基于GRAP（灰色關聯(lián)分析法）的西北地區(qū)高鐵客站綠色施工管理綜合評估

賀曉霞 江大慶 喻敬琴

1. 寧夏大學新華學院 寧夏 銀川 750021；

2. 寧夏大學 寧夏 銀川 750021

“十三五”期間是實現(xiàn)全面建成小康社會的決勝階段，也是我國經(jīng)濟建設發(fā)展面臨新趨勢、新機遇的重要時刻。伴隨著《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的不斷實現(xiàn)，西北地區(qū)逐步加入鐵路建設發(fā)展行列，并對鐵路發(fā)展提出了更高的要求。為了積極響應綠色GDP號召，倡導節(jié)約資源、減少能源消耗，人們對綠色建筑、綠色鐵路及綠色鐵路客站的綠色性能要求越來越高。

2006年和2010年，國家先后頒布了GB/T 50378—2006《綠色建筑評價標準》和GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評價標準》。2014年，國家鐵路局發(fā)布了行業(yè)標準TB/T 10429—2014《綠色鐵路客站評價標準》，該標準通過對國家政策導向、行業(yè)發(fā)展需求和國內(nèi)外綠色建筑評價體系的調(diào)研，以第三代綠色建筑評價體系為基礎，研究建立了一套完整的適用于不同氣候區(qū)和各種規(guī)?？驼镜木G色鐵路客站評價體系。

高速鐵路運輸離不開高鐵客站的建設，而高鐵客站的綠色施工性能對綠色鐵路建設起著舉足輕重的作用。在學界，對“綠色施工”的理解和定義以現(xiàn)行的GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評價標準》為主，即在確保工程質(zhì)量和滿足安全要求的前提下，實施科學管理、技術(shù)提升，最大程度地節(jié)約各種資源，降低對環(huán)境造成的不良影響，實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！钡慕ㄖこ淌┕せ顒覽1-2]。而在整個建筑工程施工過程中，施工管理至關重要，施工管理的好壞也會直接或間接地影響著施工階段綠色性能等級。

然而，我國目前對綠色鐵路客站施工還沒有形成一套完整的適用于鐵路客站綠色施工評價的體系和方法。因此，本文主要針對高鐵客站施工管理的綠色性能進行研究，提出一種基于GRAP（灰色關聯(lián)分析法）的西北地區(qū)高鐵客站綠色施工管理綜合評估方法，旨在為國家后期頒布高鐵客站綠色施工評價標準提供新的思路和想法。

1 建立綜合評估體系

1.1 科學選擇評價指標

高鐵客站綠色施工管理綜合評估指標的選擇是在充分考慮和研究綠色建筑、綠色鐵路、綠色鐵路客站以及綠色施工管理的前提下進行的。同時，還要綜合考慮高鐵客站規(guī)模大、人流多、功能復雜等特點，采用調(diào)研、閱讀文獻等方法，確定影響高鐵客站施工管理綠色性能水平的指標體系。

同時，指標體系的建立主要參考GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評價標準》及TB/T 10429—2014《綠色鐵路客站評價標準》中關于施工管理的環(huán)境保護、資源節(jié)約、施工過程管理的專項章節(jié)，并借鑒住房城鄉(xiāng)建設部《綠色施工科技示范工程技術(shù)指標》和《綠色施工導則》。各評價指標的選取和評估標準如下：

1）組織管理二級指標要求：確定施工現(xiàn)場第一責任人，建立具體的綠色施工管理制度；以實現(xiàn)“綠色施工管理”為目標，針對不同部門、不同崗位制定科學的分級管理體制，明確各自職責。評價標準：管理體系的科學性、合理性，管理制度的完善性；考核人員在崗情況、崗位責任與分工情況。

