城市水环境治理项目施工质量管理绩效评价

赵化祥，刘 建，薛德韩，王 刚，陈克均，董 敏，陈运初，王兴秀

（1. 中电建生态环境集团有限公司，广东 深圳 518102； 2. 深圳大学 土木与交通工程学院，广东 深圳 518060，E-mail：liujian@szu.edu.cn）

水环境是指围绕人类活动区域可直接或间接影响人类生活和发展的水体，也是指自然界中水的产生、散布和转化所处空间的环境。近年来，随着城市水环境的污染日益严重，我国制定并实施了一系列方针政策，推进水环境的治理工作[1~3]。目前，中国水生态环境仍存在问题：水生态环境问题成因日趋复杂；基础设施建设依旧薄弱；水环境管理水平亟待提高[4]。因此，如何做好水环境治理工作显得至关重要。而提高水环境治理质量，离不开水环境治理项目中高效的质量管理和有效的质量管理绩效评价。

质量管理绩效是项目在建设过程中质量管理的效果和效率的综合反映[5]。绩效评价则是对组织行为活动实施控制、加强管理、确保工作质量、提升管理水平的必要手段和基础工作[6，7]。目前，工程项目质量管理绩效评价已有一些研究[8，9]，但对于城市水环境治理项目施工质量管理绩效的研究还处于空白阶段。因此，为提高城市水环境治理项目质量管理水平，本文建立了基于AHP-熵权法确定指标权重的模糊综合评价模型，并应用于茅洲河水环境治理项目施工质量管理绩效评价，以期为类似水环境治理项目施工质量管理提供参考。

1 研究方法

1.1 模糊综合评价法

模糊综合评价法能将定性评价转为定量评价，具有结果清晰、系统性强等特点[10]。在实际的工程应用中，评价对象通常具有多样性，进行评价时往往要考虑多方面因素。模糊综合评价法是众多评价方法中最方便、最实用的一种，是分析多准则因素问题的有效方法[11]。该方法在进行综合系统评价时，通过构建评价模型，对各项指标进行定量分析，最终得到评价结果[12]，在一定程度上可以消除主观因素对评价主体的影响，使得评价结果更准确。

模糊综合评价法的基本步骤[13]如下：

（1）构建因素集U、评语集V 和权重集W。

（2）确定模糊算子并计算模糊隶属度，最后建立模糊综合评价集。

（3）根据最大隶属度原则，确定评价对象的综合评价结果。

然而，在传统的模糊综合评价模型中，指标权重确定通常采用的是层次分析法，综合评价原则遵循最大隶属度原则[14]，使用该方法进行指标权重的确定具有一定主观性和随机性，易影响评价结果的准确性[15]。因此，为提高评价结果的科学性和客观性，弥补主观赋权法的不足[16]，更好地体现城市水环境治理项目质量管理的实际情况，本文引入了信息熵，采用AHP-熵权法来求解权重，并在评价原则方面进行了改进。

1.2 层次分析法

层次分析法是一种可以将定性与定量分析方法相结合的多目标决策分析方法。应用层次分析法确定主观权重包括以下4 个基本步骤：

（1）建立递阶层次结构模型。分析影响评价对象各因素之间的相互作用，建立包括评价目标、准则层和指标层在内的递阶层次结构模型。

（2）构造判断矩阵。通过比较每一层中各因素相对于上一层的重要性，采用1~9 标度法构造判断矩阵A=(aij)m×n，其中aij表示元素i 与元素j 的重要性之比，判断矩阵标度定义如表1 所示。

（3）层次单排序及层次总排序。层次单排序是将本层所有元素对相邻上一层某元素排出的一个权重优先顺序，即可以得出二级指标ui1，ui2，…，uim，相对于一级指标ui的权重优先顺序，也可以得出一级指标ui相对于整体目标的权重优先顺序。层 次总排序是得出各个二级指标相对于整体目标的权重优先顺序。两个层次的排序本质都是求出判断矩阵最大特征值λmax对应的特征向量。

