复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理绩效评价研究

2022-10-22张飞涟王小兰吴喆何媛媛蔡超勋

铁道科学与工程学报 2022年9期

张飞涟，王小兰，吴喆，何媛媛，蔡超勋

(1. 中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075；2. 中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081)

复杂艰险山区铁路建设项目施工难度大、作业危险性高、建设周期长，其建设管理工作也具有极大的挑战性。近年来，“设计标准化、制造工厂化、施工模块化、作业机械化、管理信息化”已经成为建筑业发展趋势，模块化管理方法在项目管理领域的应用已经取得了显著成效[1]。引入模块化的管理理念对传统管理方法进行改进，成为应对复杂艰险山区铁路项目建设复杂性和可变性问题的有效途径，而研究建立科学合理的模块化管理绩效评价体系对模块化管理模式的成功实施尤为重要。模块化思想自诞生至今已经逐渐发展完善并在多个实践领域得到了应用，关于模块化评价的研究也开始受到关注。刘夫云等[2]借助复杂网络理论，提出了产品模块化程度的评价方法。王海军等[3]构建了模块化全流程评价指标体系。曾晓鹏[4]建立了关于玻璃钢游艇模块化设计与制造绩效评价指标体系。杨国兵[5]研究了我国造船业产业的模块化制造网络绩效评价。姚金凤[6]对汽车零部件供应链模块化管理进行了绩效评价。模块化管理思想[7]已经在工程项目建设实践中得到应用并逐渐推广普及，然而纵观现有文献，涉及项目模块化管理尤其是铁路建设项目模块化管理绩效评价的研究成果匮乏。为了评价模块化管理的实施效果，从而推动项目模块化管理的成功实施和持续改进，进而促使模块化管理成为提高复杂艰险山区铁路建设效益的有利工具，需要对模块化管理绩效评价进行研究。

1 评价指标体系构建

1.1 项目模块化管理绩效

对于绩效的定义，目前可以归纳成3类代表性观点，即“结果”派、“行为”派和“结果+行为”派。MICHAEL 等[8]认为绩效是“结果”，是“某人留下的东西”。CAMPBELL 等[9]则认为绩效是“行为”。另一些学则者认为是“结果+行为”，如BRUMBRACH[10]提出“绩效实际上是行为和结果的综合”。

综合考虑上述3种观点，本文在“结果+行为”派的观点上进一步提出：行为是将工作任务付诸实施的、由从事工作的个体表现出来的过程，既带有过程色彩，也具有结果的性质。在此基础上，本文选择从过程及结果2个维度来进行绩效评价。

1.2 基于逻辑框架法的复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理成功标准

项目管理成功标准指的是一系列可以据以评判项目管理是否成功的原则与准则，是做出判断的基础，确定成功标准是对项目进行评价的前提和基础[11]。对复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理的绩效进行评价，首先要分析其成功标准。

模块化作为一种项目管理方法，其实施过程大致分为模块设计、制造、运输、拼装和维护5个阶段，“过程”维度的成功标准便从这5 个阶段进行划分。项目建设的进度、成本和质量被称为“铁三角”，是一组极具权威性的项目管理成功标准。但考虑到复杂艰险山区铁路项目建设的特殊性，要求在“铁三角”基础上对结果维度的模块化管理成功标准进一步拓展。

近年来，项目建设的安全性越发受到重视，林鸣等[12]将安全作为测量项目管理成功的主要标准之一。在新的时代背景下，可持续发展也是项目建设需要把握的重要原则。ELKINGTON[13]提出了关于企业发展的“三重盈余”理论，强调经济、社会和环境效益三者的有机统一，对复杂艰险山区铁路项目进行模块化管理也必须满足“三重盈余”的成功标准，从“经济、环境和社会”[11]3 个方面的影响来评价项目模块化管理的绩效。综上，“结果维度”的项目模块化管理成功标准主要考虑进度、成本、质量、安全、环保及社会效益6 个方面。

逻辑框架法指的是由美国国际开发署提出的一种分析工具，在项目规划、设计、实施和评价等领域广泛使用。逻辑框架法将项目的内在逻辑划分为目标、作用、产出及投入构成的4个垂直逻辑层次。其中，目标和作用都反映了项目管理的效果，故在本研究的评价指标体系构建过程中将二者合并，从项目模块化管理投入、产出与效果3个层次来选取评价指标。

本文以项目模块化管理垂直逻辑层次及内容为依据，结合模块化管理绩效评价的2 个基本维度，以及模块化管理各阶段的侧重点，得出基于逻辑框架法的项目模块化管理绩效评价成功标准，如表1所示。