2）策劃管理二級指標要求：根據(jù)綠色施工技術(shù)指標、工程特征、施工部署、主要施工方法及工藝要求等，制定綠色施工方案，或在施工組織設計中單獨列項；確定具有實際意義的綠色施工量化控制目標。評價標準：采取的施工方法、技術(shù)水平和創(chuàng)新應用是否達到“四節(jié)一環(huán)?！备疽螅还芾砣藛T和作業(yè)人員的安全措施、健康防護能否得到保障，并依照規(guī)范審核、批準；綠色施工量化控制目標符合“技術(shù)指標”要求。

3）實施管理二級指標要求：施工現(xiàn)場設置醒目的宣傳標語、標志；選擇有效的宣傳方式，結(jié)合本工程本項目實際特點進行綠色施工宣傳，構(gòu)建具有科學性、人性化的規(guī)章制度；結(jié)合施工管理要求，實行圖紙會審、精細化設計。在施工進程中，有相應的BIM技術(shù)措施、測試方法和測試記錄，對與節(jié)能環(huán)保要求有關的材料、設備進行相關測試和驗收。評價標準：是否有施工各階段相關文件并歸檔，是否有圍繞“進度、質(zhì)量、造價”的記錄資料等；是否有綠色施工的支撐材料等；圖紙會審、工程交底、設備檢測和驗收等記錄的完整性；是否采用BIM技術(shù)對施工過程相關階段進行優(yōu)化管理。

4）評價管理二級指標要求：企業(yè)應針對工程本身特征，對照相關技術(shù)指標，對全過程施工階段進行合理劃分；按要求完成綠色施工任務，并圍繞“四新技術(shù)”進行進一步分析和科學評估。評價標準：是否對不同施工階段進行逐一評估；是否在不同階段圍繞“四節(jié)一環(huán)?！闭归_分析與評估，出具各階段反饋報告。

5）職業(yè)健康二級指標要求：對存在職業(yè)危害的工作崗位采取積極有效的措施，確保在崗工人的生命安全和長期身體健康。構(gòu)建比較全面、科學的衛(wèi)生體制，確保工人在崗安全，不在崗有一個健康、舒適的生活環(huán)境。評價標準：餐廳的衛(wèi)生資質(zhì)是否過關，相關人員必須持證上崗；對具有職業(yè)危害的各工種佩戴專業(yè)防護器具；對生活區(qū)如衛(wèi)生設施、下水道及濕暗地帶消毒記錄；對不可抗力事件是否建立應急預案。

6）環(huán)境安全二級指標要求：保證在施工過程中大型機械、設備安裝與使用安全；現(xiàn)場進出口處配置安全宣傳欄，設置電子屏幕播放安全施工宣傳片，懸掛標語、警示條幅，張貼警示標志；對重要工程、重點部位應組織專家進行論證、評估，充分落實過程監(jiān)管與控制。評價標準：保障施工安全、現(xiàn)場環(huán)境優(yōu)良的措施是否到位；大型機械、設備的安全使用措施執(zhí)行情況、有無安全事故發(fā)生；專家論證結(jié)果及報告質(zhì)量。

1.2 評價指標體系的建立

所謂高鐵客站綠色施工管理評價指標體系，是指對鐵路客站施工階段中施工管理的綠色性能等級的綜合評估[3]。根據(jù)鐵路客站的施工特點，在建立評價指標體系的過程中，對于二級指標實施管理下的三級指標構(gòu)建，首次將BIM技術(shù)引入本課題綠色施工管理過程中，鼓勵高鐵客站采用BIM技術(shù)實現(xiàn)精細化施工管理。

根據(jù)上述評價準則的分析，運用目標分解法的原理，由上而下構(gòu)建高鐵客站綠色施工管理綜合評估指標體系（圖1）。該評價體系由3個層級組成，其中，第1層（目標層）為高鐵客站的綠色施工管理評價指標體系A；第2層（準則層）為6個二級指標，包括組織管理B1、策劃管理B2、實施管理B3、評價管理B4、職業(yè)管理B5、環(huán)境安全B6；第3層（指標層）為14個三級指標。

