基于组合赋权法—向量夹角余弦的装配式建筑施工质量评价研究

苗泽惠，施德阳 （吉林建筑大学，吉林 长春 130000）

1 引言

近年来，建筑业在提升国内生产总值、带动相关产业发展、解决就业问题等方面发挥着举足轻重的作用。但我国传统建筑方式仍存在较多弊端，建筑行业急需转型。由于低耗能、工期短、减少环境污染等特点，装配式建筑在我国得到大力推广。装配式建筑是将工厂生产的预制构配件，运送至施工场地，在工地吊装、连接，并部分现浇组成的建筑。施工阶段是装配式建筑形成过程中的主要阶段，施工质量的优劣影响着装配式建筑最终质量。因此，装配式建筑施工质量评价研究对提升装配式建筑质量具有重要意义。

国外装配式建筑发展较早，针对装配式建筑的施工质量有一定的研究成果。近年来，随着国家对装配式建筑的推广，装配式建筑质量引起广泛的重视。专家和学者们一方面积极地寻找影响装配式建筑质量的因素；另一方面针对这些因素进行分析研究。齐宝库等建立装配式建筑施工质量评估指标体系，并提出了AHP——模糊综合评价模型，但AHP结合模糊综合评价得出的评价结果过于主观，评价过程过于复杂，实用性不强。刘光忱等运用ISM模型和MICMAC方法揭示各因素之间的传递机理，并提出优化措施，为今后对装配式建筑质量评价的研究打下基础。

由于装配式建筑施工质量评价具有多指标属性，且各指标间具有一定的关联性，因此，本文通过DCQ思想建立评价指标体系。采用组合赋权法结合向量夹角余弦法，构建一种科学合理的评价模型，以期实现对装配式建筑施工质量客观精准的评价。

2 装配式建筑施工质量评价方法概述

装配式建筑质量的形成是实践的过程，对装配式建筑质量评价应采取主观评价法与客观评价法相结合。大多数已有的多指标权重确定方法过于主观，因此，本文采用层次分析法结合熵权法确定指标权重，将主观与客观相结合，探索装配式建筑施工质量各评价指标的最优权重。

装配式建筑施工质量评价就是用一种评价方法得到的评价结果与最优值进行对比的过程。向量夹角余弦法是将向量代数和余弦定理相结合的一种评价方法。将三角形的两边视为向量，计算两向量间夹角的余弦值，可确定两向量间相近度。该评价模型将代数与几何相结合，使装配式建筑施工质量评价变得更为简便直观。从方法论的角度来看，向量夹角余弦法与装配式建筑施工质量评价具有共通性与契合性。

3 装配式建筑施工质量评价模型构建

3.1 指标体系的构建

目前，大多数指标确定多用调查问卷的方法，但这种方法存在误差，还需深究。实践活动的目的是满足人们对产出物的需求，循环往复，构成了需求与实践活动的链条。本文基于装配式建筑特点，提出了DCQ思想，即“需求——建造——质量特性”。因为在装配式建筑形成过程中，建造是核心，所以将建造指标输出作为一级指标。根据上述DCQ指标选取的思想，实际调查装配式建筑施工质量影响因素，确定一级指标，依据4M1E并参考相关文献对二级指标进行归纳总结。如图1所示。

图1 装配式建筑施工质量评价指标体系

3.2 评价指标权重的确定

本文采用调查问卷法根据装配式建筑施工质量各评价指标的重要程度以1～9的标度进行打分，构造相应的目标层判断矩阵及各准则层判断矩阵，利用层次分析法进行主观权重的计算，同时采用专家咨询法对各指标重要程度进行1～10打分，运用熵权法原理计算客观权重。按照公式1将主客观权重相结合形成组合权重，如表1所示。

其中，xi为主观权重，yi为客观权重，Zi为组合权重。

3.3 基于夹角向量余弦的评价模型建立

①计算加权标准评价向量U。本文将各指标值域设定为1～9，数值越大结果越优。

装配式建筑施工质量评价指标权重 表1

U= （9 ×Z1，9 ×Z2，.......，9 ×Zn），n=19

②构建加权待评价向量V。本文邀请行业专家根据评价指标体系中个指标重要程度按照1～9打分，并通过计算整理形成初始待评价向量W。

W=（W1，W2，.....，Wn），n=19

③对向量W进行加权处理，得到加权待评价向量U。

V=W ×Zi= (W1×Z1，W2×Z2，.....，Wm×Zn)，m=18，n=18

④计算向量夹角余弦值ρ。

⑤确定评价标准。本文将评价结果ρ定义在区间[1,-1]，并将其细分为4个区间分别代表4个级别。如表2所示。

装配式建筑施工质量评价标准 表2

4 实例分析

以哈尔滨市某住宅小区项目为例，该项目3层以上均为装配式整体建筑。现对其施工质量进行评价。为确保全面评价装配式建筑施工质量，邀请施工经验丰富的5位建筑领域专家，针对19项指标对装配式建筑施工质量进行1～9打分，最终评价结果以平均分为准，评分汇总如表3所示。

专家评分结果汇总 表3

4.1 模型构建

①确定加权标准评价向量U

②确定加权待评价向量V

③计算向量夹角余弦值ρ

④评价装配式建筑施工质量级别

计算得出ρ=0.974，根据表2可知，ρ值在第二区间。此项目施工质量评价级别为良。由图2可知，该项目的施工质量各评价指标与标准值仍有差距，尤其在施工安装环境质量和信息协同管理质量两方面还需加强，企业应及时明确自身不足并加以改正。

图2 装配式建筑施工质量评价数据对比图

5 结论

本文通过文献研究和实地勘察的方式总结出装配式建筑施工质量的主要影响因素，采用DCQ思想对其进行筛选分类，采用组合赋权法计算各指标的权重值及权重排序，充分考虑了评价方法的主观性与客观性，确保权重值的可靠性，为最终评价结果的合理性打下良好的基础。运用向量夹角余弦法对装配式建筑施工质量进行评价，确定装配式建筑施工质量等级，为装配式建筑质量评价体系研究，提供一种新思路。结合工程实例进行分析，证实了向量夹角余弦法不仅具有理论意义，同时也证明其实际应用价值。