表1 判断矩阵标度含义

（4）一致性检验。一致性比率通常用一致性指标CI 和同阶矩阵平均随机一致性指数RI 的比例来表示。

式中，λmax为判断矩阵的最大特征值；n 为判断矩阵阶数；RI 取值见表2。

表2 平均随机一致性指数表

当CR≤0.10 时，认为结果满足一致性检验要求，否则需要专家对判断矩阵的值重新进行调整。

1.3 熵权法

熵权法通过计算指标的信息熵，来量化系统某项指标的变异程度，该指标的变异程度越小，则其所储存的信息量就越少，熵值就越大，权重就越小。依据熵权法确定客观权重的步骤如下：

（1）确定评价指标评价等级。

（2）构造原始矩阵。如果有m 个待评价项目，n 个评价指标，得到多对象关于多指标的评价原始决策矩阵为R：

（3）计算评价指标的熵值。确定第j 个评价指标下第i 个项目中的熵值大小，计算公式如下：

为保证lnRij存在实际意义，特设RijlnRij=0（Rij=0 时）。

（4）计算评价指标的熵权。确定第j 个评价指标的熵值大小，计算公式如下：

式中，1-Hj称为信息冗余度，用gj表示，即gj=1-Hj，gj越大，熵权越大。

（5）获取一级指标相对于评价目标的权重。基于熵的可加性，把二级指标的权重相加可得出一级指标权重。

2 评价模型的构建

2.1 评价体系的建立

2.1.1 评价对象

城市水环境治理项目质量管理绩效评价一般包括项目策划、设计、施工和运营等阶段的评价。由于施工阶段对工程质量影响最大且本文仅对施工阶段质量管理进行了现场调研和分析，因此，评价对象限定为施工阶段的质量管理绩效。

不同于一般建设工程质量绩效评价，城市水环境治理项目质量绩效评价有其自身的特殊性。主要包括：涉及范围广，每个子项和标段的特点与质量管理要点不同；具有很强的社会性，质量绩效评价的结果与项目奖惩挂钩；质量绩效评价和一般建设工程相比具有更强的系统性；需要动态视角对质量工作进行分析。

2.1.2 评价指标的选取

为使指标客观、全面、真实地反映城市水环境治理项目施工过程中质量管理活动的真实情况，在指标确定方面遵循了全面质量管理和三阶段控制的思想，从影响质量5M1E 的6 个要素出发，对影响城市水环境治理项目质量管理绩效的因素进行全面、全过程的分析和识别。

本文根据城市水环境治理项目施工阶段动态性控制要求，通过文献分析、相关标准规定、专家访谈等方式对施工准备、施工和竣工验收3 个阶段的关键因素进行识别，确定了初期适用的评价指标[17]；再由相关专家（原中电建水环境治理技术有限公司质量管理部负责人、常年研究城市水环境治理项目的专家等）进行关键因素的选取，分类汇总专家意见，采用排列图法来统计每个因素被提起的频率，对重要度进行排序，对排在前80%的指标进行分析；根据分析结果，确定了由3 个一级指标和16个二级指标组成的评价指标体系（见图1）。

图1 城市水环境治理项目施工质量管理绩效评价指标体系

2.2 评价指标权重的确定

由于单一使用主观赋权法或是客观赋权法，容易使评价结果不够全面、准确、合理，因此，本文把用AHP 法确定的主观权重和熵权法确定的客观权重进行有机组合。目前常用的权重组合方式有加权平均值法和乘积归一法。

