基于熵权-未确知测度理论的设计进度风险评价
2023-10-13易欢婷龙地兵
易欢婷 龙地兵
1. 湖南交通工程学院 湖南 衡阳 421001 2. 衡阳技师学院 湖南 衡阳 421001
1 引言
随着我国经济快速发展,各行各业的竞争越发激烈,建筑设施的规模和复杂性与日俱增,而要求设计周期更短,给设计单位的进度管控带来了巨大挑战,也极大的增加了整个项目的进度风险。在设计过程中,由于技术、管理、环境等风险因素往往存在不确定性,任何潜在风险因素都有可能对设计进度产生直接或间接影响,从而导致设计进度延误。因此,为管控设计进度,降低风险,首先需要对风险指标进行准确而有效的识别和评价。
目前,国内外学者在研究进度风险的过程中提出了各具特色的分析方法,有层次分析法、模糊综合评价法、神经网络理论法等[1-4]。虽然上述方法都有各自的优点,但是也存在一定的缺陷,如模糊综合评价法在权重取值时主观性过强,使得结论容易出现偏差;神经网络理论法的精度取决于样本的容量,且收敛速度慢,容易遇到局部最小值的问题。此外,由于风险因素众多且具有复杂性和不确定性,传统的评价体系难以得到满意的结果。因此,本文引入未确知测度理论,并运用熵权理论确定各指标的权重。未确知测度法与其他评价方法相比,未确知测度满足“归一性”及“可加性”,因而评价结果更为科学;采用信息熵确定各指标权重,最大限度地利用了源数据的有效信息,避免了评价过程中的单纯主观臆断和片面性;同时,注意到评价空间的“有序性”,利用合理的置信度识别准则确定评价对象的最终风险等级,使评价结果更清晰准确。
2 熵权-未确知测度理论
设有n个评价对象X,则评价对象空间,其中Xi为第i个评价对象。设对于Xi有m个单项评价指标,则单项评价指标空间,其中Ij为第j个评价指标;设用xij表示第i个评价对象Xi关于第j个评价指标Ij的测量值,则有Xi关于m个评价指标的m维测量向量。设有p个评价等级C,则评价等级空间,其中第k个评价等级Ck为xij的等级值;设第k级比第k+1级风险等级“高”,记为;若满足,则称是评价空间C的一个有序分割类。
2.1 单指标未确知测度评价矩阵
通过测度函数计算出评价对象Xi的各个指标测度值μijk,则可以得到单指标未确知测度矩阵(μijk)m×p,即:
2.2 熵权法确定指标权重
熵权法是一种客观赋权方法,相较于主观赋权法,熵权法的精度更高、客观性更强,其评价结果几乎不受主观因素的影响,使评价结果更符合实际[5]。设ωj表示指标Ij与同层次其他指标相比具有的重要程度,即ωj为评价指标Ij的熵权。计算公式如下:
式中:H(j)——第j个评价指标的熵,;Qijk——指标权重,。
2.3 多指标未确知测度评价矩阵
2.4 置信度识别
则认为评价对象Xi的评价等级为Ck 0。
3 设计进度风险评价模型
3.1 设计进度风险评价指标体系
为保证风险体系的全面性、准确性和客观性,构建设计进度风险指标体系一级层级结构,并根据一级风险的确定原理,划分各一级风险层级下的二级风险,如图1所示。
图1 设计进度风险评价指标体系图
3.2 评价等级的划分标准
为确保风险等级划分的客观性和全面性,选取工期延误时间、造成的经济损失作为等级界定的指标,并将险等级合理划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级,分别表示低分险、较低风险、中度风险、较高风险、高风险,具体划分标准如表1所示。
表1 风险等级划分标准
3.3 评价流程
运用熵权-未确知测度理论对工程设计进度风险进行评价的基本流程如图2所示。
图2 设计进度风险评价流程图
4 工程应用分析
4.1 确定评价指标分值
以某工程项目的设计进度为评价对象,通过对该项目相关工作人员及专家进行指标评分的问卷调查,并将调查数据用均值法进行处理后得到各风险评价二级指标的分值如表2所示。
表2 某工程项目设计进度风险评价指标分值
4.2 计算单指标未确知测度矩阵
根据单指标测度函数的定义和各风险评价指标量化标准,构造工程项目设计进度风险评价指标的未确知测度函数表达式如式(8)所示。
将评价对象关于32个评价指标的得分代入单指标测度函数,计算出各个指标测度值μ1jk,则可以得到单指标未确知测度矩阵(μ1jk )32×5为:
4.3 计算指标权重及多指标未确阵
根据式(3)、式(4)可得评价对象的指标权重向量为ωj=(0.0310,0.0327,0.0336,0.0322,0.0301,0.0326,0.0294,0.0311,0.0323,0.0320,0.0316,0.0323,0.0309,0.0308,0.0331,0.0323,0.0309,0.0322,0.0323,0.0331,0.0264,0.0323,0.0311,0.0275,0.0309,0.0288,0.0307,0.0323,0.0310,0.0320,0.0312,0.0293)。
根据式(6)可得到该评价对象的多指标未确知测度评价向量为:μ1k=(0.0635,0.1636,0.4001,0.1771,0.1957)。
4.4 置信度识别
对工程项目设计进度风险的多指标未确知测度进行置信度识别,取置信度λ=0.6,根据置信度识别准则式(7),当,即k0=3,则认为该工程项目设计进度风险属于C3中度风险且置信度不低于60%。
4.5 评价结果分析
由评价结果可知,该工程项目设计进度风险评价等级为C3级,即中度风险。在得到设计进度风险评价等级之后,依据各指标的分值情况,对得分较低的影响因子进行控制与改进,以降低风险等级,避免进度拖延情况的产生。
5 结语
针对设计进度风险因素的多样性和复杂性特点,通过广泛调研相关文献资料和工程案例,深入挖掘各项风险因素,识别出了5个大方向上的32个工程项目设计进度风险因素;构建了工程项目设计进度风险评价指标体系;考虑到进度风险因素的不确定性,引入未确知测度理论,构建了设计进度风险评价的未确知测度模型;通过构建单指标未确知测度函数,运用熵权法确定各评价指标的权重,最后按置信度准则确定最终评价等级。在整个评价过程中,运用熵权法来确定各评价指标的权重,减少了风险评价中主观因素的影响,部分消除了因主观因素造成的评价结果偏差,使评价结果更符合实际;同时,利用置信度识别准则提高了评价结果的准确度和可靠度。将其应用于实际工程项目中,评价结果与实际结果较吻合,表明该评价模型能够准确判别出工程项目设计进度风险等级,为工程项目设计进度风险评价方法开拓了一条新的途径。