圖1 西北地區(qū)高鐵客站綠色施工管理評價指標體系

2 組合方法計算權(quán)重的具體步驟

2.1 原理

首先，運用層次分析法的原理與1—9標度方法（表1）構(gòu)建判斷矩陣，并對所構(gòu)造的判斷矩陣進行一致性檢驗[4]。其次，采用SPSS軟件將專家權(quán)重和指標權(quán)重進行融合，得出各個指標的組合權(quán)重[5]。

表1 判斷矩陣標度及其含義

2.2 計算過程

1）根據(jù)表1所構(gòu)建的判斷矩陣，分別將判斷矩陣每一列歸一化為bij，如式（1）所示：

4）以施工各階段為基礎，邀請不同專家對施工管理指標的重要度進行比較，得出比較判斷矩陣Bi，并利用式（1）～式（3）進行歸一化，得指標權(quán)重，即客觀權(quán)重，如式（4）所示：

5）將m個不同專家劃分為n類，聚類后第k類中有φk個專家組成，因此得到其置信因子Sk如式（5）所示：

3 構(gòu)建灰色關聯(lián)分析模型

3.1 灰色關聯(lián)系數(shù)和灰色關聯(lián)分析

為了衡量2個系統(tǒng)之間的差異，選擇灰色關聯(lián)度作為相似性指標[6]。假設有2個序列，序列TA（k）為母因素，即準則層權(quán)重值，序列TBi（k）為子因素，即指標層權(quán)重值，則二者的灰色關聯(lián)度如式（8）所示：

式中，Δmax為各個時刻絕對差中的最大值，Δmin為各個時刻絕對差中的最小值，一般Δmin=0，ρ為分辨系數(shù)，0＜ρ＜1，一般取ρ=0.5。ΔABi(k)表示k時刻2個數(shù)列的絕對差，如式（10）所示：

3.2 灰色關聯(lián)分析法建模

設影響施工管理的綠色性能等級準則層有6種模式，且在每種模式下都由一個或多個指標構(gòu)成特征向量，即為子因素綠色度等級模式向量TBi(i=1,2,…,6)。同理，設母因素的待檢模式向量為TA，通過TA與子因素綠色度等級模式向量TBi計算關聯(lián)度，可得到序列rABi=[rAB1rAB2…rAB6]，然后判斷綠色度模式大?。搓P聯(lián)度）并進行排列，為施工管理綠色性能等級決策提供依據(jù)。

4 實證研究

西安北站坐落于陜西省西安市未央?yún)^(qū)，距市區(qū)鐘樓約12 km，距西安咸陽國際機場約20 km，是西安鐵路中轉(zhuǎn)站的主要客運站之一，更是西北地區(qū)規(guī)模最大、人流較大、最重要的鐵路客運樞紐[7]。

截至2019年12月，西安北站面積位居全國高鐵站第2，占地面積533 000 m2，到發(fā)線34條、站臺18座，數(shù)量均位居全國首位，可以滿足8萬名旅客同時候車的需求。西安北站由3個站場（鄭西、西寶場，大西、西成場，西銀、關中城際場）組成，設18站臺（2個側(cè)式站臺＋16個島式站臺）、34股道、34站臺面。

西安北站的建筑設計理念為“唐風漢韻、盛世華章”，總體以簡樸莊重、雄偉壯麗、宏厚的氣勢將漢唐雄風凸顯得淋漓盡致。在客站屋頂、大廳、高架層的設計中，分別借鑒古代建筑含元殿的屋檐、外露墻身以及強勁有力的臺基[8]。

4.1 組合方法計算權(quán)重

首先，主要從施工技術(shù)、項目管理、設計、決策、環(huán)保等方面邀請6位專家，專家根據(jù)自己在該領域多年的工作經(jīng)驗以及高鐵客站本身的特點，依據(jù)評價準則分別對組織管理B1、策劃管理B2、實施管理B3、評價管理B4、職業(yè)健康B5、環(huán)境安全B6指標的重要性進行兩兩判斷比較，構(gòu)造出準則層Bi對目標層A的判斷矩陣為Ai，如式（11）～式（16）所示，同時保證各個判斷矩陣均滿足層次分析法的一致性檢驗要求。