表1 基于逻辑框架法的项目模块化管理绩效评价成功标准Table 1 Transformation of modularized management logic and performance evaluation content

1.3 基于全过程视角的建设项目模块化管理绩效评价指标

由于复杂艰险山区铁路项目施工建设条件的复杂性与难度远胜一般工程项目，若仅从产出及效果来衡量其模块化管理绩效，无法得出客观、全面的评价结论，故本文在通过产出及效果类评价指标来直接体现绩效的同时，通过投入类指标间接反映绩效，以求综合衡量复杂艰险条件下铁路建设项目模块化管理绩效。

以基于逻辑框架法的复杂艰险山区铁路项目模块化管理成功标准为依据，通过阅读大量文献，结合专家咨询，初步选取、定义项目模块化管理绩效评价指标，建立复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理绩效评价指标体系，如表2所示。

表2 复杂艰险山区铁路项目模块化管理绩效评价指标体系Table 2 Performance evaluation index system for modular management of complex and difficult mountain railroad projects

2 评价模型构建

2.1 基于AHP-熵权法的指标权重确定

选用层次分析法与熵权法相结合的组合赋权法来确定指标权重。

2.1.1 层次分析法确定主观权重

本研究中，Ui表示所构建评价指标体系中6 个1 级指标；Uij表示43 个2 级指标；φi表示1 级指标权重；W=(φ1，φ2，…，φ6)2，表示1级指标所求特征向量，φij表示2 级指标；Wi=(φi1，φi2，…φ，)T表示1 级指标Ui所包含2 级指标的特征向量；m表示1 级指标所对应2级指标数量。

2.1.2 熵权法确定客观权重

1) 建立判断矩阵

设共有m个评价者和n个评价指标，将aij定义为第i个评价者对第j个指标的赋值，得出指标体系的判断矩阵A，进一步对判断矩阵进行标准化处理，从而消除量纲影响，标准化的判断矩阵为R。

从而第j个指标信息熵值计算公式为：

第j个指标的最终权重计算公式为：

2.1.3 组合权重确定

组合权重计算采用线性加权法，计算公式为：

由于复杂艰险山区铁路项目面临的建设环境具有特殊性，在定义指标权重时，无法给出普遍适用的组合赋权系数，组合赋权系数具有动态性，需要根据项目建设目标、生态环境复杂程度和指标性质等实际情况，在征询专家意见后进行确定。

2.2 综合评价云模型构建

2.2.1 确定评价基准云

在进行专家咨询时，将论域定义为[0, 100]，其中：[0, 20]表示差，(20, 40]表示较差，(40, 60]表示一般，(60, 80]代表良好，(80, 100]表示优秀。

设V代表复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理绩效评价指标体系的评语集，则V={v1,v2,v3,v4,v5}={差，较差，一般，良好，优秀}。

在指标评语集中，任一评语的取值都需要满足双边约束关系[Vmin,Vmax],Vmin与Vmax为评语值的最小和最大边界。通常采用简化双边约束的形式得到评价基准云CV(ExV，EnV，HeV)，计算公式如下：

其中：k为常数，决定云的厚度，本文取k=0.1。

2.2.2 确定评价指标云

设共有p个专家对项目模块化管理绩效评价指标体系的n个指标进行评分，令θij为第i个专家对第j个指标的评分值，得出评价指标云集Cθ。

令第j个指标的评价云为Cθi，关于Cθi的主要参数(Exθj，Enθj，Heθj)计算公式为：

根据2 级指标特征参数计算1 级指标云数字特征参数的公式为：

2.2.3 确定评价综合云

基于云模型的项目模块化管理绩效评价，最终需要根据1 级指标特征参数计算评价综合云C(Ex，En，He)云数字特征参数，从而得出评价结果。

2.2.4 确定评价结果

根据评价综合云、指标云与基准云之间的云相似度，可以得出复杂艰险山区铁路建设项目模块化管理绩效评价结果。

3 案例分析

依据上文所建立的复杂艰险山区铁路项目模块化管理绩效评价体系，以某复杂艰险地区铁路项目桥梁工程X 为例，对项目模块化管理绩效进行评价。

该铁路线路全长为825.5 km，其中桥梁全长84 km，为总长的 10.2%，简支T 梁占比达到95%以上。墩高较低是该项目所有桥梁具有的普遍特征，约有70%的桥墩墩高小于12 m，其中1 187个桥墩墩在10 m 以下。X 项目位于沙漠边缘极度干旱地区。极端气候与复杂的自然环境导致桥梁现场施工困难，养护条件差，桥梁质量难以保证。对桥墩进行模块化管理有效地克服了沙漠地区混凝土浇筑养护条件难的问题。