（1）加权平均值法。

（2）乘积归一法。

式中，i=1，2，…，m；j=1，，2，…，n。

由于这两种方法无明显偏好性，因此本文采用简单的算术平均法进行权重的组合，确定综合权重。

2.3 评价原则的确定

为提高评价结果的科学性和客观性，更好地符合城市水环境治理项目质量管理的实际情况，本文在评价原则方面进行了改进。

在传统模糊综合评价法中，通常采用最大隶属度原则进行综合评判，虽然它应用广泛、简便易行，但遗漏的信息较多，易出现低效甚至失效的现象。为保留全部数据，使评价结果更为客观，本文对由 模糊算子M（•，⊕）运算得到的模糊综合评价集按照加权平均的原则进行计算。同时，为了得到精确的质量管理评价等级值，本文将质量评价尺度集V={优、良、中、低、差}分别用数值来表示，令V={9，7，5，3，1}，建立如下质量管理绩效评价等级计算公式：

式中，Bp为评价对象在第P 评价等级上的隶属度；k 为加权系数，本文中k 取2。当k 趋于无限大时，这个公式就符合最大隶属度原则。根据Ap取值区间，大致分为I 至V 级5 个评价等级。若Ap∈(8，10]，该系统的质量管理状态评价等级为Ⅰ级很好；若Ap∈(6，8]，该系统的质量管理状态评价等级为Ⅱ级较好；若Ap∈(4，6]，该系统的质量管理状态评价等级为Ⅲ级一般；若Ap∈(2，4]，该系统的质量管理状态评价等级为Ⅳ级较差；若Ap∈[0，2]，该系统的质量管理状态评价等级为Ⅴ级很差。

3 案例分析

茅洲河为深圳市第一大河，发源于深圳境内的羊台山北麓，干流全长31.29km，广深公路至茅洲河河口（东宝河，区间河长10.2km）是深圳与东莞的界河。茅洲河流域面积388.23km²，在深圳市境内茅洲河自东南向西北流经石岩、公明、光明农场、松岗和沙井等地，然后在沙井民主村入珠江口伶仃洋。目前茅洲河流域内水体污染严重，干支流水质劣于地表水Ⅴ类，水体黑臭，水生态环境亟待改善[18]。

本项目为茅洲河流域（宝安片区）面积约112.65km²的水环境综合整治工程，主要包括排涝工程、管网工程、河道综合整治工程、清淤和底泥处置工程等46 个子项目。

3.1 数据收集及整理

定性指标的基础数据主要通过专家打分法获得。定量指标数据则从该项目的实地调研中获取。本文邀请了15 位行业专家，对评价指标打分。“优”对应的分值区间为（90，100]，“良”对应的分值区间为（80，90]，“中”对应的评分值区间为（70，80]，“低”对应的评价等级分值区间为（60，70]，“差”对应的分值区间为[0，60]。根据各指标的打分情况，将打分值落在同一等级的人数除以参与评价总人数，获得隶属度矩阵如下：

在权重计算方面，用层次分析法和熵权法分别计算主观权重和客观权重，按式（9）进行优化组合，数据整理结果如表3 所示。选用M（•，⊕）算子对该项目质量管理状况进行模糊综合评价。计算公式如下：

根据确定的评价原则，按式（10）进行计算可得项目整体评价为6.607 分，该系统的质量管理评价等级为Ⅱ级较好，但仍有一些需要改进的地方。同理，也可以计算出该项目中各阶段的质量管理绩效评价等级，计算结果如表4 所示。

3.2 结果分析

3.2.1 指标权重分析

根据表3 可以看出准则层中各因素对目标层的影响力排序为U2>U1>U3。其中U2表示施工阶段，占比为53.12%，表明施工阶段在整个工程施工过程中是影响工程质量形成的核心阶段，相比于施工准备阶段及竣工验收阶段对工程质量的影响更大。

指标层相对于目标层的权重大小（指标层组合权重与准测层组合权重的乘积）排序为U23>U13> U24>U31>U27>U11>U25>U14>U26>U21>U33>U12> U22>U28>U34>U32。其中，指标U23施工材料检验率在所有指标中权重最高（12.32%），表明施工材料在施工质量管理方面有较大的影响力。指标U13施工组织设计的权重也较高，同样也说明了施工组织设计的重要性。

