FAHP法在河道整治工程后评价中应用

朱相丞，彭广东，杨 樾，王 欣，何 昊

(1.南京市长江河道管理处，江苏 南京 210011；2.南京市水务建设工程有限公司，江苏 南京 210011)

后评价工作起源于20世纪60年代的西方发达国家，我国的后评价工作起步晚，特别是水利工程后评价于1993年才进行尝试，目前相关工作的发展仍略显滞后，特别是针对大型项目后评价工作经验匮乏[1- 3]。

本文针对长江南京新济洲河段河道整治工程中的新生洲头导流坝工程进行专项量化评价，并首次采用模糊层次分析法，更直观了解工程效果。由于河道整治工程较为复杂，以往缺少评价模型构建经验，如何确定评价元素以及相互之间关系，从而构建合理的多目标评价体系成为最大难点[4- 7]。

1 工程概况

新济洲河段位于长江南京河段进口，由于其地理位置的特殊性，该河段的河势是否稳定极大影响着整个长江南京段的河势。为保障新济洲河段及南京河段的稳定，延续前期整治效果，满足南京市国民经济可持续发展需要，长江南京河段新济洲河段河道整治工程于2013年起正式实施。该工程分别由河势控制工程以及护岸工程两大部分组成。其中，新生洲头导流坝工程是整个新济洲河道整治工程最后一个标段工程，工程目标为以现有河势为基础，通过导流坝的建设加强洲头防护，并通过加强左汊水流分流比的方式改善分流比，工程新建导流坝389m，采用了砂肋软体排护底、袋装砂筑坝、网兜抛石防护、格宾石笼坝面防护等工艺，2015年12月开工，2016年5月完工[8- 11]。

2 FAHP法在导流坝工程中的应用

模糊层次分析法(FAHP)是一种系统性效果评价方法，该方法通过模拟人的思维过程，将复杂系统层次化，结合各个层次、指标因素比较结果，赋予其相对重要度的权重值，结合定性和定量两种分析方式，进行多目标分析，具有过程清楚、操作便捷等特点。本工程通过该方法将专家及参建各方对于导流坝工程实施过程及效果的主观认知判断用数量形式表达，真实的反映项目评价结果。

2.1 评价模型的建立

根据工程资料，对该工程评价对象进行多目标层次分析结构模型的建立，构造合理的评价指标结构。分为目标层、准则层及指标层三层，选择因素时应选用在系统中起到较大作用的典型代表，且各因素之间相互独立，便于度量。

根据上述原则，分层创建因素集，项目总体评价A={B1，B2，B3，B4}={工程宏观评价，前期规划设计及施工准备评价，施工过程评价，运行效果评价}，B1={C1，C2，C3}={工程目标合理性，工程实施可行性，工程决策及程序}，B2={C4，C5，C6，C7}={规划设计方案，资源和建设条件，前期准备工作，资金来源和下达}，B3={C8，C9，C10，C11，C12，C13}={工程质量及其控制，工程进度及其控制，工程投资及其控制，工程安全及其控制，工程变更及其控制，工程环保及其控制}，B4={C14，C15，C16}={质量检测及验收，工程目标实现，可持续效果}。新生洲头导流坝工程施工技术及效果评价递阶层次结构如图1所示。

图1 新生洲头导流坝工程施工技术及效果评价递阶层次结构

2.2 构造判断矩阵

建立评价模型后，需要通过构造相应的判断矩阵，将同一层中的各因素之间重要性开展比较，并将得到的系数构成判断矩阵，详细评价比较尺度见表1。

表1 评价比较尺度

准则层及指标层各项比较得到的结果分别见表2—6。

表2 A- B比较判断矩阵

表3 B1- C比较判断矩阵

表4 B2- C比较判断矩阵

表5 B3- C比较判断矩阵

表6 B4- C比较判断矩阵

2.3 权重计算及层次单排序

通过上述计算得到比较判断矩阵后，下一步需确定各层中的元素对上一层的有限程度，即通过计算求出每一个判断矩阵的最大特征根和对应的特征向量，再通过归一化处理获得相对应的层次上的单排序权向量。具体计算步骤为：

(1)计算矩阵每一行元素乘积Mi;

(2)计算Mi的n次方根Wi；

(3)计算权向量；

得到权向量后需进行层次单排序和一致性检查：

(1)

根据阶数n查相应RI的值，计算一致性比率CR=CI/RI，若CR<0.10， 即该矩阵的一致性是可以接受的，无需修正，Saaty给出的平均随机一致性指标见表7，层次单排序表见表8。

表7 平均随机一致性指标

表8 层次单排序表

根据上述计算确定各因素的最终权重值，整理后得到的最终权重统计表见表9。

表9 最终权重

2.4 模糊后评价矩阵建立

针对上述评价指标体系以及涉及到的指标构成，并根据工程资料、现场实际情况以及水文地形的实测情况，由各参建单位及专家共计10人对上述指标层项的实际完成程度及所达到的实际效果进行了分级评价打分。评分标准采用百分制，根据评分结果得到相应评语，其中Ⅰ级(90≤评分≤100)代表工程成功、Ⅱ级(80≤评分<90)代表工程基本成功、Ⅲ级(70≤评分<80)代表工程部分成功、Ⅳ级(60≤评分<70)代表工程不成功、Ⅴ(评分<60)代表工程失败，具体评分数据见表10。

表10 指标评分数据

根据表10可得准则层对于指标层的评价结果，经整理见表11。

表11 评价结果分级统计表

根据表11可以得到评价矩阵RB1、RB2、RB3、RB4：

(2)

根据表9可知各权向量分别为WB1=(0.5396，0.2970，0.1634)，WB2=(0.4453，0.1575，0.2648，1324)，WB3=(0.3113，0.1797，0.1079，0.1923，0.1079，0.1009)，WB4=(0.5396， 0.1634，0.2970)，WA=(0.1444， 0.1444，0.3915，0.3197)，利用权向量对各评价矩阵进行模糊运算可得各评价向量：

YB1=WB1·RB1=(0.5396，0.2970，0.1634)

(3)

同理可得YB2=(0.7032，0.2968，0，0，0)，

YB3=(0.4721，0.5279，0，0，0)，YB4=(0.6649，0.3351，0，0，0)，在此基础上可得本工程模糊综合评价矩阵RA如下：

(4)

综上，YA=WA·RA=(0.6135，0.3865，0，0，0)

2.5 评价结果

根据本工程采用的评语集可将分值转换为权向量：

(5)

从而可得各指标分值：

B1=0.7935×95+0.2065×85+0×75+0×65+0×55=92.94

同理可得B2=92.03，B3=89.72，B4=91.65，A=91.35

通过评价得分可以看出，本工程总体评价为成功，新生洲头导流坝工程经过一段时间运行后总体效果良好，整个工程产生了良好的效益。而从各准则层评价结果看，各准则层评分分值接近，说明各项工作都合理的进行开展，具体分值排序为B1>B2>B4>B3，体现本工程前期规划最为成功，而施工过程还有进一步提升空间。[12- 15]

3 结语

后评价工作是水利工程建设管理周期中不可或缺的一环，本文采用的模糊层次分析法，将抽象的评价对象作为一个系统，按目标分解，比较判断，结合了定性与定量的方法，将专家评估意见和理论计算互补，在决策者和分析者之间建立了沟通桥梁，和一般分析方法相比更直观、实用、简洁。评价过程中结合建设管理经验建立了本工程适用的评价结构模型。从评价结果上看，工程的实施过程及效果总体上是成功的，今后可根据工程的特点不断完善并引入更多类似河道整治工程中应用。