）

In the construction of water conservancy projects，there are many problems，such as the construction projects large in scale，a difficult environment of construction site，and so on.The construction is affected by the geological and environmental factors.Combined with the research status at home and abroad，firstly discuss the risk factors of water conservancy construction period，using two different risk assessment methods to evaluate Hejiagou Reservoir river landscape design project.The results show thatboth the improved F-AHPmethod and the two elementmethod can be used to test the consistency.This paper can provide a theoretical guidance for risk assessment of water conservancy project during construction period.

water conservancy engineering；fuzzy analytic hierarchy process；fuzzy binary comparison；risk analysis

TV51

：B

：1672-9900（2017）04-0071-04

2017-05-09

丛日军（1971-），女（汉族），辽宁凌源人，工程师，主要从事水利建设与管理方向研究，（Tel）18342161600。