3.2.2 评价结果分析

（1）一级评价结果。由图2 可知，整个施工 过程“优”“良”评价占了绝大多数，尤其是在施工准备阶段。施工阶段优良评价占比有所降低，说明这一阶段容易出现质量问题，应加强管理。

表3 各类型工程项目安全评价指标评分值及权重

表4 各阶段与工程整体质量管理绩效评价结果

图2 一级评价结果分析图

（2）二级评价结果。二级模糊综合评价结果如图3 所示。由图可知，质量管理绩效属于“优”的可能性是21.16%，属于“良”的可能性是47.13%，属于“中”的可能性是34.53%，属于“低”的可能性为2.78%。表4 计算结果显示，每一阶段的绩效评价等级均为Ⅱ级较好。施工阶段的得分最高，说明在人员持续教育培训、施工材料检测、施工机具保养等方面做的比较完善。施工准备阶段的得分最低，可见还有需要改进的地方。

由于茅洲河水环境治理项目在全国范围内开创了大规模治理黑臭水体的先河，没有现成的管理模式可以参考，且整个项目包括排涝工程、清淤和底泥处置工程等10 个标段46 个子项目，工程类型复杂，涉及范围广，因此前期质量管理难度增加， 相对于施工阶段和竣工验收阶段来说管理水平一般，仍存在较多需要改进的地方。上述分析结果与各阶段实际情况基本一致，表明评价模型是可靠的。

图3 二级评价结果分析图

3.3 提高施工质量管理的建议

为推进城市水环境治理项目施工质量管理，结合该项目绩效评价的实际情况，提出以下意见：

（1）创建统一平台的双重协同质量管理模式。城市水环境治理项目涉及范围广，管理难度大，可创建基于统一平台的双重协同质量管理（Dual- Collaborative Quality Management，DCQM）模式，包括内部协同和外部协同。可以把总承包公司当作管理平台。内部协同管理就是指平台公司质量管理部门和标段项目部门协同。外部协同管理是指业主及监理，第三方监控，政府质检安监部门协同。两层协同管理方之间有统一的质量目标，统一的管理流程和标准，统一的技术验收规范。

（2）改进培训方式。茅洲河治理项目涉及的施工人员和管理人员众多，且施工作业多采用劳务分包方式，人员素质参差不齐。这种情况下，除常规的培训工作外，还应该对培训方式进行创新，例如，在固定劳务团队的同时，融合掌上教学和微课模式，让“老司机/老乡”以经验带路，增强质量意识的同时不失乐趣。

（3）搭建信息管理平台。注重应用信息化手段，搭建质量管理平台。通过网络平台，对项目现场的施工质量进行实时指导与管控。实现各参与方的有效协调，将各方需求汇总到同一信息平台上，并根据各方需求来传输、处理信息，如图4 所示。

图4 信息平台传递图

（4）建立信息化管控指挥中心。可以将现有的视频监控、二维码等新技术与BIM 模型相结合，指挥中心可通过模型和监控，点对点实时了解各标段的施工实况；工程进度与模型实现对接，对比现有的进度数据与计划目标的差距，通过数据量化把握人材机的合理性，保证工期。

4 结语

本文结合茅洲河水环境治理实际案例，提出了适用于城市水环境施工质量管理绩效评价的模糊综合评价模型。针对现有模糊综合评价模型存在的问题，利用AHP-熵权法对指标权重进行了较为客观的评价。利用茅洲河水环境治理项目的调研对模型进行了验证，结果表明，该模型的计算结果与实际相符，说明该模型可以用于城市水环境施工质量管理绩效评价。提出了构建统一平台的双重协同质量管理模式、改进培训方式、搭建信息管理平台和建立信息化管控指挥中心等质量管理的建议。可为类似的城市水环境治理项目质量管理提供一定的参考和借鉴。