然后運用SPSS軟件進行聚類分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)聚類分析截圖示意

根據(jù)圖2，將專家分為3類：第一類由3位專家組成，編號為1、2、3；第二類僅有1位編號為6的專家；第三類有2位專家，編號分別是4和5。

由此可得到專家權(quán)重，即主觀權(quán)重向量，如式（18）所示：

wi=[3/14 3/14 3/14 1/7 1/7 1/14] （18）

由前文式（7）得出最終權(quán)重，即組合權(quán)重，如式（19）所示：

4.2 計算指標層對準則層的權(quán)重系數(shù)

計算原理同上述4.1節(jié)，得出指標層對準則層的組合權(quán)重值：

4.3 給出指標層特征向量TBi和準則層待檢模式向量TA

指標層特征向量TBi如下：

同理，得出施工管理綠色因素待檢模式向量TA，即：

TA=[0.133 8 0.239 0 0.280 4 0.092 9 0.057 7 0.196 2]。

4.4 計算關聯(lián)度

以TA=[0.133 8 0.239 0 0.280 4 0.092 9 0.057 7 0.196 2]為母因素，TBi(i=1,2,3,…,6)為子因素，計算關聯(lián)度。

1）對TA作初始化處理：

TA=[1,1.787 2.096 2 0.694 8 0.431 4 1.466 6]。

2）求差序列，即ΔABi=|TA－TBi|,(i=1,2,3,4,5,6)，得出：

ΔAB1=[0.385 6 1.404 1]；

ΔAB2=[0.397 8 1.389 2]；

ΔAB3=[0.776 9 1.441 8 1.664]；

ΔAB4=[0.504 9 1.282 1]；

ΔAB5=[0.549 7 1.237 3]；

ΔAB6=[0.610 3 1.515 7 1.757 1]。

3）求兩級最大差和最小差：

max|TA－TB1|=1.401 4；

max|TA－TB2|=1.389 2；

max|TA－TB3|=1.664 5；

max|TA－TB4|=1.282 1；

max|TA－TB5|=1.237 3；

max|TA－TB6|=1.757 1。

所以，Δmax=1.757 1，Δmin=0。

4）取ρ=0.5，則關聯(lián)系數(shù)計算結(jié)果如下：

5）按式（8）計算關聯(lián)度如下：rAB1=0.540 2，rAB2=0.537 9；rAB3=0.627 4，rAB4=0.520 8；rAB5=0.515 2，rAB6=0.645 2。

根據(jù)計算結(jié)果得出灰色關聯(lián)度由大到小的順序為：0.645 2＞0.627 4＞0.540 2＞0.537 9＞0.520 8＞0.515 2，則TB1對TA的關聯(lián)度為rAB6＞rAB3＞rAB1＞rAB2＞rAB4＞rAB5，即環(huán)境安全＞實施管理＞組織管理＞策劃管理＞評價管理＞職業(yè)管理。因此，對西北地區(qū)高鐵客站施工管理的綠色性能等級影響最大的是環(huán)境安全和實施管理，其次是組織管理、策劃管理、評價管理和職業(yè)管理。

5 結(jié)語

本文首先通過組合方法（層次分析法和SPSS軟件）融合專家權(quán)重和指標權(quán)重，得出各級指標的最終權(quán)重，然后運用所建立的灰色關聯(lián)分析模型嘗試對高鐵客站綠色施工管理進行綜合評估。

根據(jù)上述分析，在進行高鐵客站施工管理過程中，對綠色性能等級影響較大的指標為環(huán)境安全和實施管理，因此施工單位及相關單位應對該指標下的二級指標進行加強管理與防范，同時不放松對其他指標的管理，為本項目的施工管理提供思路和參考。